CN102838514B

CN102838514B - 环己磺菌胺的合成方法

Info

Publication number: CN102838514B
Application number: CN2012103462408A
Authority: CN
Inventors: 梁晓梅; 张建军; 张海滨; 王道全; 孔涵楚; 薛健
Original assignee: Jiangshan Pesticides & Chemical Co Ltd Nantong; China Agricultural University
Current assignee: China Agricultural University
Priority date: 2012-09-18
Filing date: 2012-09-18
Publication date: 2013-11-27
Anticipated expiration: 2032-09-18
Also published as: CN102838514A

Abstract

本发明提供了一种环己磺菌胺的合成方法，先由环己酮、1，4-二氧六环、三氧化硫、氨气等为原料反应制得2-氧代环己基磺酸铵和硫酸铵；再将上述反应产物用无水甲醇洗涤、抽滤，将硫酸铵从中分离出来；然后，用2-氧代环己基磺酸铵、草酰氯、2-三氟甲基-4-氯苯胺反应得到环己磺菌胺。本发明中，以氨气代替KOH溶液，反应终点易于控制；副产物硫酸铵分离后可以作为化肥使用，消除了废物硫酸钡等三废的产生；反应操作容易，后处理简单，产品纯度高、收率高；本发明的方法适合大规模的工业化应用。

Description

环己磺菌胺的合成方法

技术领域

本发明涉及农用化学领域的化合物N-（2-三氟甲基-4-氯苯基）-2-氧代环己基磺酰胺（本发明中简称环己磺菌胺）的一种化工合成技术。

背景技术

环己磺菌胺可作为杀菌剂，能够用于防治番茄灰霉病、油菜菌核病、黄瓜褐斑病等多种农作物疾病。其系列化合物的分子结构通式及化学合成技术在专利申请号为200510085408.4的“ 2-氧代环烷基磺酰胺，其制备方法和作为杀菌剂的用途”一文中予以公开。该发明中，以环己酮或环庚酮为原料先合成2-氧代环烷基磺酸钾盐中间体，后者与草酰氯制得2- 氧代环烷基磺酰氯后，再与取代的苯胺反应即得通式为WL-II的系列化合物。通式中n＝4，5；R为带有0-2个取代基的苯基，取代基可以是F，Cl，Br，CH3，CH3O，CF3等；其中的WL-ⅡA-12 即为环己磺菌胺。该合成技术中，通过使用BaCl2沉淀除去SO42-，由于化学反应终点难于控制，生成的BaSO4沉淀又不能被利用而成为了三废；而且，后处理难度也较大，提纯较难，产率较低。

专利申请号为200810223952.4的说明书中公开了“N-(2-三氟甲基-4-氯苯基)-α-氧代环己基磺酰胺作为杀菌剂的新用途”，该发明叙及化合物N-(2-三氟甲基-4-氯苯基)-α-氧代环己基磺酰胺及其制剂作为杀菌剂用于防治褐斑病，黑星病。该化合物与表面活性剂，溶剂相溶可得乳油；与表面活性剂，填料相混后粉碎可得可湿性粉剂。该发明只介绍了杀菌剂的具体用途和剂型，未有新的合成技术特征。

专利申请号为201210095863.2的说明书中公开了“环烷基磺酰胺系列化合物、制备方法和作为杀菌剂、除草剂的用途”，该发明以环烷酮为起始原料，经过磺化、氯化、胺化合成得到2-氧代环烷基磺酰胺A，将A用硼氢化钠还原制得2-羟基环烷基磺酰胺B，其再与酰氯进行酯化反应后合成了2-酰氧基环烷基磺酰胺类化合物C。通式为A、B、C的化合物对棉花炭疽、小麦赤霉、番茄早疫、黄瓜褐斑、番茄灰霉、玉米小斑、核盘菌、玉米弯孢和苹果轮纹等病原菌的菌丝生长有抑制作用，对反枝苋、稗草等单双子叶杂草具有抑制生长的作用。该发明中采用的原料价格较贵，反应后的副产物既对作物生长无益，又难以分离去除。

2010年01期《山东农药信息》刊登的“我国农药中间体发展趋势报道”一文中有报道,将三氟甲基引入到农药分子中,能够提高其杀菌。可见加强对含有三氟甲基的环己磺菌胺进行合成技术的研究优化具有学术和工业化的双重意义。

发明内容

发明目的：克服已有环己磺菌胺合成技术三废多、提纯难的缺陷，提供一种副产物可作为化肥使用、主产品出产率高的环己磺菌胺合成新技术。

技术方案：

本发明中，先由环己酮、1，4-二氧六环、三氧化硫、氨气等为原料反应制得2-氧代环己基磺酸铵和硫酸铵；其中的副产物硫酸铵因不溶于无水甲醇，再将上述反应产物用无水甲醇或无水乙醇洗涤，经过抽滤，将硫酸铵从2-氧代环己基磺酸铵的甲醇或乙醇溶液中分离出来；然后，以2-氧代环己基磺酸铵为中间体与草酰氯、2-三氟甲基-4-氯苯胺反应即得环己磺菌胺。具体化学反应式如下：

A：

Figure 2012103462408100002DEST_PATH_IMAGE002

；

B：

Figure 2012103462408100002DEST_PATH_IMAGE004

。

本发明的化学反应式A中，先以三氧化硫和1，4-二氧六环为原料制备三氧化硫·二氧六环复合物，再与环己酮反应制得2-氧代环己基磺酸后，最后再与氨气反应制得2-氧代环己基磺酸铵和硫酸铵。

化学反应式A中，优选以1，2-二氯乙烷作为溶剂配成二氧六环溶液，再以1，2-二氯乙烷作为溶剂配成三氧化硫溶液，然后在二氧六环溶液中逐滴加入三氧化硫溶液，当有白色固体（悬浊液）产生时，冷却控制反应温度在零上20℃以内。反应完毕后，优选密封放置于零下20℃-零下30℃的环境中。

上述二氧六环溶液中逐滴加入三氧化硫溶液的过程，最好是在氮气气氛保护下进行的。

接着加水萃取，分出水层和有机层，蒸馏出有机层中大部分二氯乙烷，得到有机相。然后在有机相中加入无水甲醇，通入氨气至出现白色沉淀，抽滤得到白色硫酸铵，分离出去；滤液脱除甲醇溶剂后得到浅黄色磺酸铵。可以进一步用无水乙醇洗涤浅黄色磺酸铵，滤液脱除乙醇溶剂后得到白色磺酸铵固体。

本发明的化学反应式B中，以2-氧代环己基磺酸铵为中间体与草酰氯反应制得2-氧代环烷基磺酰氯后，再与2-三氟甲基-4-氯苯胺反应制得环己磺菌胺。

其中，以所述的1，2-二氯乙烷作为溶剂配制而成2-氧代环己烷基磺酸铵溶液，最好在冷却及氮气保护下，加入草酰氯，控制反应温度在零下10℃-零上5℃。

以所述的1，2-二氯乙烷作为溶剂配制而成2-三氟甲基-4-氯苯胺溶液。

配制2-氧代环己烷基磺酸铵溶液过程中，可加入少量的二甲基甲酰胺（DMF）。

配制2-三氟甲基-4-氯苯胺溶液过程中，可加入少量的三乙胺。

上述制得2-氧代环烷基磺酰氯的反应后，最好加冰水洗涤，分出水层和有机层，萃取出有机层中大部分的二氯乙烷得到有机相。然后，可以将有机相经过冰浴冷却、MgSO₄干燥，抽滤得到比较纯净的2-氧代环烷基磺酰氯。

以1，2-二氯乙烷作为溶剂配制而成2-三氟甲基-4-氯苯胺溶液（优选氮气保护下），在其中滴加上述的2-氧代环烷基磺酰氯，可以控制温度在0-10℃反应1.5小时-2.5小时，自然升温至室温继续反应完成。

向所得溶液中加入水搅拌洗涤，分出水层和有机层，优选用分液漏斗分出有机层；或者再用HCl水溶液洗涤，分出水层和有机层；萃取出有机层中大部分的二氯乙烷得到有机相；然后用无水MgSO₄干燥有机相，抽滤除去MgSO₄，得到浅黄色固体；最后，加入石油醚搅拌后，倾倒出石油醚，抽滤得淡黄色固体，即为环己磺菌胺。

有益效果：

（1）本发明中，以氨气气体代替现有技术中的KOH溶液，成本降低，添加量即反应终点易于控制。（2）副产物硫酸铵分离后可以作为化肥使用；（3）与现有文献中的方法相比，本方法摒弃了采用氯化钡去除体系中硫酸的方法，消除了废物硫酸钡的产生，减少了三废，实现了清洁生产；（4）具有反应操作容易，后处理简单，产品纯度高、收率高；（5）该合成方法能够用于工业化生产应用，合成的化合物能够广泛用于防治番茄灰霉病、油菜菌核病、黄瓜褐斑病、黑星病等多种农作物疾病。

附图说明

附图是本发明的一个合成工艺流程图。

具体实施方案

本发明可用下述实施例作进一步的说明。

实施例：

如附图所示，环己磺菌胺的具体合成方法可以分解为以下4个工艺过程：

（1）三氧化硫·二氧六环复合物（1:1）的制备

将127.9g（1.45 mol）1，4-二氧六环和150 ml 1，2-二氯乙烷的混合液在机械搅拌与冰浴冷却下逐滴加入到116.3g(1.45 mol)三氧化硫和400ml 1，2-二氯乙烷溶液中，有白色固体产生，温度快速上升，控制温度在20℃以内，当滴入一半二氧六环的二氯乙烷溶液后温度上升变得缓慢，此时加快滴加速度，滴加完毕后，继续搅拌30 min，所得三氧化硫复合物悬浮液直接用于下步反应，或密封放置零下25℃冰箱内保存备用。

（2）2-氧代环己烷基磺酸铵的制备

将157g（1.6 mol）环己酮，200ml无水二氯乙烷溶液加入到1000ml三口瓶中，冷却到-15℃，氮气保护下分批加入前面制备的三氧化硫复合物的悬浊液, 之后将温度控制在-5-0℃，继续反应6h后，加水400ml，分出水层，有机层用2×150ml水萃取，蒸馏出大部分二氯乙烷，有机层再用100ml水萃取1次，合并水层，减压除水，加入500ml无水甲醇，通入氨气37.0g（2.17 mol）出现白色沉淀，抽滤并且分离出去白色硫酸铵28.7g，滤液脱溶剂得到浅黄色磺酸铵228g，粗产率80%，再用300ml无水乙醇洗涤，抽滤得到磺酸铵白色固体172g，产率60%。

（3）2-氧代环己烷基磺酸氯的制备

在250ml三口瓶中，加入二氯乙烷100ml，DMF 1ml，2-氧代环己烷基磺酸铵19.5g （0.1 mol），冰浴冷却及氮气保护下，加入草酰氯10ml（0.105 mol）, 控制反应温度在-5℃以下，反应6h，反应混合物以冰水冷却至0℃，冰水60ml洗涤，水相30ml二氯乙烷萃取一次，合并有机相，冰浴中MgSO₄干燥15min，抽滤得比较纯净的磺酰氯溶液，冰水浴中保存备用。

（4）N-(2-三氟甲基-4-氯-苯基)-2-氧代环己基磺酰胺的合成

再在500ml三口瓶中，氮气保护下，加入三乙胺18ml（0.12 mol），2-三氟甲将-4-氯苯胺（取代苯胺）17.55g（0.09 mol），150ml无水二氯乙烷，冰浴冷却至0-5℃，滴加上步反应所得的磺酰氯溶液，控制温度在5-10℃。加完后冰浴中反应2h，自然升到室温（20-25℃）继续搅拌2h，停止反应。向所得溶液中加入200ml水充分搅拌，用分液漏斗分出二氯乙烷层，有机层用6N HCl 100ml，水100ml洗涤，合并水相，再用二氯乙烷50ml萃取一次，合并有机相，用无水MgSO₄干燥20min，抽滤除去MgSO₄，脱溶后得浅黄色固体31g，加入石油醚200ml，搅拌5min，倾倒出石油醚，重复一次，抽滤得比较纯净的淡黄色固体27.7g，即环己磺菌胺，产率87%。

Claims

1.一种环己磺菌胺的合成方法，由环己酮、1，4-二氧六环、三氧化硫、草酰氯、氨气、2-三氟甲基-4-氯苯胺为原料反应制得；

先由环己酮、1，4-二氧六环、三氧化硫、氨气为原料反应制得2-氧代环己基磺酸铵和硫酸铵；再将上述反应产物用无水甲醇或无水乙醇洗涤，经过抽滤，将硫酸铵从2-氧代环己基磺酸铵的甲醇或乙醇溶液中分离出去；然后，以2-氧代环己基磺酸铵为中间体与草酰氯、2-三氟甲基-4-氯苯胺反应即得环己磺菌胺；

具体化学反应式如下：

A：

Figure 2012103462408100001DEST_PATH_IMAGE001

；

B：

；

其特征在于：

所述的化学反应式A中，以1，2-二氯乙烷作为溶剂配成二氧六环溶液，再以1，2-二氯乙烷作为溶剂配成三氧化硫溶液，然后在二氧六环溶液中逐滴加入三氧化硫溶液，制备三氧化硫·二氧六环复合物；当有白色固体产生时，控制反应温度在零上20℃以内；反应完毕后，密封放置于零下20℃-零下30℃的环境中；

接着，加水萃取，分出水层和有机层，蒸馏出有机层中大部分二氯乙烷得到有机相；然后，在有机相中加入无水甲醇，再与环己酮反应制得2-氧代环己基磺酸；最后，通入氨气至出现白色沉淀，抽滤得白色硫酸铵，滤液脱除甲醇溶剂后得到浅黄色磺酸铵。

2.如权利要求1所述的环己磺菌胺的合成方法，其特征在于：二氧六环溶液中逐滴加入三氧化硫溶液的过程，是在氮气气氛保护下进行的。

3.如权利要求1所述的环己磺菌胺的合成方法，其特征在于：进一步用无水乙醇洗涤浅黄色磺酸铵，滤液脱除乙醇溶剂后得到白色磺酸铵固体。

4.如权利要求1所述的环己磺菌胺的合成方法，其特征在于：所述的化学反应式B中，以2-氧代环己基磺酸铵与草酰氯反应制得2-氧代环烷基磺酰氯后，再与2-三氟甲基-4-氯苯胺反应制得环己磺菌胺；

所述的2-氧代环己基磺酸铵是以1，2-二氯乙烷作为溶剂配制而成的溶液，加入草酰氯，控制反应温度在零下10℃-零上5℃；

所述的2-三氟甲基-4-氯苯胺是以1，2-二氯乙烷作为溶剂配制而成的溶液，在其中滴加所述的2-氧代环烷基磺酰氯，控制温度在0-10℃反应1.5小时-2.5小时，自然升温至室温继续完成反应；

向所得溶液中加入水搅拌洗涤，分出水层和有机层；或者再用HCl水溶液洗涤有机层，分出水层和有机层；萃取出有机层中大部分的二氯乙烷得到有机相；然后用无水MgSO₄干燥有机相，抽滤除去MgSO₄，得到浅黄色固体环己磺菌胺；浅黄色固体环己磺菌胺中加入石油醚搅拌后，倾倒出石油醚，抽滤得到比较纯净的淡黄色固体环己磺菌胺；

其中，配制2-氧代环己基磺酸铵溶液、2-三氟甲基-4-氯苯胺溶液是在冷却及氮气保护下进行的。