CN103214519A - O-乙基-s-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺 - Google Patents

O-乙基-s-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺 Download PDF

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本发明涉及O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，包括有以下步骤：1）O-乙基-S-丙基磷酰氯的合成；2）1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑的合成；3）O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成。本发明的有益效果在于：缩短了反应步骤和时间，收率从50%提高到70%以上，提高了总收率；该工艺采用碳酸钾替代易燃易爆的氢化钠，使反应条件更温和，生产工艺更安全；采用二丙基二硫、三氯化磷为起始原料，合成了S-正丙基磷酰二氯，然后与乙醇反应得到O-乙基-S-正丙基磷酰氯，该路线短，原料易得，且废水少，适用工业化。

Description

O-乙基-S-正丙基-(3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑)磷酸酯的合成工艺
技术领域
本发明属于农药原药制备的技术领域，具体是涉及一种新烟碱类杀线虫剂O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺。
背景技术
杀线虫剂Imicyafos，化学名称：O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯，由日本Agro Kanesho公司报道的硫代磷酸酯类的杀线虫剂。Imicyafos与新烟碱类杀虫剂噻虫啉一样是一个氰胺杂环类有机物，也是一种有机磷。它是由不对称有机磷与烟碱类杀虫剂的氰基亚咪唑烷组合而成。主要用于萝卜、胡萝卜、草莓、茄子、番茄、黄瓜、甜瓜、西瓜、番薯以及土豆等作物防治害虫与线虫。
现有文献公开了以中间体为O-乙基-S-正丙基磷酰氯（Ⅰ）和1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑（Ⅱ）为原料，以N,N-二甲酰胺为溶剂，在氢化钠的作用下合成目的产物，没有涉及中间体（Ⅰ）和中间体（Ⅱ）的合成，且使用易燃易爆的强碱氢化钠为原料。
现有文献提供了中间体O-乙基-S-正丙基磷酰氯（Ⅰ）的合成方法。一般使用五硫化磷，硫粉和五氯化磷等含磷含硫化合为原料，污染较大，不宜工业化。
现有文献提供了1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑（Ⅱ）合成路线。使用易燃的二硫化碳和毒性较大的硫酸二甲酯，且环化时放出甲硫醇，空气污染较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术而提出一种O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，通过改进现有工艺路线，缩短了工艺反应时间，革除了易燃易爆的氢化钠，提高了收率，三废少，实现了清洁环保生产。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，包括有以下步骤：
1）O-乙基-S-丙基磷酰氯的合成
将S-丙基磷酰二氯，缚酸剂和溶剂加入到反应瓶中，在0℃-15℃间滴加乙醇的溶剂溶液，其中S-丙基磷酰二氯、乙醇与缚酸剂的摩尔比为1:1-1.2:0.8-1.5，所述的缚酸剂为三乙胺或吡啶，所述的溶剂为甲苯，苯，正己烷或氯仿，滴加完毕，升至室温继续反应，反应完全，过滤，浓缩，减压蒸馏，得O-乙基-S-丙基磷酰氯；
2）1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑的合成
在反应容器中加入N-氰亚胺基碳酸二甲酯和溶剂，在15-20℃温度条件下，滴加N-乙基乙二胺的氯仿溶液，N-氰亚胺基碳酸二甲酯与N-乙基乙二胺反应的摩尔配比为1:1-1.5，所述的溶剂为甲醇，乙醇或氯仿，滴加时间为3-4h，滴加完毕后，升温回流继续反应1-5h，反应完毕，蒸除溶剂，冷却析出固体用乙醇或异丙醇重结晶，得到1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑；
3）O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成
在装有干燥管的反应容器中加入步骤2）得到的1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑，加入催化剂，冷却至0-5℃，滴加步骤1）得到的O-乙基-S-丙基磷酰氯，所述的1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑与O-乙基-S-丙基磷酰氯的摩尔配比为1:1-1.5，滴加完毕，升至室温，反应完毕真空除去溶剂，将反应物倾入冰水中，用氯仿萃取，水洗，干燥，浓缩得淡黄色油状物，即为O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯。
按上述方案，所述的S-丙基磷酰二氯的合成是将二丙基二硫，三氯化磷和溶剂加入到反应瓶中于-10℃-10℃间，滴加磺酰氯，反应5-15h，二丙基二硫与三氯化磷的摩尔配比为1-1.2:2，然后在50-100℃间减压蒸出溶剂，所述的溶剂为苯、甲苯或正己烷，然后减压蒸馏得到S-丙基磷酰二氯。
按上述方案，所述的N-氰亚胺基碳酸二甲酯的合成是在装有搅拌器和回流冷凝管反应容器中加入单氰胺和原碳酸四甲酯，其中单氰胺与原碳酸四甲酯摩尔配比为1:1-1.2，回流反应1-2h，反应温度为100-110℃，反应完后蒸除副产物甲醇，冷却析出固体，用乙醇或异丙醇重结晶得到N-氰亚胺基碳酸二甲酯。
按上述方案，步骤3）所述的催化剂为碳酸钠，碳酸钾或氢氧化钠。
本发明所涉及的反应方程式如下：
Figure BDA00003004308100021
本发明的有益效果在于：通过改进工艺，缩短了反应步骤和时间，使O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的收率从50%提高到70%以上，提高了总收率，；该工艺采用碳酸钾替代易燃易爆的氢化钠，使反应条件更温和，生产工艺更安全；
在合成中中间体O-乙基-S-正丙基磷酰氯的过程中，采用二丙基二硫、三氯化磷为起始原料，合成了S-正丙基磷酰二氯，然后与乙醇反应得到O-乙基-S-正丙基磷酰氯，该路线短，原料易得，且废水少，适用工业化。
附图说明
图1为本发明实施例1所得O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的核磁谱图。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步详细的说明，但是此说明不会构成对本发明的限制。
实施例1
1.1S-正丙基磷酰二氯的合成
Figure BDA00003004308100031
将二丙基二硫57.7g（0.38mol）,甲苯150ml，三氯化磷103g（0.75mol）加入到500ml的四口反应瓶中，冷却至-2--5℃，然后滴加磺酰氯75g(0.56mol),滴加温度不超过0℃，滴加完毕，升至室温继续反应10h；在50℃条件下，减压蒸出甲苯，得淡黄色油状物，减压蒸馏，收集92-96℃/5mmHg的馏分121.5g，收率84%；
1.2O,O-二乙基-S-正丙基磷酰氯的合成
Figure BDA00003004308100032
将步骤1）得到的S-正丙基磷酰二氯38.6g（0.2mol）溶于75ml甲苯溶剂中，冷却至0-5℃，在搅拌下，滴加9.2g(0.2mol)乙醇，18.2g(0.18mol)三乙胺和75ml甲苯的混合物，滴加完毕，升至室温下搅拌2h，LC跟踪（液相色谱）至反应完全，过滤，浓缩，减压收集112-128℃/5mmHg的馏分，得无色透明液体30.5g，收率75.3%；
NMR(CDCl3):δ(ppm)1.1(t,3H,CH3,),1.44(t,3H,CH3),1.85(m,2H),2.90(d,2H),4.25(d,2H)；
1.3N-氰亚胺基碳酸二甲酯的合成
Figure BDA00003004308100041
在装有搅拌器和回流冷凝管的250ml的四口反应瓶中加入单氰胺42g（1mol）和136g（1mol）原碳酸四甲酯，升温回流反应1-2h，反应温度为100-110℃，用LC跟踪检测，反应完后减压蒸出甲醇，冷却析出固体，用乙醇重结晶，得白色固体82g，收率72%，熔点52-54℃；NMR(CDCl3):δ(ppm)1.42(t,6H,OCH2CH3,),4.44(q,4H,OCH2CH3)；
1.41-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑的合成
Figure BDA00003004308100042
在250ml的四口反应瓶中加入N-氰亚胺基碳酸二甲酯57g（0.5mol）和150ml氯仿，在15-20℃温度条件下，滴加100ml氯仿和N-乙基乙二胺43g（0.5mol）的混合溶液，在室温下搅拌2h，滴加时间为3h，滴加完毕，然后升温回流继续反应4h，反应完毕，减压蒸出氯仿，冷却析出固体，用乙醇重结晶，得白色固体55g，收率79.8%，熔点105-107℃；
NMR(DMSO):(ppm)1.73(q,5H,CH2CH3),3.13(t,4H,),7.30(br,s,1H)；
1.5O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯（Imicyafos）的合成
Figure BDA00003004308100043
在装有干燥管的反应瓶中加入1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑69g(0.5mol)，溶于200mlN,N-二甲基酰胺溶剂中，加入碳酸钾82.2g(0.6mol)，冷却至0-5℃，然后滴加O-乙基-S-正丙基磷酰氯101.2g(0.5mol)的甲苯溶液，滴加完毕，升至室温，继续搅拌反应16h，反应完毕真空除去溶剂，将反应液倾入冰水中，加入10%的盐酸酸化，用氯仿萃取，水洗，无水硫酸镁干燥，浓缩得淡黄色油状液体106.4g，收率70%，
NMR(CDCl3):(ppm)0.97-2.09(m,11H,OCH2CH3,SCH2CH2CH3,NCH2CH3),2.94-3.03(m,2H,SCH2)),3.29-4.28(m，8H,OCH2,NCH2CH2N,NCH2)。

Claims (4)

1.O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，包括有以下步骤：
1）O-乙基-S-丙基磷酰氯的合成
将S-丙基磷酰二氯，缚酸剂和溶剂加入到反应瓶中，在0℃-15℃间滴加乙醇的溶剂溶液，其中S-丙基磷酰二氯、乙醇与缚酸剂的摩尔比为1:1-1.2:0.8-1.5，所述的缚酸剂为三乙胺或吡啶，所述的溶剂为甲苯，苯，正己烷或氯仿，滴加完毕，升至室温继续反应，反应完全，过滤，浓缩，减压蒸馏，得O-乙基-S-丙基磷酰氯；
2）1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑的合成
在反应容器中加入N-氰亚胺基碳酸二甲酯和溶剂，在15-20℃温度条件下，滴加N-乙基乙二胺的氯仿溶液，N-氰亚胺基碳酸二甲酯与N-乙基乙二胺反应的摩尔配比为1:1-1.5，所述的溶剂为甲醇，乙醇或氯仿，滴加时间为3-4h，滴加完毕后，升温回流继续反应1-5h，反应完毕，蒸除溶剂，冷却析出固体用乙醇或异丙醇重结晶，得到1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑；
3）O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成
在装有干燥管的反应容器中加入步骤2）得到的1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑，加入催化剂，冷却至0-5℃，滴加步骤1）得到的O-乙基-S-丙基磷酰氯，所述的1-乙基-2-（N-氰基亚胺）咪唑与O-乙基-S-丙基磷酰氯的摩尔配比为1:1-1.5，滴加完毕，升至室温，反应完毕真空除去溶剂，将反应物倾入冰水中，用氯仿萃取，水洗，干燥，浓缩得淡黄色油状物，即为O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯。
2.按权利要求1所述的O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，其特征在于所述的S-丙基磷酰二氯的合成是将二丙基二硫，三氯化磷和溶剂加入到反应瓶中于-10℃-10℃间，滴加磺酰氯，升温反应5-15h，二丙基二硫与三氯化磷的摩尔配比为1-1.2:2，然后在50-100℃间减压蒸出溶剂，所述的溶剂为苯、甲苯或正己烷，然后减压蒸馏得到S-丙基磷酰二氯。
3.按权利要求1或2所述的O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，其特征在于所述的N-氰亚胺基碳酸二甲酯的合成是在装有搅拌器和回流冷凝管反应容器中加入单氰胺和原碳酸四甲酯，其中单氰胺与原碳酸四甲酯摩尔配比为1:1-1.2，回流反应1-2h，反应温度为100-110℃，反应完后蒸除副产物甲醇，冷却析出固体，用乙醇或异丙醇重结晶得到N-氰亚胺基碳酸二甲酯。
4.按权利要求1或2所述的O-乙基-S-正丙基-（3-乙基-2-氰基亚胺-1-咪唑）磷酸酯的合成工艺，其特征在于步骤3）所述的催化剂为碳酸钠，碳酸钾或氢氧化钠。
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