甲基吡啶磷中间体6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法
技术领域
本发明涉及一种杀虫剂中间体,特别涉及一种甲基吡啶磷中间体6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法。
背景技术
甲基吡啶磷又名甲基吡噁磷,是一种优良的杀虫剂,其制剂属触杀和胃毒药剂,持效期长达10周以上,适用于公共卫生杀虫及控制草地、牧场、养殖场等地的蚊蝇,尤其对苍蝇和蟑螂有特效;农业上可用于棉花、果树、蔬菜及牲畜等防治各种螨类及蠢蛾、蚜虫、叶虱、小食心虫、马铃薯甲虫等。对哺乳动物安全,属高效、低毒、低残留性、抗耐药性的安全药剂,是世界卫生组织(WHO)列为推荐使用的有机磷杀虫剂。可制成乳剂、喷雾剂、可湿性粉剂和颗粒剂等。目前普遍使用的可湿性粉剂和颗粒剂特别适用于防治苍蝇和蟑螂等卫生害虫。目前工业上制备甲基吡啶磷的方法是以噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮为原料,经氯气氯化得到6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮,再经羟甲基化,氯化和缩合反应得到甲基吡啶磷(US3808218和CN1386741)。因此,6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮是制备甲基吡啶磷的关键中间体。
现有技术6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法是以2-氨基-3-羟基吡啶为原料,再与光气反应成环,最后经氯气氯化来得到。该方法的主要缺点是所用原料价格较贵,反应条件苛刻,操作繁琐,反应温度高,同时伴有其他氯化产物生成,处理麻烦,工业化生产成本高等。CN1386741A专利文献中公开的6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法是以噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮为原料经氯气氯化来得到,这样所用原料价格较贵,伴有其他氯化产物生成,工业化生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于克服现有6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法存在的原料价格较贵,反应条件苛刻,操作繁琐,反应温度高,同时伴有其他氯化产物生成,工业化生产成本高的缺陷,提供一种甲基吡啶磷中间体6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法,原料廉价易得,操作简便,反应条件温和,生产成本低。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种甲基吡啶磷中间体6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮的合成方法,所述的合成方法步骤如下:
(1)将2-氨基-3,5-二氯吡啶加入到无机碱的水溶液中,控制温度50~100℃反应5~16小时,得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶;
本步骤是将2-氨基-3,5-二氯吡啶水解反应得到2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶,水解反应完成后,用盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯萃取2-3次,浓缩有机层得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶。经步骤(1)2-氨基-3,5-二氯吡啶氨基旁边3位的氯水解掉,替换成羟基,还有5位的氯保持即为2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶。
(2)将步骤(1)获得的2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶溶解在有机溶剂中,加入缚酸剂,控制温度在-10℃~50℃滴加氯甲酸酯,氯甲酸酯与2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶的摩尔比为1~3:1,反应1~4小时后升温至30~100℃,继续反应1~5小时,即得6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮。
在步骤(2)中2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶与氯甲酸酯反应成环,得到6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮。反应条件温和,副产物少,后处理简单,无需氯化。
本发明以2-氨基-3,5-二氯吡啶为原料,经水解反应再与氯甲酸酯反应成环,得到6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮,原料廉价易得,省去氯气氯化的加氯操作,操作简便,反应条件温和,生产成本低。
本发明的反应式为:
。
其中:式2为2-氨基-3,5-二氯吡啶,式3为2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶,式1为6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮。为氯甲酸酯。
作为优选,步骤(1)中所述无机碱的水溶液的质量为2-氨基-3,5-二氯吡啶质量的5~20倍。
作为优选,所述无机碱为氢氧化钠、强氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡或氢氧化锂。
作为优选,所述无机碱的水溶液的质量浓度为10%~60%。无机碱的水溶液的质量浓度优选为25%~30%。控制无机碱的水溶液的质量浓度能保证水解效果好。
作为优选,步骤(1)中控制温度80~90℃,反应5~16小时。
作为优选,步骤(2)中控制温度在0℃~10℃滴加氯甲酸酯,反应1~4小时后升温至40~50℃,继续反应1~5小时。
作为优选,步骤(2)中所述的缚酸剂与2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶的摩尔比为0.5~3:1。
作为优选,所述的缚酸剂为有机碱性物质或无机碱性物质,有机碱性物质选自三乙胺、N,N-二乙基乙胺、吡啶、4-二甲胺基吡啶、三乙烯二胺中的一种;无机碱性物质选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、氢氧化钠、氢氧化钠、强氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、氢氧化锂中的一种。
作为优选,步骤(2)中所述的氯甲酸酯选自氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯、氯甲酸正丙酯、氯甲酸异丙酯、氯甲酸正丁酯中的一种。
作为优选,步骤(2)中所述的有机溶剂选自乙酸乙酯、乙酸正丙酯、乙酸异丙酯、乙酸正丁酯、丙酮氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、四氯化碳、二硫化碳、硝基苯、硝基甲烷、石油醚、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃中的一种;有机溶剂的质量为2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶质量的2-8倍。
本发明的有益效果是:1)原料廉价易得;2)反应条件温和,对仪器设备要求不高;3)操作简单安全,反应收率高;4)生产成本低,污染少。
具体实施方式
下面通过具体实施例,对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中,若非特指,所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法,如无特别说明,均为本领域的常规方法。
实施例1
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到25%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至80℃反应8小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶12.8g(收率88%),熔点:198.6-199.4℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入三乙胺(15.2g,0.15mol),在0℃左右滴加氯甲酸甲酯(11.4g,0.12mol),反应1小时后升温至50℃,继续反应2小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮13.6g(收率80%),熔点:184.2-185.0℃。
实施例2
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到35%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至80℃反应6小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶12.1g(收率83%),熔点:198.3-199.2℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入三乙胺(15.2g,0.15mol),在0℃左右滴加氯甲酸乙酯(13.0g,0.12mol),反应4小时后升温至50℃,继续反应1小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮13.4g(收率79%),熔点:184.3-185.0℃。
实施例3
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到60%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至80℃反应5小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶11.1g(收率76%),熔点:198.1-199.2℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入三乙胺(15.2g,0.15mol),在10℃左右滴加氯甲酸乙酯(13.0g,0.12mol),反应1小时后升温至50℃,继续反应2小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮12.9g(收率76%),熔点:184.2-185.1℃。
实施例4
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到25%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至60℃反应10小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶10.2(收率70%),熔点:198.4-199.1℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在二氯甲烷(100g)中,加入三乙胺(15.2g,0.15mol),在0℃左右滴加氯甲酸甲酯(11.4g,0.12mol),反应1小时后升温至40℃,继续反应5小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮12.9g(收率76%),熔点:184.3-185.2℃。
实施例5
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到25%的 氢氧化钾水溶液(100g)中,升温至80℃反应8小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶12.7(收率87%),熔点:198.2-199.1℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入吡啶(11.9g,0.15mol),在0℃左右滴加氯甲酸甲酯(11.4g,0.12mol),反应1小时后升温至50℃,继续反应2小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮13.2g(收率78%),熔点:183.9-184.7℃。
实施例6
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到25%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至80℃反应12小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶12.4(收率85%),熔点:198.0-198.8℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入三乙胺(25.3g,0.25mol),在0℃左右滴加氯甲酸甲酯(19.0g,0.2mol),反应1小时后升温至50℃,继续反应2小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮13.4g(收率79%),熔点:184.1-185.2℃。
实施例7
1)将2-氨基3,5-二氯吡啶(16.3g,0.1mol)加入到10%的 氢氧化钠水溶液(100g)中,升温至100℃反应16小时,用3mol/L的盐酸调节pH至6-7,用乙酸乙酯提取2-3次,有机层浓缩得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶7.9(收率54%),熔点:198.2-199.0℃。
2)将2-氨基-3羟基-5氯吡啶(14.5g,0.1mol)溶解在乙酸乙酯(100g)中,加入二异丙基乙胺(19.4g,0.15mol),在0℃左右滴加氯甲酸甲酯(11.4g,0.12mol),反应1小时后升温至50℃,继续反应2小时,加入50mL水,分层,有机层分别用1mol/L的稀盐酸和10%的碳酸钠溶液洗涤,最后用饱和食盐水洗涤,干燥,浓缩即得6-氯-噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮12.6g(收率74%),熔点:184.2-185.2℃。
此外,本发明权利要求1限定的以下保护范围:
(1)将2-氨基-3,5-二氯吡啶加入到无机碱的水溶液中,控制温度50~100℃反应5~16小时,得2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶;
(2)将步骤(2)获得的2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶溶解在有机溶剂中,加入缚酸剂,控制温度在-10℃~50℃滴加氯甲酸酯,氯甲酸酯与2-氨基-3-羟基-5-氯吡啶的摩尔比为1~3:1,反应1~4小时后升温至30~100℃,继续反应1~5小时,即得6-氯噁唑[4,5-b]吡啶-2(3H)酮。
均可在上述范围内作出合理调整,均可按照实施例1~7的方法实施,获得类似的效果,本发明在此不作赘述。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案,并非对本发明作任何形式上的限制,在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。