CN103588730A - 一种制备三唑类杀菌剂式(iii)化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备三唑类杀菌剂式(III)化合物的合成方法，其特征在于：
Description
技术领域
本发明属于化学化工领域，涉及从鎓盐的制备，到酮(I)化合物、鎓盐和碱制备环氧(II)化合物，最后从中间体环氧(II)化合物在碱性条件下与1,2,4-三氮唑制备具有高活性的三唑类杀菌剂式(III)化合物的合成方法。
背景技术
化学结构式(III)所示的化合物是一类高效广谱杀菌剂：
其中R1为
X为卤素，n=0-2；R2为C1-6的烷基、卤代苯基或1-环丙基乙基。
CN1760187A公开了一种高纯度戊唑醇的制备方法，是以1-(4-氯苯乙基)-1-叔丁基-1,2-环氧乙烷为原料，在碱存在的极性有机溶剂中与1,2,4-三唑反应，反应时加入催化剂，催化剂为N，N-二甲基-4-氨基吡啶、N，N-二甲基苯胺、甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、甲醇钠、乙醇钠、氢氧化钾、氢氧化钠中的任一种，催化剂用量为1-(4-氯苯乙基)-1-叔丁基-1,2-环氧乙烷用量的0.1-5.0％，反应温度为90-150℃，反应时间为4-12h，得到高纯度戊唑醇。
CN102276541A公开了一种1-(4-氯苯基)-3-(1-H-1，2，4-三唑-1-甲基)-4，4二甲基戊-3醇的制备方法：所述1-(4-氯苯基)-3-(1-H-1，2，4-三唑-1-甲基)-4，4二甲基戊-3醇由2-(4-氯苯乙基)-2-叔丁基环氧乙烷与1，2，4三氮唑在碱性条件下，进行缩合反应生成。
在上述现有技术中，环氧化合物是制备三唑类杀菌剂式(III)化合物的重要中间体。关于环氧化合物的制备方法，US4929735A，CN101565406A中已有详细描述，其方法在制备鎓盐时采用二甲硫醚和硫酸二甲酯，且选择极性非质子溶剂，如N-甲基吡咯烷酮、二甲基甲酰胺或二甲亚砜等作为下步合成环氧(II)化合物的反应溶剂，该方法的缺点是原料二甲硫醚沸点38℃、极易挥发且高易燃性，并且有难闻的刺激性气味，因而在制备尤其是规模化生产过程中，反应温度低，时间长，高危险性，环境不友好性等缺点。
另外，所加入的极性非质子溶剂易溶于水，沸点较高，此类溶剂回收有一定难度，无形中增加生产成本。而硫酸二甲酯更属于高毒类化学品，急性毒性类似光气。减少硫酸二甲酯的使用，或寻求替代品是必然的。
因此，急需要一种替代合成方法来解决上述现有技术存在的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种替代现有技术原料，采用更安全，对环境更友好的化学合成方法来制备环氧(II)化合物和式(III)化合物的方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现：首先使用苯基甲基硫醚、碳酸二甲酯、催化剂TBAB(四丁基溴化铵)先制备鎓盐，再和酮(I)化合物、氢氧化钾合成制备环氧(II)化合物,制备的环氧(II)化合物不分离苯基甲基硫醚，直接与1,2,4-三氮唑、氢氧化钠反应制备三唑类杀菌剂式(III)化合物。
具体合成方法包括以下步骤：
(1)鎓盐的制备：将R’SCH3滴加到碳酸二甲酯中，同时加入催化剂TBAB进行反应，其反应的温度为20℃至100℃，优选温度为60℃-80℃，并保持1小时至10小时，优选时间为2-4小时；
(2)环氧(II)化合物的制备：将鎓盐、碱加入到酮(I)化合物中进行反应，其反应的温度为30℃至120℃，优选温度为60℃-80℃，并保持2小时至20小时，优选时间为5-10小时；
(3)式(III)化合物的制备：将1,2,4-三氮唑、碱加入到环氧(II)化合物中进行反应，其反应的温度为60℃至200℃，优选温度为100℃-140℃，并保持2小时至20小时，优选时间为8-12小时，得到目的产物；
上述步骤(1)的R’SCH3中的R’选自苯基、氯苯基或烷基；
上述步骤(2)的酮(I)化合物为
其中R1为
X为卤素，n=0-2，R2为C1-6的烷基、卤代苯基或1-环丙基乙基；
上述步骤(2)或(3)的环氧(II)化合物为
其中R1、R2如上所述；
上述步骤(3)的式(III)化合物为
其中R1、R2如上所述。
在权利要求书中制备环氧(II)化合物涉及的优选条件是：
步骤(1)的R’SCH3选自正十二烷基甲基硫醚、苯基甲基硫醚或苯甲硫醚，优选为正十二烷基甲基硫醚。
步骤(1)中碳酸二甲酯、R’SCH3和催化剂TBAB的摩尔比为1：1-10：0.01-0.1，优选碳酸二甲酯、R’SCH3和催化剂TBAB的摩尔比为1：1.5-3：0.01-0.02。
步骤(2)中酮(I)化合物：鎓盐：碱的摩尔比为1：1-6：1-6，优选鎓盐：碱的摩尔比为1：1-1.5：2-3。
步骤(3)中环氧(II)化合物、1,2,4-三氮唑和碱的摩尔比为1：1-2：0.1-2，优选摩尔比为1：1-1.3：0.3-1.0。
本发明所述的三唑类杀菌剂优选为戊唑醇、环唑醇、己唑醇和粉唑醇等。
本发明所述方法的产品总收率≥82.2%，制得产品纯度≥98.3%。
如果需要环氧(II)化合物作为产品出售时，蒸馏苯基甲基硫醚，回收率高，可以在规模化生产中体现出明显优势。如果继续后一步反应时，可不分离苯基甲基硫醚和环氧，直接用于下一步合成。这在传统的合成中是做不到的。
本发明公开了一种制备环氧（三唑类杀菌剂中间体）及其三唑类杀菌剂的合成方法，其特征在于：
酮(I)化合物在加入鎓盐和碱的条件下，进行环氧化反应生成环氧(II)化合物，其环氧(II)化合物可在碱性条件下与1,2,4-三氮唑缩合合成三唑类杀菌剂式(III)化合物，在产品实际应用上见下表：
在权利要求书中制备式(III)化合物涉及的优选条件是：环氧(II)化合物、1,2,4-三氮唑、氢氧化钠、苯基甲基硫醚的摩尔比为1：1-1.3：0.3-1.0：1.5-3.0；反应温度100℃-140℃，反应时间8-12小时。优点在于直接用未分离苯基甲基硫醚和环氧(II)化合物进行反应，因而生产中可连续化操作，更安全环保。
传统做法选用二甲基硫醚，沸点38度，易挥发，恶臭气味，鎓盐制备中反应温度不能超过40度，必须选用高活性的硫酸二甲酯反应，反应时间长达20小时，才能使翁盐反应充分。本工艺选择苯基甲基硫醚，沸点188度，不易挥发，气味较小，制备鎓盐时可提高到60-80度，可以选用低活性的绿色甲基化试剂碳酸二甲酯制备鎓盐，从而避免了剧毒品硫酸二甲酯的使用，并且同时加入催化剂TBAB可以加快反应速度，缩短反应时间至1-4小时。这使得该反应具备了反应条件温和，安全性高，环境友好，生产效率高。
本发明方法工艺简便，安全性高，环境友好，两步反应可进行连续操作或“一锅法”实现，产品含量高，收率高，适合规模化大生产。
具体实施方式
下述实例用于详细说明本发明，但不限制在权利要求中阐明的范围。
实施例1
环氧(II)化合物的制备
23.7g（99%，0.26mol）碳酸二甲酯投入反应瓶中，调温至60℃，开始滴加50.2g(99%,0.4mol)苯基甲基硫醚和1.3g(0.004mol)TBAB，温度控制在60℃-65℃，滴加结束后调温至65℃-70℃，保温2小时，得鎓盐待用。将鎓盐降温至60℃以下，加入46.4g(97%，0.2mol)1-(4-氯苯基)-4,4-二甲基-3-戊酮，分三次加入32.4g(90%,0.52mol)的氢氧化钾，加完在此温度下保持0.5小时，然后升温到75℃-80℃下保温8小时，反应结束，冷却到60℃，加入100ml水，搅拌0.5小时，静置分层，分去水层，重复两次，监测水层PH到中性，水洗结束，有机层用无水硫酸钠干燥，干燥后留待下一步反应用，即4-(4-氯苯基)-2-叔丁基-1,2-环氧丁烷苯基甲基硫醚溶液，HPLC分析4-(4-氯苯基)-2-叔丁基-1,2-环氧丁烷含量97.4%，收率97.0%。
式(III)化合物的制备
将上步所得4-(4-氯苯基)-2-叔丁基-1,2-环氧丁烷和苯基甲基硫醚的混合液中加入到烧瓶中，再加入16.2g(95%，0.223mol)1,2,4-三氮唑、4.0g(99%,0.097mol)氢氧化钠，搅拌后升温到110℃，保温2小时，再升温到130℃，保温8小时，反应结束，降温到80℃，加100ml水洗，静置分层，分去水层，重复两次，监测水层PH到中性，水洗结束，有机层加入环己烷后，降温到0℃-5℃，结晶2小时，滤出滤饼得戊唑醇，烘干后，色谱分析含量98.8%，收率87.0%。
实施例2
23.7g（99%，0.26mol）碳酸二甲酯投入反应瓶中，调温至60℃，开始滴加62.8g(99%,0.5mol)苯基甲基硫醚和3.2g(0.01mol)TBAB，温度控制在60℃-65℃，滴加结束后，调温至65℃-70℃，保温1小时，得鎓盐待用。将鎓盐降温至60℃以下，加入43.9g(95%,0.2mol)1-(4-氯苯基)-2-环丙基-1-丙酮，分次加入32.4g(90%,0.52mol)的氢氧化钾，加完在此温度下保持0.5小时，然后升温到70℃-75℃下保温10小时，反应结束，冷却到60℃，加入100ml水，搅拌0.5小时，静置分层，分去水层，重复两次，监测水层PH到中性，水洗结束，有机层用无水硫酸钠干燥，干燥后留待下一步反应用，即1-(1-环丙基乙基)-1-（4-氯苯基）-环氧乙烷苯基甲基硫醚溶液，色谱分析1-(1-环丙基乙基)-1-（4-氯苯基）-环氧乙烷含量96.5%，收率97.0%。
将上步所得1-(1-环丙基乙基)-1-（4-氯苯基）-环氧乙烷和苯基甲基硫醚的混合液中加入17.0g(95%,0.233mol)1,2,4-三氮唑、7.9g(99%,0.194mol)氢氧化钠,混合升温到110℃，保温10小时，反应结束，降温到80℃，加100ml水洗，静置分层，分去水层，重复两次，监测水层PH到中性，水洗结束，有机层加入环己烷后，降温到0℃-5℃，结晶2小时，滤出滤饼得环丙唑醇，烘干后，色谱分析含量98.3%，收率85.0%。
Claims (10)
1.一种制备三唑类杀菌剂式(III)化合物的合成方法，其特征是通过以下步骤获得：
(1)鎓盐的制备：将R’SCH3滴加到碳酸二甲酯中，同时加入催化剂TBAB进行反应，其反应的温度为20℃至100℃，优选温度为60℃-80℃，并保持1小时至10小时，优选时间为2-4小时；
(2)环氧(II)化合物的制备：将鎓盐、碱加入到酮(I)化合物中进行反应，其反应的温度为30℃至120℃，优选温度为60℃-80℃，并保持2小时至20小时，优选时间为5-10小时；
(3)式(III)化合物的制备：将1,2,4-三氮唑、碱加入到环氧(II)化合物中进行反应，其反应的温度为60℃至200℃，优选温度为100℃-140℃，并保持2小时至20小时，优选时间为8-12小时，得到目的产物；
上述步骤(1)的R’SCH3中的R’选自苯基、氯苯基或烷基；
上述步骤(2)的酮(I)化合物为其中R1为
X为卤素，n=0-2，R2为C1-6的烷基、卤代苯基或1-环丙基乙基；
上述步骤(2)或(3)的环氧(II)化合物为其中R1、R2如上所述；上述步骤(3)的式(III)化合物为
其中R1、R2如上所述。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)的R’SCH3选自正十二烷基甲基硫醚、苯基甲基硫醚或苯甲硫醚，优选为正十二烷基甲基硫醚。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中碳酸二甲酯、R’SCH3和催化剂TBAB的摩尔比为1：1-10：0.01-0.1。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(1)中碳酸二甲酯、R’SCH3和催化剂TBAB的摩尔比为1：1.5-3：0.01-0.02。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中酮(I)化合物：鎓盐：碱的摩尔比为1：1-6：1-6。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(2)中酮(I)化合物：鎓盐：碱的摩尔比为1：1-1.5：2-3。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤(3)中环氧(II)化合物、1,2,4-三氮唑和碱的摩尔比为1：1-2：0.1-2，优选摩尔比为1：1-1.3：0.3-1.0。
8.根据权利要求1所述的合成方法得到的三唑类杀菌剂为戊唑醇、环唑醇、己唑醇和粉唑醇。
9.根据权利要求8所述的三唑类杀菌剂在农业上的用途。
10.根据权利要求1所述的式(III)化合物在制备三唑类杀菌剂中的用途。
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