CN104876859B - 吡虫隆及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种杀虫剂吡虫隆的合成方法。该方法采用离子液体作为催化剂，以2，3二氯‑5‑三氟甲基吡啶、2‑氯‑5‑氨基苯酚、2，6‑二氟苯甲酰胺和草酰氯作为原料，在温和条件下合成吡虫隆。该方法工艺简单、安全性高，副反应少，反应时间短，收率高。使用该方法得到的吡虫隆的收率大于90％，纯度大于99％。

Description

吡虫隆及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种杀虫剂——吡虫隆及其合成方法。
背景技术
吡虫隆又名啶蜱脲，氟佐隆，氟啶蜱脲，化学名：1-[4-氯-3-(3-氯-5-三氟甲基-2-吡啶氧基)苯基]-3-(2,6-二氟苯甲酰基)脲，属于苯甲酰脲类杀虫剂，可抑制昆虫几丁质的合成，其杀虫机理独特，高效、广谱、低毒、对人畜安全，是一种环境友好的杀虫剂。吡虫隆是一种寄生虫生长调节剂，对牛、羊、兔等多种动物体外寄生虫有很好的杀灭效果。
国内专利(CN101209992A)报道了一种以2-氯-5-氨基苯酚、2-氯-5-氨基苯酚2，6二氟苯甲酰胺和草酰氯为原料，经三步带压反应合成吡虫隆的方法，该方法存在一定的安全隐患，且产品收率较低。国内专利(CN101906070A)报道了一种在常压条件下制备吡虫隆的方法：2-氯-5-硝基苯酚和2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶进行醚化反应制备醚化物，再以硫氢化钠为还原剂还原生成4-氯-3-(3-氯-5-三氟甲基2-吡啶氧基)苯胺；以2，6-二氟苯甲酰胺和三光气反应制成2，6-二氟苯甲酰异腈酸酯；再将4-氯-3-(3-氯-5-三氟甲基2-吡啶氧基)苯胺与2，6-二氟苯甲酰异腈酸酯加成反应制得吡虫隆。此外，国内期刊文献(新型杀虫剂吡虫隆的合成，苏文杰，浙江化工，2014年第45卷第4期)报道了以2-氯-5-氨基苯酚和2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶在碳酸钾和相转移催化剂作用下制得醚化物，2,6-二氟苯甲酰胺和草酰氯缩合得到异氰酸酯，醚化物和异氰酸酯在三乙烯二胺(TEDA)催化下反应得到吡虫隆。然而，上述制备方法的合成效率不高，产品收率较低。
离子液体是一类新型的、环境友好的溶剂和催化剂，其具有不易燃、低蒸汽压、易分离、高化学稳定性、高催化活性、可循环使用等特点，在众多催化领域表现出良好的应用前景。但是，目前尚未见离子液体在吡虫隆合成工艺中应用的报道。
发明内容
本发明的目的在于提供一种在温和条件下高效合成杀虫剂——吡虫隆的方法。
为了达到上目的，本发明采用如下的技术方案：第一步，采用2，6-二氟苯甲酰胺和草酰氯反应制备2，6二氟苯异氰酸酯(液态中间体I)；第二步，采用2-氯-5-硝基苯酚与2，3二氯-5-三氟甲基吡啶进行醚化反应制备4-氯3-(3氯-5三氟甲基吡啶氧基)苯胺(固态中间体II)；第三步，将液态中间体I与固态中间体II进行加成反应制备目标物吡虫隆。其中，在所述第二步的醚化反应中，采用离子液体作为催化剂，在碱性条件下催化醚化反应，加快反应的速率，降低反应温度，缩短反应时间，同时减少副反应，提高反应收率。醚化反应结束后，加水析出固体产物，用水洗涤固体产物以去除产物中的碱性试剂，得到所述固态中间体II。由于1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体催化剂不溶于水，水洗后的所述固态中间体II中仍残留大量的离子液体催化剂，该残留的离子液体催化剂可继续作为第三步中加成反应的催化剂。
本发明在醚化反应和加成反应中采用同种离子液体催化剂，在不同条件下分别进行反应，显著提高两种反应的效率，从而提高吡虫隆合成工艺的整体效率，吡虫隆的收率高、纯度高；同时节约催化剂的用量，降低生产成本。
本发明的合成方法具体包括如下步骤：1)制备2，6二氟苯异氰酸酯：将2，6-二氟苯甲酰胺、草酰氯和甲苯投入反应瓶中，搅拌回流反应3～8小时，减压蒸出甲苯和过量的草酰氯，得到液态中间体I；2)制备4-氯3-(3氯-5三氟甲基吡啶氧基)苯胺：将2，3二氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-5-氨基苯酚、碱性试剂、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体催化剂和甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至60-80℃，保温反应2～5小时，蒸出溶剂，加水析出固体，过滤，滤饼用水洗涤，得到固态中间体II；3)制备吡虫隆：将所述液态中间体I、所述固态中间体II和甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至30～60℃，反应1～4小时，抽滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，得到目标物吡虫隆。
所述步骤1)中2，6-二氟苯甲酰胺与草酰氯的摩尔比为1:1.5～2.0。
所述步骤2)中2，3二氯-5-三氟甲基吡啶与2-氯-5-氨基苯酚的摩尔比为1:1.0～1.2。
所述步骤2)中所述离子液体催化剂与2，3二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1:40～100。
所述步骤2)和所述步骤3)中所述固态中间体II中含有离子液体催化剂。
所述步骤2)中所述碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种，所述碱性试剂与2，3二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1.0～1.3:1。7.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤1)中2，6-二氟苯甲酰胺与所述步骤2)中2，3二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1:1.1～1.5。
本发明的有益效果是：1)采用离子液体作为醚化反应和加成反应的催化剂，提高两种的速率，降低反应温度，缩短反应时间，减少副产物生成；2)催化剂用量少，成本低；3)吡虫隆的总收率达到90％以上，纯度达到99％以上；4)反应条件温和，不需要加压，对设备要求低，操作简便，适合国内工业化生产。
具体实施方式
本发明用以下实验实例说明，但本发明并不限于以下实验实例，在不脱离前后所述宗旨的范围下，变化实施都包含在本发明的技术范围内。
实施例1
1)制备2，6二氟苯异氰酸酯：将62.6g(0.4mol)2，6-二氟苯甲酰胺和101.5g(0.8mol)草酰氯和200mL甲苯投入反应瓶中，搅拌回流反应3小时，减压蒸出甲苯和过量的草酰氯，得到液态中间体I；2)制备4-氯3-(3氯-5三氟甲基吡啶氧基)苯胺：将87g(0.42mol)2，3二氯-5-三氟甲基吡啶、65.3g(0.45mol)2-氯-5-氨基苯酚、70g(0.5mol)碳酸钾、5mmol1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体催化剂和250mL甲苯溶剂投入反应瓶中，搅拌下升温至60℃，保温反应1小时，蒸出溶剂，加入250mL水析出固体，过滤，滤饼用水洗涤，得到固态中间体II，收率为98.2％；3)制备吡虫隆：将上述液态中间体I、固态中间体II和300mL甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至30℃，反应5小时，抽滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，得到目标物吡虫隆，收率为93.5％。吡虫隆产品的总收率为91.8％，产品纯度为99.1％。
实施例2
1)制备2，6二氟苯异氰酸酯：将78.3g(0.5mol)2，6-二氟苯甲酰胺和95.2g(0.75mol)草酰氯和200mL甲苯投入反应瓶中，搅拌回流反应8小时，减压蒸出甲苯和过量的草酰氯，得到液态中间体I；2)制备4-氯3-(3氯-5三氟甲基吡啶氧基)苯胺：将124.2g(0.6mol)2，3二氯-5-三氟甲基吡啶、84.7g(0.6mol)2-氯-5-氨基苯酚、28g(0.7mol)氢氧化钠、6mmol1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体和300mL甲苯溶剂投入反应瓶中，搅拌下升温至80℃，保温反应2小时，蒸出溶剂，加入300mL水析出固体，过滤，滤饼用水洗涤，得到固态中间体II，收率为97.9％；3)制备吡虫隆：将上述液态中间体I、固态中间体II和350mL甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至30℃，反应4小时，抽滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，得到目标物吡虫隆，收率为92.8％。吡虫隆产品的总收率为90.9％，产品纯度为99.3％。
实施例3
1)制备2，6二氟苯异氰酸酯：将78.3g(0.5mol)2，6-二氟苯甲酰胺和126.9g(1mol)草酰氯和200mL甲苯投入反应瓶中，搅拌回流反应6小时，减压蒸出甲苯和过量的草酰氯，得到液态中间体I；2)制备4-氯3-(3氯-5三氟甲基吡啶氧基)苯胺：将155.3g(0.75mol)2，3二氯-5-三氟甲基吡啶、130.6g(0.9mol)2-氯-5-氨基苯酚、95.4g(0.9mol)碳酸钠、10mmol1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体和300mL甲苯溶剂投入反应瓶中，搅拌下升温至70℃，保温反应3小时，蒸出溶剂，加入300mL水析出固体，过滤，滤饼用水洗涤，得到固态中间体II，收率为97.5％；3)制备吡虫隆：将上述液态中间体I、固态中间体II和300mL甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至50℃，反应2小时，抽滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，得到目标物吡虫隆，收率为93.1％。吡虫隆产品的总收率为90.7％，产品纯度为99.3％。

Claims (6)

1.一种吡虫隆的合成方法，其特征在于包括如下步骤：1)制备2，6-二氟苯异氰酸酯：将2，6-二氟苯甲酰胺、草酰氯和甲苯投入反应瓶中，搅拌回流反应3～8小时，减压蒸出甲苯和过量的草酰氯，得到液态中间体I；2)制备4-氯-3-(3-氯-5-三氟甲基吡啶氧基)苯胺：将2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶、2-氯-5-氨基苯酚、碱性试剂、1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐离子液体催化剂和甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至60-80℃，保温反应2～5小时，蒸出溶剂，加水析出固体，过滤，水洗，得到固态中间体II，所述固态中间体II中含有离子液体催化剂；3)制备吡虫隆：将所述液态中间体I、所述固态中间体II和甲苯投入反应瓶中，搅拌下升温至30～60℃，反应1～4小时，抽滤，滤饼用甲苯洗涤，干燥，得到目标物吡虫隆。
2.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤1)中2，6-二氟苯甲酰胺与草酰氯的摩尔比为1:1.5～2.0。
3.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤2)中2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶与2-氯-5-氨基苯酚的摩尔比为1:1.0～1.2。
4.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤2)中所述离子液体催化剂与2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1:40～100。
5.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤2)中所述碱性试剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种，所述碱性试剂与2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1.0～1.3:1。
6.根据权利要求1所述吡虫隆的合成方法，其特征在于所述步骤1)中2，6-二氟苯甲酰胺与所述步骤2)中2，3-二氯-5-三氟甲基吡啶的摩尔比为1:1.1～1.5。
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