CN104876905A - 一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法 - Google Patents

一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法,该方法包括两步合成:步骤1,在路易斯酸存在条件下,化合物A与化合物B加热进行环化反应,生成中间体C;步骤2,在碱存在条件下,中间体C与对苯氧基苯酚加热缩合得到含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物。本发明所述的合成工艺各步收率高,且避免了高沸点副产物的生成,反应条件温和、后处理简便,采用本发明所述的方法制得的产品纯度高,有较大的工业开发价值,可以大大降低生产成本,适合工业化生产。

Description

一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法
技术领域
本发明涉及一种1,3-二氧戊环衍生物的制备方法,尤其涉及一种含苯氧基苯氧甲基结构的-2-取代-1,3-二氧戊环的制备方法。
背景技术
含苯氧基苯基结构的1,3-二氧戊环衍生物在农药中具有广泛应用。其中,如典型的且商品化较好的杀虫剂吡丙醚,其结构式为4-苯氧苯基(R,S)-2-(2-吡啶基氧)丙基醚,吡丙醚是一类重要的昆虫生长调节剂,属于保幼激素类似物的新型杀虫剂,具有高效低毒、持效期长、对作物安全、对生态环境影响小等特点。对烟粉虱、小菜蛾、苍蝇、蚊虫等均具有很好的防治效果。
4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环化合物也是其中一种效果较佳的杀虫剂,现有的技术中,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环化合物的方法包括:
1、CHEN Jian等人(CHEN Jian,WILF RED S.A.,Tetrahderon Lett.,1995,36(14):2379)以及Guimond N.等人(Guimond N.,MacDonald M.J.,Lemieux V.,Beauchemin A.M.,J.Am.Chem.Soc.,2012,134:16571)公开了4-苯氧基苯酚与环氧丙醇反应后,再与正丙醛通过环合得到4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环化合物。
但是上述的制备方法中,所使用的环氧丙烷价格昂贵,原料成本高,难以实现工业化的生产
2、Ada M.Truscello等人(Ada M.Truscello,Cristian Gambarotti,MirvanaLauria,Sergio Auricchio,Gabriella Leonardi,Suresh U.Shisodia,AttilioCitterio.Green Chem.,2013,15,625)公开了一种将4-苯氧基苯酚与丙三醇通过缩合反应,再与正丙醛环合得到4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环化合物的方法。但是由于其缩合产物中,丙三醇中的三个羟基的反应位点多,造成反应的选择性差,使产品纯度低,难以实现4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环化合物的精制,使制备的成本提高显著,不利于4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环衍生物的广泛合成和应用。
发明内容
本发明的目的是提供一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物新的制备方法,以解决现有技术中生产成本高,精制困难等问题。
本发明的提供了一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法,所述的含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物具有结构式(l)所示的结构:
其中,R选自烷基、烯基、环烷基和芳基;
所述方法包括以下步骤:
步骤1,在路易斯酸存在条件下,化合物A与化合物B加热进行环化反应,生成中间体C;
其中,X基团表示卤素;
步骤2,在碱存在条件下,中间体C与对苯氧基苯酚加热缩合得到结构式(I)所示化合物;
上述的卤素为Cl,Br,I和F中的一种或几种。
上述的R基团选自C1-C10的烷基、C6-C15的芳香基、C3-C10的环烷基,还可以进一步优选为C1-C6的烷基,C6-C10的芳香基,C3-C8的环烷基,如甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、苯基、苄基、萘基、环丙基、环戊基、环己基等。
上述的合成制备方法的步骤1中,所述的溶剂为有机溶剂,其中优选为苯、甲苯、二甲苯、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、乙二醇二甲醚、乙腈、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、乙酸丁酯、四氢呋喃中的一种或几种的混合物,更优选为甲苯、二甲苯或乙二醇二甲醚中的一种或几种的组合。
上述方法步骤1中的反应用到的酸可以选自无机酸、有机酸或路易斯酸中的任意一种或几种的组合;
其中,所述的酸选自硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、甲酸、对甲苯磺酸、氯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、三氯化铝、三氟化硼乙醚、四氯化钛中的一种或几种的组合。
上述的方法步骤1中所述的酸更优选为硫酸、对甲苯磺酸或磷酸中的一种或几种的组合。
上述的方法步骤1中所述的酸的用量为占反应物总重量的比例优选为0.1-20%,进一步优选为5-15%。
上述方法步骤1中的原料卤代甘油与正丙醛的摩尔比优选为1:0.5-2.0,更优选为1:0.8-1.6,更优选为1:1.2-1.5。
上述方法步骤1中的反应温度优选为30-120℃,更优选为50-110℃,更优选为60-90℃。
上述的合成制备方法步骤2中,所述的溶剂优选为苯、甲苯、二甲苯、甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、氯仿、二氯甲烷、二氯乙烷、乙二醇二甲醚、乙腈、丙酮、丁酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、乙酸乙酯、四氢呋喃中的一种或几种的混合物,更优选为乙醇、甲苯或乙二醇二甲醚中的一种或几种的组合。
上述方法步骤2中的反应温度优选为30-120℃,更优选为为50-110℃,进一步优选为60-90℃。
上述方法步骤2中的反应用到的碱优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、甲醇钠、乙醇钠、氨基钠、氢化钠、氢化钙、氢氧化锂、三乙胺、二乙胺、三乙烯二胺、吡啶、哌啶中的一种或几种的组合,更优选为氢氧化钠或甲醇钠中的一种或几种的组合。
上述方法步骤2中对苯氧基苯酚与所述的碱的摩尔比为1:0.8-2.0,优选为1:1.1-1.5。
本发明所述方法的反应位点单一,因此反应避免了高沸点副产物的生成,所得的化合物的纯度高、收率大。
本发明所述的制备方法通过改变和优化现有的合成条件,通过环合和缩合两步法制备含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物。所述的方法反应操作简便、反应后处理方便;采用本发明所述的方法制得的产品纯度高,反应总收率高,有较大的工业开发价值,可以大大降低生产成本。
具体实施例
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明,但不作为本发明的限定。
实施例1,合成4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
所述的化合物A为氯代甘油,所述的化合物B为正丙醛,所述的酸为对甲苯磺酸,所述的溶剂为甲苯。
往圆底烧瓶中加入11.0g氯代甘油、0.4g对甲苯磺酸和50mL甲苯,并将反应液加热到65℃。
在此温度下,将7.0g正丙醛溶于10mL甲苯后慢慢滴加到反应液中。反应式如下:
反应完成后,加入氢氧化钠水溶液,分出有机相,其中,水相用二氯乙烷萃取,而有机相用硅藻土过滤后,去除溶剂,得中间体C,即4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环粗品。
其中,上述的步骤所得的4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为92.5%,4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为97.5%。
实施例2,合成4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环:
所述的化合物A为氯代甘油,所述的化合物B为正丙醛,所述的酸为对甲苯磺酸,所述的溶剂为甲苯。
在圆底烧瓶中加入11.0g氯代甘油、1.0g对甲苯磺酸和50mL甲苯,并将反应液加热到85℃。
在此温度下,将8.2g正丙醛溶于10mL甲苯后慢慢滴加到反应液中。反应式如下:
反应完成后,加入氢氧化钠水溶液,分出有机相,其中,水相用二氯乙烷萃取,而有机相用硅藻土过滤后,去除溶剂,得中间体C,即4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环粗品。
其中,上述的步骤所得的4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率91.5%,4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为98.1%。
实施例3,合成4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
所述的化合物A为溴代甘油,所述的化合物B为正丙醛,所述的酸为对甲苯磺酸,所述的溶剂为二氯乙烷。
在圆底烧瓶中加入15.0g溴代甘油、0.7g对甲苯磺酸和50mL二氯乙烷,并将反应液加热到70℃。
在此温度下,将6.5g正丙醛溶于10mL二氯乙烷后慢慢滴加到反应液中。反应式为:
反应完成后,加入氢氧化钠水溶液,分出有机相,其中,水相用二氯乙烷萃取,而有机相则用硅藻土过滤后,去除溶剂,得中间体C,即4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环粗品,
其中,由上述的步骤所得的4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为94.0%,4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为97.3%。
实施例4,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环:
所述的碱为氢氧化钠,所述的溶剂为乙醇。
对苯氧基苯酚19.0g溶于50mL乙醇,加入氢氧化钠6.0g,升温至回流,慢慢滴加通过本发明上述实施例方法制得的4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环17.0g。反应式如下:
继续加热回流12h,TLC跟踪反应完成,原料无剩余。去除乙醇后用二氯乙烷萃取三次,加入硅藻土过滤,滤液脱溶,得到产品4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环。
其中,由上述的步骤所得的4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为84.6%,4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为97.59%。
实施例5,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
所述的碱为甲醇钠,所述的溶剂为甲苯。
对苯氧基苯酚19.0g溶于50mL甲苯,加入甲醇钠8.0g,升温至80℃,慢慢滴加通过上述实施例方法制得的4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环15.0g。反应式如下:
继续反应10h,TLC跟踪反应完成,原料无剩余。加水分出有机相,水相用二氯乙烷萃取,合并有机相,加入硅藻土过滤,滤液脱溶,得到产品4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环。
其中,由上述的步骤所得的4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为86.7%,4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为96.68%。
实施例6,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的步骤如下:
所述的碱为氢氧化钾,所述的溶剂为乙二醇二甲醚。
对苯氧基苯酚19.0g溶于50mL乙二醇二甲醚,加入氢氧化钾7.3g,升温50℃至回流,慢慢滴加通过上述实施例方法制得的4-氯甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环17.0g。反应式如下:
继续加热回流14h,TLC跟踪反应完成,原料无剩余。去除乙二醇二甲醚后用二氯乙烷萃取三次,加入硅藻土过滤,滤液脱溶,得到产品4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环。
其中,由上述的步骤所得的4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为87.2%,4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为98.01%。
实施例7,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的步骤如下:
对苯氧基苯酚19.0g溶于50mL乙醇,加入氢氧化钠4.8g,升温至70℃回流,慢慢滴加上述实施例方法制得的4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环22.0g。反应式如下:
继续加热回流12h,TLC跟踪反应完成,原料无剩余。去除乙醇后用二氯乙烷萃取三次,加入硅藻土过滤,滤液脱溶,得到产品4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环。
其中,由上述的步骤所得的4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为92.6%,4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为98.52%。
实施例8,合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环
合成4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的步骤如下:
对苯氧基苯酚19.0g溶于50mL甲醇,加入甲醇钠6.0g,升温至60℃回流,慢慢滴加上述实施例方法制得的4-溴甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环24.0g。反应式如下:
继续反应10h,TLC跟踪反应完成,原料无剩余。加水分出有机相,水相用二氯乙烷萃取,合并有机相,加入硅藻土过滤,滤液脱溶,得到产品4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环。
其中,由上述的步骤所得的4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的收率为90.74%,而4-对苯氧基苯氧甲基-2-乙基-1,3-二氧戊环的含量为98.31%。
以上对本发明的具体实施例进行了详细描述,但其只作为范例,本发明并不限制于以上描述的具体实施例。对于本领域技术人员而言,任何对该实用进行的等同修改和替代也都在本发明的范畴之中。因此,在不脱离本发明的精神和范围下所作的均等变换和修改,都应涵盖在本发明的范围内。

Claims (10)

1.一种含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物的制备方法,其特征在于,所述含苯氧基苯氧甲基结构的1,3-二氧戊环类化合物具有结构式(I)所示的结构:
其中,R选自烷基、烯基、环烷基和芳基;
所述方法包括以下步骤:
步骤1,在路易斯酸存在条件下,化合物A与化合物B加热进行环化反应,生成中间体C;
其中,X基团表示卤素;
步骤2,在碱存在条件下,中间体C与对苯氧基苯酚加热缩合得到结构式(I)所示化合物;
2.根据权利要求1所制备方法,其特征在于,步骤1中所述的卤素为Cl,Br,I和F中的一种或几种。
3.根据权利要求1所制备方法,其特征在于,所述的R基团选自C1-C10的烷基、C6-C15的芳香基、C3-C10的环烷基。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的酸为硫酸、盐酸、磷酸、醋酸、甲酸、对甲苯磺酸、氯磺酸、三氟甲磺酸、甲磺酸、三氯化铝、三氟化硼乙醚、四氯化钛中的一种或几种的组合。
5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,步骤1中其中,所述的酸的用量为占反应物总重量的0.1-20%。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的化合物A与化合物B的摩尔比为1:0.5-2.0。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤1中所述的反应温度为30-120℃。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中的所述的反应温度为30-120℃。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤2中所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸氢钾、甲醇钠、乙醇钠、氨基钠、氢化钠、氢化钙、氢氧化锂、三乙胺、二乙胺、三乙烯二胺、吡啶、哌啶中的一种或几种的组合。
10.根据权利要求9所述的制备方法,其特征在于,步骤2中所述的对苯氧基苯酚与所述的碱的摩尔比为1:0.8-2.0。
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