CN105130904A - 一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法 - Google Patents

一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，包括以下步骤：（1）以对甲基苯乙酮为原料，光照条件下，卤化反应得到化合物Ⅰ；（2）将得到的化合物Ⅰ溶于溶剂，在一定温度下搅拌反应，冷却抽滤得化合物Ⅱ；（3）将得到的化合物Ⅱ溶于溶剂，在一定温度下与乙二醛、硫酸羟胺反应，得化合物Ⅲ；（4）将得到的化合物Ⅲ溶于溶剂，在冰浴下与氯化亚砜反应，升至室温保温反应后，滴加氯化硫，反应结束后水洗得化合物Ⅳ，该化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑，该合成方法原子经济性好，工艺操作简便，产品收率高，有工业应用价值。

Description

一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法
技术领域
本发明涉及一种氰霜唑的关键中间体的合成方法，具体为一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法。
背景技术
氰霜唑是由日本石原株式会社研制，与BASF共同开发的新一代咪唑类杀菌剂，是第一个作用于线粒体电子传递络合物IIIQi部位的第一个农用杀菌剂，是划时代防治以霜霉病、疫病为代表的卵菌纲病害特效药。氰霜唑具有很低的毒性及良好的环境兼容性。氰霜唑是一种很有发展前途的卵菌纲病害杀菌剂，开发和使用氰霜唑具有很大的社会效益和经济效益。
关于2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑，其化学式为：C11H8ClN3；结构式为：
对氰霜唑关键中间体的合成，工业上主要有以下三种路线：
（1）丁基锂法：
反应路线长，单元反应多，所用试剂丁基锂很活泼，反应温度低，工业生产有危险性，反应条件要求苛刻，不适宜工业化生产。
（2）双卤代苯乙酮法：
原料来源丰富易得，原料成本低，不需要特殊设备，但需要制备双卤素取代化合物，原子经济性较差。
(3)酰亚胺法：
反应路线较长，酰亚胺原料无工业化产品出售，制备困难，难以工业化应用。
乙二氰法
原料乙二氰为剧毒气体，操作难度大，工业生产安全危险性高，工业化生产难度大。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其创新点在于，包括以下步骤：
（1）在光照反应器中，加入溶剂A、对甲基苯乙酮和双氧水，开启光照，滴加卤化试剂X2，经加热，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅰ；
（2）在反应器A中，加入溶剂B和化合物Ⅰ，搅拌反应4小时，反应完毕后，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅱ；
（3）在反应器B中，加入溶剂C、乙二醛、硫酸羟胺和化合物Ⅱ，经升温，回流，冰浴冷却结晶，水洗，抽滤得到化合物Ⅲ；
（4）在反应器C中，加入溶剂D和化合物Ⅲ，采用冰浴冷却，滴加氯化亚砜，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，再次冰浴冷却反应釜C，滴加氯化硫，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，反应完毕后，向反应釜C中加入冰水，反应液析出固体，水洗，抽滤得到化合物Ⅳ，化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑。
优选的，所述的步骤（1）反应温度为0℃~80℃。
更优选的，所述的步骤（1）反应温度为20℃~40℃。
优选的，所述的步骤（2）反应温度为60℃~140℃。
更优选的，所述的步骤（2）反应温度为120℃。
优选的，所述的卤化试剂X2为液溴、N-溴代丁二酰亚胺、氯气和碘中的任意一种。
优选的，所述的溶剂A为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、正己烷、环己烷、四氯化碳、石油醚、醋酸和乙腈中的任意一种。
更优选的，所述的溶剂A为环己烷。
优选的，所述的溶剂B、溶剂C和溶剂D为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、水、甲酸、乙酸、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、四氯化碳、甲苯、苯、正己烷、环己烷、四氢呋喃和氯仿中的任意一种。
更优选的，所述的溶剂B为二甲亚砜，溶剂C为甲醇，溶剂D为N,N-二甲基甲酰胺。
本发明的优点在于：本发明的原子经济性好，反应物为无毒或低毒的化合物，反应时间短，工艺操作简便，产品收率高，副产物少，后处理和纯化过程简单，冷却结晶，过滤能得到纯度97wt%以上的2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑。
具体实施方式
实施例1
（1）在光照反应器中，加入300L环己烷、135Kg对甲基苯乙酮和50L双氧水，开启光照，滴加170Kg溴素，反应温度为20℃，滴加1小时，在20℃条件下保温3小时，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅰ；
（2）在反应器A中，加入500L二甲亚砜和215Kg化合物Ⅰ，在120℃条件下，搅拌反应4小时，反应完毕后，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅱ；
（3）在反应器B中，加入800L甲醇、135Kg乙二醛、325Kg硫酸羟胺和129Kg化合物Ⅱ，经升温至回流并保温反应6小时，原料反应完全，冰浴冷却结晶，水洗，抽滤得到化合物Ⅲ；
（4）在反应器C中，加入600KgN,N-二甲基甲酰胺和188Kg化合物Ⅲ，采用冰浴冷却，滴加136Kg氯化亚砜，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，再次冰浴冷却反应釜C，滴加140Kg氯化硫，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，反应完毕后，向反应釜C中加入冰水，反应液析出固体，水洗，抽滤得到化合物Ⅳ，化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑，纯度为98.3wt%。
实施例2
（1）在光照反应器中，加入500L环己烷、155Kg对甲基苯乙酮和70L双氧水，开启光照，滴加190Kg溴素，反应温度为30℃，滴加1小时，在30℃条件下保温3小时，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅰ；
（2）在反应器A中，加入500L二甲亚砜和200Kg化合物Ⅰ，在120℃条件下，搅拌反应4小时，反应完毕后，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅱ；
（3）在反应器B中，加入800L甲醇、145Kg乙二醛、365Kg硫酸羟胺和140Kg化合物Ⅱ，经升温至回流并保温反应6小时，原料反应完全，冰浴冷却结晶，水洗，抽滤得到化合物Ⅲ；
（4）在反应器C中，加入700KgN,N-二甲基甲酰胺和200Kg化合物Ⅲ，采用冰浴冷却，滴加156Kg氯化亚砜，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，再次冰浴冷却反应釜C，滴加160Kg氯化硫，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，反应完毕后，向反应釜C中加入冰水，反应液析出固体，水洗，抽滤得到化合物Ⅳ，化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑，纯度为97.8wt%。
实施例3
（1）在光照反应器中，加入300L环己烷、155Kg对甲基苯乙酮和75L双氧水，开启光照，滴加190Kg溴素，反应温度为20℃，滴加1小时，在20℃条件下保温3小时，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅰ；
（2）在反应器A中，加入500L二甲亚砜和228Kg化合物Ⅰ，在110℃条件下，搅拌反应4小时，反应完毕后，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅱ；
（3）在反应器B中，加入800L甲醇、115Kg乙二醛、305Kg硫酸羟胺和109Kg化合物Ⅱ，经升温至回流并保温反应6小时，原料反应完全，冰浴冷却结晶，水洗，抽滤得到化合物Ⅲ；
（4）在反应器C中，加入600KgN,N-二甲基甲酰胺和168Kg化合物Ⅲ，采用冰浴冷却，滴加116Kg氯化亚砜，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，再次冰浴冷却反应釜C，滴加128Kg氯化硫，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，反应完毕后，向反应釜C中加入冰水，反应液析出固体，水洗，抽滤得到化合物Ⅳ，化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑，纯度为97.4wt%。
由上述实施例可是，当反应步骤（1）温度保持在20℃，反应步骤（2）温度保持在120℃，产物2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑纯度高。
以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定 。

Claims (10)

1.一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于,包括以下步骤：
在光照反应器中，加入溶剂A、对甲基苯乙酮和双氧水，开启光照，滴加卤化试剂X2，经加热，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅰ；
反应式为：
在反应器A中，加入溶剂B和化合物Ⅰ，搅拌反应4小时，反应完毕后，冰浴冷却结晶，抽滤得到化合物Ⅱ；
反应式为：
在反应器B中，加入溶剂C、乙二醛、硫酸羟胺和化合物Ⅱ，经升温，回流，冰浴冷却结晶，水洗，抽滤得到化合物Ⅲ；
反应式为：
在反应器C中，加入溶剂D和化合物Ⅲ，采用冰浴冷却，滴加氯化亚砜，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，再次冰浴冷却反应釜C，滴加氯化硫，升温反应器C至25℃，保温反应3小时，反应完毕后，向反应釜C中加入冰水，反应液析出固体，水洗，抽滤得到化合物Ⅳ，化合物Ⅳ即为2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑。
2.反应式为：
根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的步骤（1）反应温度为0℃~80℃。
3.根据权利要求2所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的步骤（1）反应温度为20℃~40℃。
4.根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的步骤（2）反应温度为60℃~140℃。
5.根据权利要求4所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的步骤（2）反应温度为120℃。
6.根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的卤化试剂X2为液溴、N-溴代丁二酰亚胺、氯气和碘中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的溶剂A为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、正己烷、环己烷、四氯化碳、石油醚、醋酸和乙腈中的任意一种。
8.根据权利要求7所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的溶剂A为环己烷。
9.根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的溶剂B、溶剂C和溶剂D为甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、水、甲酸、乙酸、二甲亚砜、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙酸乙酯、二氯甲烷、乙醚、四氯化碳、甲苯、苯、正己烷、环己烷、四氢呋喃和氯仿中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的一种2-氰基-4-氯-5-（4-甲基苯基）咪唑的合成方法，其特征在于：所述的溶剂B为二甲亚砜，溶剂C为甲醇，溶剂D为N,N-二甲基甲酰胺。
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