CN106397351B - 一种茚虫威中间体的制备方法 - Google Patents

一种茚虫威中间体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种茚虫威中间体的制备方法，其特点在于将中间体5‑氯‑2‑甲氧羰基‑2‑羟基‑1‑茚酮溶解在二甲苯中，然后加入肼基甲酸苄酯及五氧化二磷，将磷酸分出后，向反应液中加入二乙氧基甲烷，将溶剂二甲苯上塔回流，将上面得到反应液匀速滴入二甲苯中，采集乙醇，将得到的反应液进行负压脱溶，向剩余液中加入结晶溶剂，降温结晶，过滤，干燥得7‑氯茚并[1,2‑e][1,3,4]恶二嗪‑2,4a(3H,5H)‑二羧酸‑4a‑甲酯‑2‑苄酯。该方法方便操作、提高反应温度、加快反应速度，明显提高了中间体的含量、收率。

Description

一种茚虫威中间体的制备方法
技术领域
本发明涉及农药化合物合成技术领域，具体涉及一种茚虫威中间体的制备方法。
背景技术
7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯主要用于合成杀虫剂茚虫威，现有技术中合成7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯工艺路线较多，用的试剂有类似的地方，但大多随着工艺路线设计的不同，具体到工业化生产中，效率或收率或成本等其他因素均有较大差异。
现有工艺中，反应溶剂普遍为二氯乙烷，中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮与肼基甲酸苄酯的反应生成水，在水存在的情况下，环合反应中缩合物会分解成5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮；且因反应溶剂为二氯乙烷，反应温度为83℃，副产物乙醇不能有效及时的分离出来，造成反应不充分的情况，生成杂质，造成产品 7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯含量偏低且收率不高，此工艺得到的 7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯含量在91%左右，收率在81%左右。
目前现有技术中还存在用中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮来制备(5-氯-2，3-二氢-2-羟基-2-甲氧羰基-1H-茚-亚基)肼羧酸苯甲基酯，但大多工艺比较复杂，所用溶剂比较昂贵，且产率较低，不利于工业化的实施。且所用溶剂多为甲苯，其沸点是110℃，与副产物乙醇的沸点差不如二甲苯与乙醇的沸点差大，这就造成副产物乙醇不易从反应体系中分离，造成反应速度慢、副反应的产生，使产品含量不高且收率较低。
发明内容
本发明的目的在于提供了一种方便反应操作、提高反应温度、加快反应速度的7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯制备方法，使7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯的含量、收率得到明显提高。具体来说，本申请的7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯制备方法步骤如下：
(1)将中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮溶解在二甲苯中，然后加入肼基甲酸苄酯及催化剂，在40-50℃下反应；
(2)取样检测，待中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，将下层的酸分出后，向反应液中加入二乙氧基甲烷；
(3) 将溶剂二甲苯在精馏塔内进行回流，将步骤（2）得到反应液匀速滴入精馏塔内的二甲苯中，反应温度在130-140℃，当塔顶达到乙醇沸点78℃时，以1ml/s的速度开始采集乙醇；
(4)当采集到二甲苯沸点时，乙醇采集完毕，将步骤（3）得到反应液进行负压脱溶，脱去反应溶剂，然后向剩余液中加入结晶溶剂，降温结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯。
进一步的，以上步骤中各物料成分配比以纯物质的摩尔比计，5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮:肼基甲酸苄酯及：催化剂：二乙氧基甲烷=1:1-1.5:0.33-0.5:4-6。
进一步的，以上步骤中所述的催化剂为五氧化二磷，相对应的步骤（2）中分出的下层的酸为磷酸。
进一步的，以上步骤（3）中反应液滴入二甲苯中控制在6-7h匀速滴完。
进一步的，以上步骤（4）中控制脱溶温度在80-100℃，所述的结晶溶剂为石油醚、乙醇中至少一种，降温结晶的结晶温度为-5-0℃。
本申请中，向缩合反应中加入五氧化二磷，其既可以为缩合反应提供一个酸性环境，又可以将缩合反应生成的水给去除掉，方便了反应操作，加快了反应速度；反应温度定为40-50℃，可以使该反应生成的缩合物在高温下容易分解。
传统方法中二乙氧基甲烷多为加入第（3）步中，将加入到步骤（2）中缩合物可以避免因为二乙氧基甲烷沸点为88℃，步骤（3）中反应温度为130-140℃，直接加入第（3）步会将二乙氧基甲烷蒸出，影响反应的进行。
本申请将反应溶剂换为二甲苯，提高了反应温度，大大缩短了反应时间，而且二甲苯沸点为140℃左右，乙醇沸点78℃，温差较大，使副产物乙醇更易从反应体系中采出，抑制了杂质的生成，且原料能充分反应，大大提高了产品含量及收率，产品品质明显提高。相比传统溶剂甲苯而言，甲苯其沸点是110℃，与副产物乙醇的沸点差不如二甲苯与乙醇的沸点差大，这就造成副产物乙醇不易从反应体系中分离，造成反应速度慢、副反应的产生，使产品含量不高且收率较低。
控制步骤（1）得到的反应液在步骤（3）中匀速6-7h内滴完可以避免步骤（3）中因反应温度较高，导致步骤（1）得到的缩合物在高温下分解，防止缩合物不能完全反应，造成收率偏低。故将滴加时间控制在6-7h内，对提高本申请技术路线的收率具有至关重要的影响。综上所述，本申请的技术路线及合成步骤使7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯的收率相对现有技术提高10%-15%。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，本发明用以下具体实施例进行说明，但本发明绝非仅限于这些例子。
实施例1：
（1）500ml干净无水的反应瓶中加入20g(0.083mol)5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮溶解在二甲苯中，然后加入13.8g(0.083mol)肼基甲酸苄酯及4.0g（0.028mol）五氧化二磷，控制温度50℃。
(2)反应3h后取样检测，中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，向反应液中加入41.6g(0.4mol)二乙氧基甲烷。
(3)将100g二甲苯上塔进行回流，反应温度在130℃时，将步骤（1）反应液滴入二甲苯中，控制反应液6-7h内匀速滴完，塔顶温度在78℃时开始采集副产物乙醇。
(4)乙醇采集完毕后，将反应液进行负压脱溶，脱去反应溶剂，控制脱溶温度80℃，然后向剩余液中加入130g石油醚，降温0℃进行结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯产品干重31.5g，含量96.0%，收率90.9%。
实施例2：
1）500ml干净无水的反应瓶中加入20g(0.083mol)5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮溶解在二甲苯中，然后加入13.8g(0.083mol)肼基甲酸苄酯及4.0g（0.028mol）五氧化二磷，控制温度50℃。
(2)反应3h后取样检测，中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，向反应液中加入41.6g(0.4mol)二乙氧基甲烷。
(3)将200g二甲苯上塔进行回流，反应温度在140℃时，将步骤（1）反应液滴入二甲苯中，控制反应液6-7h内匀速滴完，塔顶温度在78℃时开始采集副产物乙醇。
(4)乙醇采集完毕后，将反应液进行负压脱溶，脱去反应溶剂，控制脱溶温度80℃，然后向剩余液中加入130g石油醚，降温0℃进行结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯产品干重31.6g，含量97.5%，收率92.5%。
实施例3：
（1）将中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮0.1mol溶解在二甲苯中，然后加入肼基甲酸苄酯0.15mol及五氧化二磷0.05mol，40℃下反应；
(2)取样检测，待中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，将下层的磷酸分出后，向反应液中加入二乙氧基甲烷0.6mol；
(3) 将溶剂二甲苯在精馏塔内进行回流，将步骤（2）得到反应液匀速滴入精馏塔内的二甲苯中，二甲苯中控制在6-7h匀速滴完，反应温度在140℃，当塔顶达到乙醇沸点78℃时，以1ml/s的速度开始采集乙醇；
(4)当采集到二甲苯沸点时，乙醇采集完毕，将步骤（3）得到反应液进行负压脱溶，控制脱溶温度在100℃，脱去反应溶剂，然后向剩余液中加入乙醇，降温-5℃结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯干重30.8g，含量95.9%，收率91.4%。
实施例4：
（1）将中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮0.1mol溶解在二甲苯中，然后加入肼基甲酸苄酯0.12mol及五氧化二磷0.033mol，45℃下反应；
(2)取样检测，待中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，将下层的磷酸分出后，向反应液中加入二乙氧基甲烷0.4mol；
(3) 将溶剂二甲苯在精馏塔内进行回流，将步骤（2）得到反应液匀速滴入精馏塔内的二甲苯中，二甲苯中控制在6-7h匀速滴完，反应温度在135℃，当塔顶达到乙醇沸点78℃时，以1ml/s的速度开始采集乙醇；
(4)当采集到二甲苯沸点时，乙醇采集完毕，将步骤（3）得到反应液进行负压脱溶，控制脱溶温度在100℃，脱去反应溶剂，然后向剩余液中加入乙醇，降温-3℃结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯干重30.6g，含量95.3%，收率90.8%。
通过以上实施例可知，通过本申请所述工艺制备的7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯收率在90%以上，超出目前现有工艺中的收率12%左右。

Claims (6)

1.一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于制备步骤如下：
(1)将中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮溶解在二甲苯中，然后加入肼基甲酸苄酯及催化剂，在40-50℃下反应；
(2)取样检测，待中间体5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮原料归一≤0.5%时，将下层的酸分出后，向反应液中加入二乙氧基甲烷；
(3)将溶剂二甲苯在精馏塔内进行回流，将步骤（2）得到反应液匀速滴入精馏塔内的二甲苯中，反应温度在130-140℃，当塔顶达到乙醇沸点78℃时，以1ml/s的速度开始采集乙醇；
(4)当采集到二甲苯沸点时，乙醇采集完毕，将步骤（3）得到反应液进行负压脱溶，脱去反应溶剂，然后向剩余液中加入结晶溶剂，降温结晶，过滤，干燥得7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]恶二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲酯-2-苄酯；
所述的催化剂为五氧化二磷，步骤（2）中分出的下层的酸为磷酸。
2.根据权利要求1所述的一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于：各物料成分配比以纯物质的摩尔比计，5-氯-2-甲氧羰基-2-羟基-1-茚酮:肼基甲酸苄酯：催化剂：二乙氧基甲烷=1:1-1.5:0.33-0.5:4-6。
3.根据权利要求1或2所述的一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于，步骤（3）中反应液滴入二甲苯中控制在6-7h匀速滴完。
4.如权利要求1或2所述的一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于，步骤（4）中控制脱溶温度在80-100℃。
5.如权利要求1所述的一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的结晶溶剂为石油醚、乙醇中至少一种。
6.如权利要求1或2或5中所述的一种茚虫威中间体的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述的降温结晶的结晶温度为-5-0℃。
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