CN107954934A - 一种氟虫腈中间体的合成方法 - Google Patents

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孙霞林
丁华平
袁宇
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Abstract

本发明涉及氟虫腈的关键中间体5‑氨基‑ 3‑氰基‑1‑(2,6‑二氯‑4‑三氟甲苯基）吡唑的合成方法。本发明用2,6‑二氯‑4‑三氟甲基苯胺和3‑腈基吡唑作为反应原料，用醋酸铜和冰醋酸作为催化剂，t‑BuONO（亚硝酸叔丁酯）作为氧化剂，甲醇作为溶剂，在氩气条件下进行反应。采用此方法具有操作便捷、步骤少,且原料较为易得、污染较少，反应条件温和等特点。

Description

一种氟虫腈中间体的合成方法
技术领域
本发明（氟虫腈中间体的一种合成方法）提供了一种条件温和的合成5-氨基-3-氰基-1-(2, 6-二氯-4-三氟甲苯基）吡唑的方法。
背景技术
氟虫腈是一种苯基吡唑类广谱杀虫剂，对鳞翅目、蝇类和鞘翅目等一系列害虫具有很高的杀虫活性，与现有的杀虫剂无交互抗性。而5-氨基-3-氰基-1-(2, 6-二氯-4-三氟甲苯基）吡唑是合成氟虫腈的重要中间体，在农药、医药合成中也有着广泛的应用。到目前为止，人们已经开发了合成苯基吡唑类化合物的各种方法，而在这些方法中，都有步骤复杂、产率低的缺点。所以我们发明使用2, 6-二氯-4-三氟甲基苯胺和3-腈基吡唑作为反应原料，用醋酸铜和冰醋酸作为催化剂，在氩气条件下进行反应得到氟虫腈中间体。
传统的合成方法有两种：第一种方法是以三氟甲基苯肼为起始原料，与富马腈或氯乙酰氯反应后再关环；第二种方法是以三氟甲基苯胺为起始原料，经重氮化反应后, 再与2,3-二氰基丙醛或2-羟基丁二腈等反应后再关环。在上述的路线中存在着原料来源不易、反应步骤多、废酸排放过多、不易后处理、使用试剂毒性较大、工业防护要求高等缺点。
发明内容
本发明所使用的催化剂是醋酸铜和冰醋酸，在0-40℃的条件下进行反应，并且有相对较高的产率。该方法具有后处理便捷，得到的产品有较高的纯度和收率等特点。
为此本发明采用的技术方案是：本发明按照以下步骤进行：以2, 6-二氯-4-三氟甲基苯胺和3-腈基吡唑作为反应原料，催化剂是碘化亚铜、醋酸亚铜、醋酸铜和冰醋酸、醋酸酐，t-BuONO（亚硝酸叔丁酯）、亚硝酸正丁酯作为氧化剂，生成目标产物：
所述催化剂是醋酸铜和冰醋酸。
使用的铜盐的用量为原料的0.1 - 30 mol%，酸的用量为原料的0.2 - 50 mol%。
在0 - 40℃的温度下进行反应。
在氮气或者氩气下进行反应。
氧化剂为t-BuONO（亚硝酸叔丁酯）。
氧化剂的用量为原料质量的1-10倍。
采用甲醇、乙醇、丙醇作为反应溶剂。
溶剂量为原料质量的10-100倍量。
本发明在0-40℃体系下，氮气或者氩气条件下反应。催化剂醋酸铜的用量是原料的0.1-30 mol%，冰醋酸的用量是原料的0.2- 50 mol%，氧化剂的用量是原料的1-10倍量，溶剂量为原料的10 - 100倍量（质量比）；本发明室温下反应，反应条件温和；本发明副反应少，产物与反应体系易于分离，采用此方法具有操作便捷、步骤少, 且原料较为易得、污染较少，反应条件温和等特点。
具体实施方式
在实施本发明时，反应温度为0-40℃，反应体系在氮气或者氩气中进行，在反应过程中，多种因素会影响进程，从而改变结果。所以，要对各因素进行探究，找到一个最佳条件水平。
当催化剂醋酸铜和冰醋酸的用量分别低于原料的0.1 mol%和0.2 mol%，反应较难发生，而当催化剂的醋酸铜和冰醋酸的用量分别高于原料用量的30 mol%和50 mol%时，增加催化剂的用量对于反应产率的提升并不明显，综合考虑在能起到催化反应的前提下，催化剂醋酸铜的用量是原料的0.1-30 mol%，冰醋酸的用量是原料的0.2-50 mol%。
反应温度是一个重要的因素，当反应温度低于0 ℃时，反应不能发生，当反应温度高于40℃时，副反应较多。
溶剂的量为10-100倍量（质量比）。若低于10倍量，原料无法溶解完全，反应转化率低，若溶剂量高于100倍量，反应体系浓度过低，原料转化率较低。
反应中的氧化剂的量对于反应的结果也会产生较大影响，氧化剂的用量低于原料的1倍量时，反应转化率较低，而氧化剂的用量高于原料的10倍量时，增加氧化剂的用量对于反应产率的提高并无明显效果。因此氧化剂的用量是原料的1-10倍量。
实施例1：
在Schlenk管中加入无水醋酸铜（0.2 mmol，36.30 mg），吡唑（1 mmol，68.10 mg），甲醇（1.50 ml），冷却至0 oC，在搅拌下加入t-BuONO（1.65 mmol，169.95 mg）和冰醋酸（0.3mmol，18.00 mg），苯胺（1.50 mmol，139.50 mg）在甲醇中稀释，用注射泵缓慢加入2 h，然后升至室温搅拌48 h。反应结束后向体系加20 ml水，用20ml乙酸乙酯萃取3次，收集并合并有机相，加无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂再经过柱层析分离得到目标产品，产率为94%。
实施例2：
在Schlenk管中加入无水醋酸铜（0.02 mmol，3.63 mg），吡唑（1 mmol，68.10 mg），甲醇（1.50 ml），冷却至0 oC，在搅拌下加入t-BuONO（1.65 mmol，169.95 mg）和冰醋酸（0.3mmol，18.00 mg），苯胺（1.50 mmol，139.50 mg）在甲醇中稀释，用注射泵缓慢加入2 h，然后升至室温搅拌48 h。反应结束后向体系加20 ml水，用20ml乙酸乙酯萃取3次，收集并合并有机相，加无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂再经过柱层析分离得到目标产品，产率为26%。
实施例3：
在Schlenk管中加入无水醋酸铜（0.2 mmol，36.30 mg），吡唑（1 mmol，68.10 mg），甲醇（1.50 ml），冷却至0 oC，在搅拌下加入t-BuONO（0.5 mmol，51 mg）和冰醋酸（0.3 mmol，18.00 mg），苯胺（1.50 mmol，139.50 mg）在甲醇中稀释，用注射泵缓慢加入2 h，然后升至室温搅拌48 h。反应结束后向体系加20 ml水，用20ml乙酸乙酯萃取3次，收集并合并有机相，加无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂再经过柱层析分离得到目标产品，产率为54%。
实施例4：
在Schlenk管中加入无水醋酸铜（0.2 mmol，36.30 mg），吡唑（1 mmol，68.10 mg），甲醇（1.50 ml），冷却至0 oC，在搅拌下加入t-BuONO（1.65 mmol，169.95 mg）和冰醋酸（0.3mmol，18.00 mg），苯胺（1.50 mmol，139.50 mg）在甲醇中稀释，用注射泵缓慢加入2 h，然后升至60 oC回流搅拌48 h。反应结束后向体系加20 ml水，用20ml乙酸乙酯萃取3次，收集并合并有机相，加无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂再经过柱层析分离得到目标产品，产率为27%。
实施例5：
在Schlenk管中加入无水醋酸铜（0.2 mmol，36.30 mg），吡唑（1 mmol，68.10 mg），甲醇（1.50 ml），冷却至0 oC，在搅拌下加入t-BuONO（1.65 mmol，169.95 mg）和冰醋酸（0.03mmol，1.80 mg），苯胺（1.50 mmol，139.50 mg）在甲醇中稀释，用注射泵缓慢加入2 h，然后升至室温搅拌48 h。反应结束后向体系加20 ml水，用20ml乙酸乙酯萃取3次，收集并合并有机相，加无水硫酸钠干燥，减压蒸除溶剂再经过柱层析分离得到目标产品，产率为35%。

Claims (9)

1.一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，按照以下步骤进行：以2, 6-二氯-4-三氟甲基苯胺和3-腈基吡唑作为反应原料，催化剂是碘化亚铜、醋酸亚铜、醋酸铜和冰醋酸、醋酸酐，t-BuONO（亚硝酸叔丁酯）、亚硝酸正丁酯作为氧化剂，生成目标产物：
。
2.根据权利要求1所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，所述催化剂是醋酸铜和冰醋酸。
3.根据权利要求1或2所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，使用的铜盐的用量为原料的0.1 - 30 mol%，酸的用量为原料的0.2 - 50 mol%。
4.根据权利要求1所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，在0 - 40℃的温度下进行反应。
5.根据权利要求1所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，在氮气或者氩气下进行反应。
6.根据权利要求1所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，氧化剂为t-BuONO（亚硝酸叔丁酯）。
7.根据权利要求1或6所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，氧化剂的用量为原料质量的1-10倍。
8.根据权利要求1所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，采用甲醇、乙醇、丙醇作为反应溶剂。
9.根据权利要求8所述的一种氟虫腈中间体的合成方法，其特征在于，溶剂量为原料质量的10-100倍量。
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