CN108129358B - 一种清洁高效的氰氟虫腙合成工艺 - Google Patents

一种清洁高效的氰氟虫腙合成工艺 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种清洁高效的氰氟虫腙合成工艺，包括如下步骤：

Description

一种清洁高效的氰氟虫腙合成工艺
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种清洁高效的氰氟虫腙合成工艺。
背景技术
氰氟虫腙是德国巴斯夫公司和日本农药公司联合开发的一种缩氨基脲类杀虫剂，是一种具有全新作用机制的杀虫剂，通过附着在钠离子通道的受体上，阻碍钠离子通行，与菊酯类或其他种类的化合物无交互抗性。该药主要是通过害虫取食进入其体内发生胃毒杀死害虫，触杀作用较小，无内吸作用。氰氟虫腙可在水中能迅速地水解和光解，因此对水生生物无实际危害氰氟虫腙是一种新型高效、低毒、环境友好型、对人类、作物和非靶标害虫安全的农药。N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼是合成氰氟虫腙的一种重要中间体，目前多采用如下路线对其进行合成：
Figure BDA0001568622000000011
存在合成路线长，且反应中使用剧毒的氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯等诸多缺陷，因此，为了克服现有技术的缺陷，本发明公开一种利用尿素一锅法制备N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼的方法，并通过该方法进一步合成氰氟虫腙。
发明内容
本发明提供一种氰氟虫腙的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
Figure BDA0001568622000000012
式I化合物与式II化合物于有机溶剂中，在催化剂的作用下，反应生成氰氟虫腙。
上述氰氟虫腙的合成方法，其特征在于包括式II化合物的合成方法：向尿素中加入次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液，室温下搅拌0.5-1.0h后，再加入1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液，加热至回流温度，反应20-24h后，将反应液倒入冰水中，产生白色固体，过滤、水洗、干燥即得式II化合物。上述合成方法中次氯酸钠溶液中有效氯为5％-10％，氢氧化钠溶液质量分数为20％-30％，1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液的浓度为0.6-1.0mol/L，每克尿素使用8-15mL次氯酸钠溶液，使用2-5mL氢氧化钠溶液，使用1-2mL1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液。所述1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯优选1-氯-4-(三氟甲氧基)苯、1-溴-4-(三氟甲氧基)苯、1-碘-4-(三氟甲氧基)苯中的一种。
上述任一氰氟虫腙的合成方法，其特征在于式I化合物与式II化合物的摩尔比为1:1.0-1.2，催化剂优选对甲苯磺酸、樟脑磺酸、醋酸或盐酸中的一种或几种，催化剂的摩尔用量为式I化合物的0.1-0.2倍，有机溶剂优选甲醇、乙醇、THF、DMF、甲苯中的一种或几种，反应温度优选60℃至回流温度，反应时间优选3-6h。
本发明的另一实施方案提供一种利用尿素制备N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼的方法，其特征在于包括如下步骤：
向尿素中加入次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液，室温下搅拌0.5-1.0h后，再加入1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液，加热至回流温度，反应20-24h后，将反应液倒入冰水中，产生白色固体，过滤、水洗、干燥即得N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼。
上述制备方法中次氯酸钠溶液中有效氯为5％-10％，氢氧化钠溶液质量分数为20％-30％，1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液的浓度为0.6-1.0mol/L，每克尿素使用8-15mL次氯酸钠溶液，使用2-5mL氢氧化钠溶液，使用1-2mL1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液。所述1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯优选1-氯-4-(三氟甲氧基)苯、1-溴-4-(三氟甲氧基)苯、1-碘-4-(三氟甲氧基)苯中的一种。
本发明具体反应机制有待进一步研究，申请人推测应该是在次氯酸钠和氢氧化钠作用下与尿素反应生成氨基甲酰肼和肼，进而1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯再在次氯酸钠和氢氧化钠作用下与氨基甲酰肼(和/或肼)反应生成N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼。
与现有技术相比，本发明的优点在于：(1)本发明公开了一种利用尿素一锅法制备式II化合物的方法，该方法步骤简便易行，且无需使用剧毒的氯甲酸甲酯或氯甲酸乙酯，反应收率高(以1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的量计算)克服了现有技术中的诸多不足；(2)本发明公开了一种利用上述方法制备式II化合物进而与式I化合物制备氰氟虫腙的合成工艺。
具体实施方式
为了便于对本发明的进一步理解，下面提供的实施例对其做了更详细的说明。但是这些实施例仅供更好的理解发明而并非用来限定本发明的范围或实施原则，本发明的实施方式不限于以下内容。
实施例1
Figure BDA0001568622000000031
称取1g尿素加入有效氯为5％的次氯酸钠溶液(15mL)、20％的氢氧化钠溶液(5mL)，室温下搅拌0.5h后，再加入1.0mol/L的1-氯-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液(1mL)，加热至回流温度，反应24h后，将反应液倒入冰水(约150mL)中，产生白色固体，过滤、水洗、干燥得白色固体220mg，收率约为93.6％，HPLC纯度为93.5％，经MS及NMR检测与N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼的数据一致。
实施例2
Figure BDA0001568622000000032
称取1g尿素加入有效氯为10％的次氯酸钠溶液(8mL)、30％的氢氧化钠溶液(2mL)，室温下搅拌1.0h后，再加入0.6mol/L的1-溴-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液(2mL)，加热至回流温度，反应20h后，将反应液倒入冰水(约150mL)中，产生白色固体，过滤、水洗、干燥得白色固体261mg，收率约为92.5％，HPLC纯度为94.8％，经MS及NMR检测与N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼的数据一致。
实施例3
将实施例1中的1-氯-4-(三氟甲氧基)苯替换为1-碘-4-(三氟甲氧基)苯也可以86％的收率得到N-(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰肼。
实施例4
取式I化合物(1.0mmol)、式II化合物(1.0mmol)于甲醇(3.5mL)中，在樟脑磺酸(0.1mmol)的作用下，于回流温度下，反应6h后，将反应液倒入冰水(约40mL)中搅拌5min，产生大量白色固体，过滤、水洗、干燥得白色固体420mg，收率约为83％，有效体含量为94.5％，经MS及NMR检测与氰氟虫腙数据一致。
实施例5
取式I化合物(1.0mmol)、式II化合物(1.2mmol)于甲苯(3.5mL)中，在醋酸(0.2mmol)的作用下，于100℃下，反应3h后，将反应液倒入冰水(约40mL)中搅拌5min，产生大量白色固体，过滤、水洗、干燥得白色固体409mg，收率约为81％，有效体含量为95.2％，经MS及NMR检测与氰氟虫腙数据一致。

Claims (5)

1.一种氰氟虫腙的合成方法，其特征在于包括如下步骤：
Figure FDA0002323403810000011
式I化合物与式II化合物于有机溶剂中，在催化剂的作用下，反应生成氰氟虫腙；
所述式II化合物的合成方法包括如下步骤：向尿素中加入次氯酸钠溶液、氢氧化钠溶液，室温下搅拌0.5-1.0h后，再加入1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液，加热至回流温度，反应20-24h后，将反应液倒入冰水中，产生白色固体，过滤、水洗、干燥即得式II化合物。
2.权利要求1所述的合成方法，其特征在于次氯酸钠溶液中有效氯为5％-10％，氢氧化钠溶液质量分数为20％-30％，1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液的浓度为0.6-1.0mol/L，每克尿素使用8-15mL次氯酸钠溶液，使用2-5mL氢氧化钠溶液，使用1-2mL1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯的乙醇溶液。
3.权利要求1-2任一项所述的合成方法，其特征在于所述1-卤代-4-(三氟甲氧基)苯选自1-氯-4-(三氟甲氧基)苯、1-溴-4-(三氟甲氧基)苯、1-碘-4-(三氟甲氧基)苯中的一种。
4.权利要求1所述的合成方法，其特征在于式I化合物与式II化合物的摩尔比为1:1.0-1.2，催化剂选自对甲苯磺酸、樟脑磺酸、醋酸或盐酸中的一种或几种。
5.权利要求1所述的合成方法，其特征在于有机溶剂选自甲醇、乙醇、THF、DMF、甲苯中的一种或几种。
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