CN109053491A - 杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法 - Google Patents

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杨朝晖
付洪信
王玲
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Abstract

本发明公开了一种杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，属于农药制药领域，其特征在于，将4‑叔丁基卤苯和氰乙酸酯反应得到对叔丁基苯乙腈。所述反应过程为：1)在保护气条件下，将氰乙酸酯、有机碱、溶剂A混匀，升温至80～105℃，控制压力为3～5个大气压，在20～40min内将叔丁基卤苯和溶剂B的溶液分3批加入，然后控制反应温度为95～120℃，反应压力为4～7个大气压，反应1～3h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为130～150℃，反应压力为6～9个大气压，继续反应4～6h结束；2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入溶剂C并搅拌、分层，收集有机相并用干燥剂干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到对叔丁基苯乙腈。本发明步骤少，产率较高，污染排放较少。

Description

杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法
技术领域
本发明属于农药制药领域，具体涉及一种杀杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法。
背景技术
丁氟螨酯是由日本大塚化学公司开发的苯酰乙腈类新型杀螨剂，2007年首次在日本获准登记并销售，商品名为Danisraba，主要用于防治果树、蔬菜、茶、观赏植物的害螨，与现有杀虫剂无交互抗性，对非靶标生物、有益生物等无不良影响，而且可以在水和土壤中迅速分解代谢，有利于环境的保护，是当今杀螨剂最佳选择之一。
对叔丁基苯乙腈是合成丁氟螨酯的重要中间体,由于它具有强烈的香气，也用作调配香料的组分。现有技术中，对叔丁基苯乙腈的制备方法主要是以对叔丁基氯化苄或溴化苄为原料，与氰化钠或氰化钾在水或有机溶剂中反应得到粗品，然后粗品经过减压蒸馏而得。该方法得到的对叔丁基苯乙腈含量不高，而且氰化钠用量较多、蒸馏残渣量高达10％～20％，对污染环境的污染较为严重。
发明内容
本发明的目的在于提供一种杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，该合成方法反应步骤短，污染较小。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，将4-叔丁基卤苯和氰乙酸酯反应得到对叔丁基苯乙腈。
所述反应过程为：
1)在保护气条件下，将氰乙酸酯、有机碱、溶剂A混匀，升温至80～105 ℃，控制压力为3～5个大气压，在20～40min内将叔丁基卤苯和溶剂B的溶液分3批加入，然后控制反应温度为95～120℃，反应压力为4～7个大气压，反应1～3h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为130～150℃，反应压力为6～ 9个大气压，继续反应4～6h结束；
2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入溶剂C并搅拌、分层，收集有机相并用干燥剂干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到对叔丁基苯乙腈。
所述4-叔丁基卤苯为4-叔丁基氯苯、4-叔丁基溴苯或者4-叔丁基碘苯。
所述氰乙酸酯为氰乙酸甲酯、氰乙酸乙酯或者氰乙酸异丙酯。
步骤1)中，保护气为氮气或者氩气。
有机碱为叔丁醇钠或者叔丁醇钾。
溶剂A为叔丁醇或者四氢呋喃。
溶剂B为DMF或者DMSO。
4-叔丁基卤苯与氰乙酸酯用量比为摩尔比1:(1.2～1.45)，氰乙酸酯与有机碱的用量为摩尔比1:(1.4～1.62)，氰乙酸酯与溶剂A的用量比为1g:(8～12)ml，4- 叔丁基卤苯与溶剂B的用量比为1g:(4～6)ml，有机碱与去离子水的用量比为摩尔比1:(8～13)。
步骤2)中，溶剂C为苯、甲苯或者乙醚。
干燥剂为无水硫酸。
本发明将4-叔丁基卤苯和氰乙酸酯反应得到对叔丁基苯乙腈，可能反应机理如下式所示：
氰乙酸酯在有机碱的作用下，其α-氢脱去形成碳负离子，然后与4-叔丁基卤苯进行亲核取代反应，形成过渡态a，过渡态a在成盐的形式下，具有热不稳定性，采用加热的方式可以致使其发生脱羧反应，得到产物对叔丁基苯乙腈。在步骤2)中加入适量去离子水，可以是促进过渡态a以盐的形式存在，有利于脱羧反应。
.相对于现有技术，本发明的优点有：
1、步骤短，副反应少，反应产率较高；
2、无有害物或污染物排放。
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本发明作进一步的说明。
实施例1
杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，包括以下步骤：
1)在氩气条件下，将氰乙酸乙酯、叔丁醇钾、叔丁醇混匀，升温至98℃，控制压力为4.5个大气压，在30min内将1mol的叔丁基氯苯和DMSO的溶液分 3批加入，然后控制反应温度为112℃，反应压力为5个大气压，反应2.5h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为142℃，反应压力为8个大气压，继续反应 5h结束；
4-叔丁基氯苯与氰乙酸乙酯用量比为摩尔比1:1.35，氰乙酸乙酯与叔丁醇钾的用量为摩尔比1:1.55，氰乙酸乙酯与叔丁醇的用量比为1g:10ml，4-叔丁基氯苯与DMSO的用量比为1g:5ml，叔丁醇钾与去离子水的用量比为摩尔比1:11。
2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入甲苯并搅拌、分层，收集有机相并用无水硫酸钠干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到产物，摩尔产率97.7％，HPLC纯度98.9％。
实施例2
杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，包括以下步骤：
1)在氮气条件下，将氰乙酸甲酯、叔丁醇钠、四氢呋喃混匀，升温至80℃，控制压力为3个大气压，在20min内将1mol的叔丁基溴苯和DMF的溶液分3 批加入，然后控制反应温度为95℃，反应压力为4个大气压，反应1h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为130℃，反应压力为6个大气压，继续反应4h 结束；
4-叔丁基溴苯与氰乙酸甲酯用量比为摩尔比1:1.2，氰乙酸甲酯与叔丁醇钠的用量为摩尔比1:1.4，氰乙酸甲酯与四氢呋喃的用量比为1g:8ml，4-叔丁基溴苯与DMF的用量比为1g:4ml，叔丁醇钠与去离子水的用量比为摩尔比1:8。
2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入乙醚并搅拌、分层，收集有机相并用无水硫酸镁干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到产物，摩尔产率96.1％，HPLC纯度98.5％。
实施例3
杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，包括以下步骤：
1)在氩气条件下，将氰乙酸异丙酯、叔丁醇钾、叔丁醇混匀，升温至105 ℃，控制压力为5个大气压，在40min内将1mol的叔丁基碘苯和DMSO的溶液分3批加入，然后控制反应温度为120℃，反应压力为7个大气压，反应3h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为150℃，反应压力为9个大气压，继续反应6h结束；
4-叔丁基碘苯与氰乙酸异丙酯用量比为摩尔比1:1.45，氰乙酸异丙酯与有机碱的用量为摩尔比1:1.62，氰乙酸异丙酯与DMSO的用量比为1g:12ml，4-叔丁基碘苯与DMSO的用量比为1g:6ml，叔丁醇钾与去离子水的用量比为摩尔比 1:13。
2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入苯并搅拌、分层，收集有机相并用无水硫酸钠干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到产物，摩尔产率97.2％，HPLC纯度98.3％。
实施例4
将加入叔丁基氯苯和DMSO的溶液前的反应温度设为70℃，反应压力设为 2个大气压，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率45.9％，HPLC 纯度98.3％。
实施例5
将加入叔丁基氯苯和DMSO的溶液前的反应温度设为110℃，反应压力设为 7个大气压，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率66.9％，HPLC 纯度98.6％。
实施例6
将加入叔丁基氯苯和DMSO的溶液后的反应温度设为120℃，反应压力设为5个大气压，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率70.3％，HPLC 纯度97.9％。
实施例7
将加入叔丁基氯苯和DMSO的溶液后的反应温度设为160℃，反应压力设为10个大气压，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率73.3％， HPLC纯度98.2％。
实施例8图谱分析
1H-NMR(DMSO)：化学位移δ1.36(s,3H)，叔丁基上的氢；δ4.25(s,2H)，亚甲基(苄基)上的氢；δ7.15(d,2H)，苯环上靠近苄基的氢；δ7.33(d,2H)，苯环上靠近叔丁基氢，核磁分析，产物结构与目标物一致。

Claims (10)

1.杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，将4-叔丁基卤苯和氰乙酸酯反应得到对叔丁基苯乙腈。
2.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，所述反应过程为：
1)在保护气条件下，将氰乙酸酯、有机碱、溶剂A混匀，升温至80～105℃，控制压力为3～5个大气压，在20～40min内将叔丁基卤苯和溶剂B的溶液分3批加入，然后控制反应温度为95～120℃，反应压力为4～7个大气压，反应1～3h结束，然后加入去离子水，控制反应温度为130～150℃，反应压力为6～9个大气压，继续反应4～6h结束；
2)体系用旋转蒸发仪除去溶剂，然后将剩余物转入水中，加入溶剂C并搅拌、分层，收集有机相并用干燥剂干燥处理，然后过滤收集滤液，滤液减压蒸馏收集78～79℃(0.1torr)的馏分，得到对叔丁基苯乙腈。
3.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，所述4-叔丁基卤苯为4-叔丁基氯苯、4-叔丁基溴苯或者4-叔丁基碘苯。
4.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在，所述氰乙酸酯为氰乙酸甲酯、氰乙酸乙酯或者氰乙酸异丙酯。
5.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤1)中，保护气为氮气或者氩气。
6.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤1)中，有机碱为叔丁醇钠或者叔丁醇钾。
7.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤1)中，溶剂A为叔丁醇或者四氢呋喃。
8.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤1)中，溶剂B为DMF或者DMSO。
9.根据权利要求1所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤1)中，4-叔丁基卤苯与氰乙酸酯用量比为摩尔比1:(1.2～1.45)，氰乙酸酯与有机碱的用量为摩尔比1:(1.4～1.62)，氰乙酸酯与溶剂A的用量比为1g:(8～12)ml，4-叔丁基卤苯与溶剂B的用量比为1g:(4～6)ml，有机碱与去离子水的用量比为摩尔比1:(8～13)。
10.根据权利要求2所述的杀螨剂丁氟螨酯中间体对叔丁基苯乙腈的合成方法，其特征在于，步骤2)中，溶剂C为苯、甲苯或者乙醚。
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