CN109180612A - 1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种1‑(2‑氟苯基)‑1‑(4‑氟苯基)环氧乙烷的合成方法，包括以下步骤：先将1‑溴正癸烷与甲硫醇钠混合，再加入四丁基溴化铵进行反应，反应所得物经后处理，得正癸基甲基硫醚；将正癸基甲基硫醚和硫酸二甲酯溶于溶剂Ⅰ中，加热回流反应；反应结束后减压蒸馏出溶剂Ⅰ，得到含硫鎓盐的反应产物；于溶剂Ⅱ中依次加入含硫鎓盐的反应产物、氢氧化钠、2，4’‑二氟二苯酮进行环氧化反应，反应结束后，经后处理，得到1‑(2‑氟苯基)‑1‑(4‑氟苯基)环氧乙烷。采用本发明的方法合成1‑(2‑氟苯基)‑1‑(4‑氟苯基)环氧乙烷，具有绿色环保、收率高等技术优势。
Description
技术领域
本发明提供粉唑醇关键中间体即1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成新工艺。
背景技术
粉唑醇(Flutriafol)是英国的ICI公司(现为AstraZeneca公司)在1980年研制出来的，一经上市就以其杀菌的广普性和有效性受到好评。2000年该公司农药业务这一块独立出来自组为syngenta公司。2001年4月，丹麦的Cheminova公司从Syngenta公司收购了其全部的粉唑醇的业务。2004年，由于拉美地区大豆锈病爆发，cheminova公司的粉唑醇销售翻番，从而获得了巨额利润。粉唑醇的配剂有两种商标，一种是是用来防治植物的茎叶病害；另一种是用来防止植物种子免受病害。粉唑醇作为三唑类杀菌剂之一，具有趣好的杀真菌活性。这是由于其分子结构上带有氟原子，而氟原子半径小，又具有较大的电负性，它所形成的c-F键能要比c-H键能大得多，明显地增加了它的稳定性和生理活性。另外含氟有机化合物还具有较高的脂溶性和疏水性，从而促进了其在生物体内吸收与传递速度，使生理作用发生变化，这样就更显示出了其良好活性。
硫叶立德是一种重要的环化试剂，在有机合成中占有重要的地位，比如在三唑类农药中，戊唑醇、粉唑醇、己唑醇、种菌唑、叶菌唑、丙硫菌唑、环丙菌唑、硅氟唑、灭菌唑等杀菌剂的合成中都需要用到硫叶立德。目前在工业生产中，普遍使用二甲基硫醚作为合成硫叶立德的原料，二甲硫醚是一种恶臭、沸点低、易挥发、饱和蒸汽压高的有毒物质，环境影响巨大，迫切需要寻找一种无臭、高沸点、不易挥发、低蒸汽压的硫醚来作为合成硫叶立德的原料，以从源头消除生产过程中的恶臭气味。
2006年的《1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成研究》告知：以2,4’-二氟二苯酮和锍盐(CH3)3SHSO4为原料，在碱性条件下反应生成1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。通过正交实验确定最佳工艺条件为:氢氧化钾、甲醇和2,4’-二氟二苯酮的物质的量比为6：1.25：1，反应温度45℃。以2,4’-二氟二苯酮计,产品收率为91.23％,含量为97.45％。其存在的缺陷(不足之处)是二甲硫醚高毒易挥发，如控制不好易造成浪费和环境污染。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，包括以下步骤：
1)、先将1-溴正癸烷与甲硫醇钠混合，再加入四丁基溴化铵，搅拌下于70～80℃反应4～5h；1-溴正癸烷：甲硫醇钠＝1：1.1～1.5的摩尔比，1-溴正癸烷：四丁基溴化铵＝摩尔比为25～32:1的摩尔比；
反应结束后，在反应所得物中加水除去多余的甲硫醇钠以及四丁基溴化铵，分液，除去水层，有机相用水洗涤后，抽滤、干燥，得正癸基甲基硫醚；
1-溴正癸烷，即，1-溴癸烷；
2)、将正癸基甲基硫醚和硫酸二甲酯溶于溶剂Ⅰ中，加热回流反应2～3h，正癸基甲基硫醚：硫酸二甲酯＝1:1～1.5的摩尔比；
反应结束后减压蒸馏出溶剂Ⅰ，得到含硫鎓盐(C8H18(CH3)2SCH3SO4)的反应产物(直接用于下一步反应)；
3)、环氧化(羰基环氧化)：
于溶剂Ⅱ中依次加入含硫鎓盐的反应产物、氢氧化钠、2，4’-二氟二苯酮，搅拌下于40～70℃反应3-5h，2，4’-二氟二苯酮：硫鎓盐＝1：1.4～1.8的摩尔比，2，4’-二氟二苯酮：氢氧化钠＝1:5～8的摩尔比；
反应结束后，经后处理，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。
作为本发明的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法的改进，步骤3)的后处理为：反应结束后加水，分液，有机相用水洗涤，除水、干燥、抽滤，所得的滤液减压蒸馏回收溶剂Ⅱ，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。
作为本发明的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法的进一步改进：所述步骤2)中的溶剂Ⅰ为1,2-二氯乙烷；所述步骤3)中的溶剂Ⅱ为甲苯、四氢呋喃。
作为本发明的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法的进一步改进：
所述步骤1)中，每0.2mol 1-溴正癸烷配用100～250ml的水；
所述步骤2)中，每0.15mol正癸基甲基硫醚配用100～250ml的溶剂Ⅰ；
所述步骤3)中，每0.1mol的2，4’-二氟二苯酮配用100～250ml的溶剂Ⅱ。
作为本发明的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法的进一步改进，所述步骤3)中：
2，4’-二氟二苯酮：硫鎓盐＝1：1.5的摩尔比，
2，4’-二氟二苯酮：氢氧化钠＝1:7的摩尔比；
反应温度65℃，反应时间为4h。
本发明包括以2,4’-二氟二苯酮和锍鎓盐C8H18(CH3)2SCH3SO4为原料，在碱性条件下反应生成1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。通过正交实验确定最佳工艺条件为:氢氧化钠、硫鎓盐和2,4’-二氟二苯酮的物质的量比为7∶1.5∶1,反应温度65℃。以2,4’-二氟二苯酮计,产品收率为92％,含量为95％。
本发明提供一种气味较小、高沸点、不易挥发、低蒸汽压的硫醚(正癸基甲基硫醚)来作为粉唑醇环氧化步骤中合成硫叶立德的原料，并对其参与的羰基环氧化反应工艺进行绿色化改造。
本发明提供的合成工艺优点在于：1)正癸基甲基硫醚相比于传统硫叶立德试剂二甲硫醚来说气味小，减少了对人体的伤害，绿色环保；2)通过对碱的筛选，采用氢氧化钠作为碱介质提高了反应的收率。3)通过对溶剂的筛选，采用甲苯作为溶剂提高了反应的收率。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步描述，但本发明的保护范围并不仅限于此：
以下案例中，搅拌的转速为250±50r/min。
实施例1、1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，依次进行以下步骤：
1)、先将0.2mol 1-溴正癸烷与0.22mol甲硫醇钠混合，再加入0.007mol四丁基溴化铵，搅拌下于80℃反应5h；
反应结束后，加100ml水除去多余的甲硫醇钠以及四丁基溴化铵，分液，除去水层(位于下层)，有机相用水洗涤3次(每次洗涤的用水量为50ml)，抽滤，滤饼干燥(110℃干燥至恒重)，所得产物即为正癸基甲基硫醚。
2)、取0.15mol正癸基甲基硫醚和0.15mol硫酸二甲酯溶于100ml 1,2-二氯乙烷中，加热回流(约70～80℃)反应2h；
反应结束后减压蒸馏(0.1MPa的压力，45℃的蒸馏温度)出1,2-二氯乙烷，得到含硫鎓盐(C8H18(CH3)2SCH3SO4)的反应产物，直接用于下一步反应。
3)、于100ml甲苯中依次加入含硫鎓盐的反应产物(含0.15mol硫鎓盐)、0.7mol氢氧化钠、0.1mol的2，4’-二氟二苯酮，搅拌，控制反应温度在65℃，反应4h，反应结束后加100ml水，分液，有机相(位于上层)用水洗涤三次(每次洗涤的用水量为50ml)，除水(分液萃取)、干燥(加入1g无水硫酸钠进行干燥)、抽滤(以除去硫酸钠)，将所得的滤液然后减压蒸馏(0.1MPa的压力，80℃的蒸馏温度)回收甲苯，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷21.4g(0.09mol)。
通过上述方法制备得到的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的收率为92％，纯度为95％。
实施例2、1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成，依次进行以下步骤：
1)、先将0.2mol 1-溴正癸烷与0.22mol甲硫醇钠混合，再加入0.007mol四丁基溴化铵，搅拌，在80℃下反应4h；
反应结束后，加100ml水除去多余的甲硫醇钠以及四丁基溴化铵，分液，除去水层，有机相用水洗涤3次，抽滤，滤饼干燥、所得产物即为正癸基甲基硫醚。
2)、取0.15mol正癸基甲基硫醚和0.15mol硫酸二甲酯溶于100ml 1,2-二氯乙烷中，加热回流反应2h；
反应结束后减压蒸馏出1,2-二氯乙烷，得到含硫鎓盐的反应产物直接用于下一步反应。
3)、于100ml四氢呋喃中依次加入含硫鎓盐的反应产物(含0.14mol硫鎓盐)、0.6mol氢氧化钠、0.1mol的2，4’-二氟二苯酮，搅拌，控制反应温度在40℃，反应4h，反应结束后加100ml水，分液，有机相用水洗涤三次，除水、用无水硫酸钠干燥、抽滤，然后将所得的滤液减压蒸馏回收四氢呋喃，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷20.4g(0.088mol)。
通过上述方法制备得到的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的收率为88％，纯度为85％。
对比例1、将实施例1步骤3)中的碱介质由氢氧化钠改成氢氧化钾，摩尔量不变；其余等同于实施例1。
最终所得结果与实施例1的对比如下表1所述。
表1
对比例2、将实施例1步骤3)中的溶剂由甲苯改成二氯甲烷、DMF、叔丁醇，溶剂体积不变；其余等同于实施例1。
最终所得结果与实施例1的对比如下表1所述。
表1
最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的若干个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。
Claims (5)
1.1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，其特征是包括以下步骤：
1)、先将1-溴正癸烷与甲硫醇钠混合，再加入四丁基溴化铵，搅拌下于70～80℃反应4～5h；1-溴正癸烷：甲硫醇钠＝1：1.1～1.5的摩尔比，1-溴正癸烷：四丁基溴化铵＝摩尔比为25～32:1的摩尔比；
反应结束后，在反应所得物中加水除去多余的甲硫醇钠以及四丁基溴化铵，分液，除去水层，有机相用水洗涤后，抽滤、干燥，得正癸基甲基硫醚；
2)、将正癸基甲基硫醚和硫酸二甲酯溶于溶剂Ⅰ中，加热回流反应2～3h，正癸基甲基硫醚：硫酸二甲酯＝1:1～1.5的摩尔比；
反应结束后减压蒸馏出溶剂Ⅰ，得到含硫鎓盐的反应产物；
3)、环氧化：
于溶剂Ⅱ中依次加入含硫鎓盐的反应产物、氢氧化钠、2，4’-二氟二苯酮，搅拌下于40～70℃反应3-5h，2，4’-二氟二苯酮：硫鎓盐＝1：1.4～1.8的摩尔比，2，4’-二氟二苯酮：氢氧化钠＝1:5～8的摩尔比；
反应结束后，经后处理，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。
2.根据权利要求1所述的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，其特征是所述步骤3)的后处理为：
反应结束后加水，分液，有机相用水洗涤，除水、干燥、抽滤，所得的滤液减压蒸馏回收溶剂Ⅱ，得到1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷。
3.根据权利要求1或2所述的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，其特征是：
所述步骤2)中的溶剂Ⅰ为1,2-二氯乙烷；
所述步骤3)中的溶剂Ⅱ为甲苯、四氢呋喃。
4.根据权利要求1或2所述的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，其特征是：
所述步骤1)中，每0.2mol 1-溴正癸烷配用100～250ml的水；
所述步骤2)中，每0.15mol正癸基甲基硫醚配用100～250ml的溶剂Ⅰ；
所述步骤3)中，每0.1mol的2，4’-二氟二苯酮配用100～250ml的溶剂Ⅱ。
5.根据权利要求1或2所述的1-(2-氟苯基)-1-(4-氟苯基)环氧乙烷的合成方法，其特征是所述步骤3)中：
2，4’-二氟二苯酮：硫鎓盐＝1：1.5的摩尔比，
2，4’-二氟二苯酮：氢氧化钠＝1:7的摩尔比；反应温度65℃，反应时间为4h。
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