CN109320435B - 2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑(2,6‑二乙基‑4‑甲基苯)丙二腈的合成方法,该方法以4‑甲基‑2,6‑二乙基溴苯与丙二腈为原料,在碱性条件下,由催化剂双(三苯基膦)二溴化镍催化反应得到2‑(2,6‑二乙基‑4‑甲基苯)丙二腈。本发明采用双(三苯基膦)二溴化镍替代高价格的钯盐催化剂,避免了钯盐成本较高、回收套用困难的难题,不仅大幅度降低了成本,同时在降低催化剂用量的前提下,收率可达90%,与采用钯盐催化剂相近,甚至优于钯盐催化剂。
Description
技术领域
本发明属于农药合成领域,具体涉及一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法。
背景技术
唑啉草酯(pinoxaden)由先正达公司开发,2006年上市,属于新苯基吡唑啉类除草剂,为乙酰辅酶A羧化酶(ACC)抑制剂,造成脂肪酸合成受阻,使细胞生长分裂停止,细胞膜含脂结构被破坏,导致杂草死亡。唑啉草酯具有内吸传导性,主要用于谷物,芽后使用防除禾本科杂草,有效成分用量30~60g/hm2。
唑啉草酯结构式如下:化学名称:8-(2,6-二乙基-4-甲基苯基)-1,2,4,5-四氢-7-氧-7H-吡唑[1,2-d][1,4,5]氧二氮-9-基-2,2-二甲基丙酸酯;CAS号:243973-20-8。
现有报道一般以4-甲基-2,6-二乙基溴苯和丙二腈为原料合成2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈。万琴在“除草剂唑啉草酯的合成研究”中提供了一种合成2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的方法,该方法以2,6-二乙基-4-甲基溴苯和丙二腈为原料、三苯基磷氯化钯为催化剂、二甲苯为反应溶剂,在叔丁醇钠存在的条件下反应得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,虽然收率可达92.6%,但是三苯基磷氯化钯用量为2,6-二乙基-4-甲基溴苯的16wt%,钯盐催化剂价格高达350~500万/吨,且回收套用困难,导致成本居高不下。
发明内容
本发明的目的是提供一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,以4-甲基-2,6-二乙基溴苯与丙二腈为原料,在碱性条件下,由催化剂催化反应得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈。
本发明所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法在氮气氛围下进行。
反应过程如下:
所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与丙二腈的摩尔比为1:1~1:2.5,优选为1:1.1~1:1.2。
反应溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、甲苯中一种或几种。上述反应溶剂中,N-甲基吡咯烷酮对反应原料的溶解性最优,利于反应快速进行,因此,所述的反应溶剂优选为N-甲基吡咯烷酮。
反应温度为55~135℃,优选为110~120℃。
所述的碱性条件的碱选自氢氧化钾、氢氧化钠、氢化钠、氟化铯中的一种或几种,优选为氢氧化钾、氢氧化钠。
所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与碱的摩尔比为1:2~1:4,优选为1:3。
所述的催化剂选自[1,2-双(二苯基膦)乙烷]二氯化钯(II),双(二叔丁基苯基膦)二氯化钯(II),1,1'-双二苯基膦二茂铁二氯化钯(II),双三苯基磷二氯化钯,Pd2(dba)3,1,2-双(二苯基膦)乙烷氯化镍,[1,1'-双(二苯基膦)二茂铁]二氯化镍,双(三苯基膦)二氯化镍,双(三苯基膦)二溴化镍;从催化剂成本和催化活性考虑,优选为双(三苯基膦)二溴化镍。
所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与催化剂的质量比为1:0.02~1:0.1,优选为1:0.03~1:0.08。
作为本发明2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法的具体技术方案,包括:将丙二腈、碱和反应溶剂混合,在氮气保护下,25-35℃保温反应0.5~2h;投入4-甲基-2,6-二乙基溴苯和催化剂,升温至110-120℃,反应1~20h;结束反应后,加入反应溶剂质量1/3量的水,盐酸调节pH至2-3,乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈粗品;在0-5℃下,粗品用甲醇重结晶,得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈纯品。
本发明的有益效果:
本发明采用双(三苯基膦)二溴化镍(价格在40~50万/吨)、双(三苯基膦)二氯化镍等较低价格的催化剂替代高价格的钯盐催化剂,避免了钯盐成本较高、回收套用困难的难题,不仅大幅度降低了成本,同时在降低催化剂用量的前提下,收率可达90%,与采用钯盐催化剂相近,甚至优于钯盐催化剂。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,在约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品199.5g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率94%。
实施例2
四口瓶中投入120g氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g 4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双三苯基磷二氯化钯。投料结束,缓慢升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH在2,用乙酸乙酯萃取产品,浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解固体,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品188.9g(含量96%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率89%。
实施例3
四口瓶中投入168g(3mol)氢氧化钾、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,在约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品197.4g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率93%。
实施例4
四口瓶中投入72g(3mol)氢化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,在约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品169.8g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率80%,。
实施例5
四口瓶中投入455.7g(3mol)氟化铯、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,当4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%时,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品180.4g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率85%。
表1不同种类碱对收率的影响
实施例 | 碱 | 收率% |
1 | 氢氧化钠 | 94 |
3 | 氢氧化钾 | 93 |
4 | 氢化钠 | 80 |
5 | 氟化铯 | 85 |
实施例6
四口瓶中投入40g(1mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品110.4g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率52%。
实施例7
向1000mL四口瓶中投入80g(2mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品176.2g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率83%。
实施例8
向1000mL四口瓶中投入160g(4mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品180.4g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率85%。
实施例9
向1000mL四口瓶中投入180g(4.5mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品159.2g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率75%。
实施例10
向1000mL四口瓶中投入200g(5mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品95.5g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率45%。
实施例11
向1000mL四口瓶中投入20g(0.5mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品80.7g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率38%。
表2氢氧化钠不同用量对收率的影响
实施例 | n<sub>4-甲基-2,6-二乙基溴苯</sub>:n<sub>碱</sub> | 收率% |
1 | 1:3 | 94 |
6 | 1:1 | 52 |
7 | 1:2 | 83 |
8 | 1:4 | 85 |
9 | 1:4.5 | 75 |
10 | 1:5 | 45 |
11 | 1:0.5 | 38 |
实施例12
向1000mL四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、2.3g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品138g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率65%。
实施例13
向1000mL四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、4.5g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品187g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率88%。
实施例14
向1000mL四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、11.3g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品197.4g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率93%。
实施例15
向1000mL四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、18.1g双(三苯基膦)二溴化镍。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,持续反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品195.3g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率92%。
表3双(三苯基膦)溴化镍不同用量对收率的影响
实施例 | m<sub>4-甲基-2,6-二乙基溴苯</sub>:m<sub>催化剂</sub> | 收率% |
1 | 1:0.03 | 94 |
12 | 1:0.01 | 65 |
13 | 1:0.02 | 88 |
14 | 1:0.05 | 93 |
15 | 1:0.08 | 92 |
实施例17
向1000mL四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g碘化亚铜。投料结束,约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品123.1g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率58%。
实施例18
四口瓶中投入120g(3mol)氢氧化钠、600gN-甲基吡咯烷酮、79g(1.2mol)丙二腈,投料结束后,用氮气置换气体3次,保持氮气氛围,在25-35℃保温反应1h。投入227g(1mol)4-甲基-2,6-二乙基溴苯、6.8g双(三苯基膦)二氯化镍。投料结束,在约1小时内升温至110-120℃,再保温反应12h,此时4-甲基-2,6-二乙基溴苯含量<0.5%,结束反应。
反应液降温至25-35℃,加入200g水,用浓盐酸调节pH至2,用乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得到粗品。加入100g甲醇,在60℃溶解粗品,降温至0-5℃,析出固体,搅拌1小时,过滤,烘干得灰色产品199.0g(含量95%),即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈,收率94%。
Claims (8)
1.一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于该方法以4-甲基-2,6-二乙基溴苯与丙二腈为原料,在碱性条件下,由催化剂催化反应得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈;其中,碱选自氢氧化钾、氢氧化钠中的一种或几种;所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与碱的摩尔比为1:3;所述的催化剂选自双(三苯基膦)二氯化镍,双(三苯基膦)二溴化镍;所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与催化剂的质量比为1:0.03~1:0.08;反应温度为110~120℃。
2.根据权利要求1 所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与丙二腈的摩尔比为1:1~1:2.5。
3.根据权利要求2 所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于所述的4-甲基-2,6-二乙基溴苯与丙二腈的摩尔比为1:1.1~1:1.2。
4.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于反应溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、N-甲基吡咯烷酮、对二甲苯、邻二甲苯、间二甲苯、甲苯中一种或几种。
5.根据权利要求4所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于反应溶剂为 N-甲基吡咯烷酮。
6.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于所述的碱为氢氧化钠。
7.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于所述的催化剂为双(三苯基膦)二溴化镍。
8.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈的合成方法,其特征在于该方法包括:将丙二腈、碱和反应溶剂混合,在氮气保护下,25-35℃保温反应0.5~2h;投入4-甲基-2,6-二乙基溴苯和催化剂,升温至110-120℃,反应1~20h;结束反应后,加入反应溶剂质量1/3量的水,盐酸调节pH至2-3,乙酸乙酯萃取,有机相浓缩得2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈粗品;在0-5℃下,粗品用甲醇重结晶,得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二腈纯品。
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