CN109369378B - 杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法 - Google Patents

杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5‑二甲基苯乙酰氯的合成方法，属于农药制药领域，其特征在于，将2‑卤代对二甲苯和卤代乙酰氯，在催化剂的作用下反应得到2,5‑二甲基苯乙酰氯。所述反应过程为：1)在反应釜中加入2‑卤代对二甲苯、卤代乙酰氯、催化剂和溶剂A，在搅拌下升温至90～120℃，反应3～6h，然后滴加亚硫酸盐和水的混合物，控制滴加时间为30～55min，滴加结束后升高反应温度至120～145℃，继续反应6～8h结束；2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约4～6倍体积的水中，然后加入滤液体积1～2.5倍的溶剂B，静置分层，有机相水洗，用干燥剂干燥后，浓缩得到2,5‑二甲基苯乙酰氯。本发明步骤少，产率较高，污染排放较少。

Description

杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法
技术领域
本发明属于农药制药领域，具体涉及一种杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法。
背景技术
螺虫乙酯通用名称spirotetramat，化学名称cis-3-(2,5-二甲基苯基)-8-甲氧基-2-氧代-1-氮杂螺环[4.5]-癸3-烯4-基甲苯，由拜耳公司在筛选除草剂的过程中发现，是一种新型的季酮酸类杀虫剂，也是迄今惟一具有双向内吸传导性能的杀虫剂。这种独特的内吸性能可以保护新生茎、叶和根部，防止害虫的卵和幼虫生长。其另一个特点是持效期长，可提供长达8周的有效防治。
2,5-二甲基苯乙酰氯是合成制备氟啶虫酰胺的重要中间体。现有技术中，该中间体的合成方法归纳起来有三种：
Figure BDA0001830487040000011
不论采取何种最初原料，或者经历几步反应，目前企业生产2,5-二甲基苯乙酰氯，仍然主要是先得到2,5-二甲基苯乙酸，然后再将其用亚硫酰氯或者三氯化磷等进行氯代得到。这些氯代试剂往往具有强烈刺激性，对人体有毒有害，使用起来不安全，非常不利于生产操作；使用这些卤代试剂容易产生有害物排放，环境污染。同时，上述三种得到2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，各自的总产率也不理想。这些，都限制了2,5-二甲基苯乙酰氯产业的发展。因此，需要开发新的合成路径来制备生产2,5-二甲基苯乙酰氯。
发明内容
针对上述问题，本发明提供了一种杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，该合成方法反应产率高、步骤少、排污少。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
Figure BDA0001830487040000021
X1＝Cl,Br或I X2＝Cl或Br
杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，其特征在于，将2-卤代对二甲苯和卤代乙酰氯，在催化剂的作用下反应得到2,5-二甲基苯乙酰氯。
所述反应过程为：
1)在反应釜中加入2-卤代对二甲苯、卤代乙酰氯、催化剂和溶剂A，在搅拌下升温至90～120℃，反应3～6h，然后滴加亚硫酸盐和水的混合物，控制滴加时间为30～55min，滴加结束后升高反应温度至120～145℃，继续反应6～8h结束；
2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约4～6倍体积的水中，然后加入滤液体积1～2.5倍的溶剂B，静置分层，有机相水洗，水洗，用干燥剂干燥后，浓缩得到2,5-二甲基苯乙酰氯。
所述2-卤代对二甲苯为2-氯对二甲苯、2-溴对二甲苯或者2-碘对二甲苯。
所述卤代乙酰氯为氯代乙酰氯或者溴代乙酰氯。
所述催化剂为氧化钌和钯碳的复合物，钯碳含钯量为5％或者10％，氧化钌和钯碳的重量比为1:(15～22)。
所述催化剂的制备方法为：将钯碳与氧化钌混匀置于(2～5)％质量浓度的盐酸中浸泡5～8min，然后过滤得到固体，再将固体洗涤后置于250～300℃活化2～3h得到催化剂。
步骤1)中，溶剂A为DMF或者DMSO。
亚硫酸盐为亚硫酸钠或者亚硫酸钾。
2-卤代对二甲苯与卤代乙酰氯的用量比为摩尔比1:(1.05～1.16)，2-卤代对二甲苯与催化剂的用量比为质量比1:(0.05～0.09)，2-卤代对二甲苯与溶剂A的用量比为1g:(10～15)ml，2-卤代对二甲苯与亚硫酸盐的用量比为摩尔比1:(1.12～1.21)，亚硫酸盐与水用量比为质量比1:(4～5)。
步骤2)中，溶剂B为甲苯或者乙醚。
干燥剂为无水硫酸钠或者无水硫酸镁。
本发明以2-卤代对二甲苯和卤代乙酰氯为原料，在催化剂的作用下反应得到2,5-二甲基苯乙酰氯。结合反应过程，其原理推测为：2-卤代对二甲苯和卤代乙酰氯分子聚集到催化剂上，在高温条件下2-卤代对二甲苯的卤原子与卤代乙酰氯α-卤原子受到活化发生缩合反应，生成例如Cl2、Br2、BrCl、ICl和IBr分子，然后再与亚硫酸盐的水溶液反应，将上述有害分子反应处理掉，继续升高温度有利于提高反应产率。
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、污染排放较少。
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
2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入1mol的2-溴代对二甲苯、氯代乙酰氯、催化剂和DMSO，在搅拌下升温至100℃，反应5h，然后滴加亚硫酸钠和水的混合物，控制滴加时间为45min，滴加结束后升高反应温度至135℃，继续反应7.5h结束；
2-溴代对二甲苯与氯代乙酰氯的用量比为摩尔比1:1.14，2-溴代对二甲苯与催化剂的用量比为质量比1:0.07，2-溴代对二甲苯与DMSO的用量比为1g:13ml，2-溴代对二甲苯与亚硫酸钠的用量比为摩尔比1:1.18，亚硫酸钠与水用量比为质量比1:4.5。
催化剂的制备过程为：将氧化钌和10％钯碳按照重量比为1:20混匀，然后置于4％质量浓度的盐酸中浸泡6min，然后过滤得到固体，再将固体洗涤后置于280℃活化2.5h得到催化剂。
2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约5倍体积的水中，然后加入滤液体积2倍的甲苯，静置分层，有机相水洗，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到产物，摩尔产率98.1％，HPLC纯度97.5％。
实施例2
2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入1mol的2-碘代对二甲苯、溴代乙酰氯、催化剂和DMF，在搅拌下升温至90℃，反应3h，然后滴加亚硫酸盐和水的混合物，控制滴加时间为30min，滴加结束后升高反应温度至120℃，继续反应6h结束；
2-溴代对二甲苯与氯代乙酰氯的用量比为摩尔比1:1.05，2-溴代对二甲苯与催化剂的用量比为质量比1:0.05，2-溴代对二甲苯与DMF的用量比为1g:13ml，2-溴代对二甲苯与亚硫酸钾的用量比为摩尔比1:1.18，亚硫酸钾与水用量比为质量比1:4.5。
催化剂的制备过程为：将氧化钌和5％钯碳按照重量比为1:15混匀，然后置于2％质量浓度的盐酸中浸泡5min，然后过滤得到固体，再将固体洗涤后置于250℃活化2h得到催化剂。
2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约4倍体积的水中，然后加入滤液体积1倍的乙醚，静置分层，有机相水洗，用无水硫酸镁干燥后，浓缩得到产物，摩尔产率96.1％，HPLC纯度96.5％。
实施例3
2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，包括以下步骤：
1)在反应釜中加入1mol的2-氯代对二甲苯、氯代乙酰氯、催化剂和DMSO，在搅拌下升温至120℃，反应6h，然后滴加亚硫酸钠和水的混合物，控制滴加时间为55min，滴加结束后升高反应温度至145℃，继续反应8h结束；
2-溴代对二甲苯与氯代乙酰氯的用量比为摩尔比1:1.16，2-溴代对二甲苯与催化剂的用量比为质量比1:0.09，2-溴代对二甲苯与DMF的用量比为1g:15ml，2-溴代对二甲苯与亚硫酸钠的用量比为摩尔比1:1.21，亚硫酸钠与水用量比为质量比1:5。
催化剂的制备过程为：将氧化钌和10％钯碳按照重量比为1:22混匀，然后置于5％质量浓度的盐酸中浸泡8min，然后过滤得到固体，再将固体洗涤后置于300℃活化3h得到催化剂。
2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约6倍体积的水中，然后加入滤液体积2.5倍的甲苯，静置分层，有机相水洗，用无水硫酸钠干燥后，浓缩得到产物，摩尔产率97.5％，HPLC纯度96.7％。
实施例4
将实施例1中氯代乙酰氯换成溴代乙酰氯，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率97.1％，HPLC纯度96.1％。
实施例5
将实施例1中2-氯代对二甲苯换成2-碘代对二甲苯，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率96.7％，HPLC纯度96.9％。
实施例6
将滴加亚硫酸钠水溶液前的反应温度设为80℃，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率34.1％，HPLC纯度65.3％。
实施例7
将滴加亚硫酸钠水溶液前的反应温度设为130℃，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率69.2％，HPLC纯度76.1％。
实施例8
将滴加亚硫酸钠水溶液后的反应温度设为110℃，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率68.2％，HPLC纯度72.3％。
实施例9
将滴加亚硫酸钠水溶液后的反应温度设为155℃，其他条件如各物质及用量、反应条件不变，摩尔产率76.1％，HPLC纯度79.6％。
实施例10图谱分析
MS(m/z)，182(M+)，分子离子峰，质谱分析，产物分子量与目标物一致。
1H-NMR(DMSO)：化学位移δ2.35(6H)，甲基上的氢；化学位移δ4.07(2H)，苄基上的氢；化学位移δ6.97～7.01(3H，3个峰)，苯环上的氢。核磁分析，产物结构与目标物一致。

Claims (1)

1.杀虫剂螺虫乙酯中间体2,5-二甲基苯乙酰氯的合成方法，其特征在于，将2-卤代对二甲苯和卤代乙酰氯，在催化剂的作用下反应得到2,5-二甲基苯乙酰氯；所述反应过程为：1)在反应釜中加入2-卤代对二甲苯、卤代乙酰氯、催化剂和溶剂A，在搅拌下升温至90～120℃，反应3～6h，然后滴加亚硫酸盐和水的混合物，控制滴加时间为30～55min，滴加结束后升高反应温度至120～145℃，继续反应6～8h结束；2)将体系冷却，过滤除去不溶物得到滤液，将滤液加入到约4～6倍体积的水中，然后加入滤液体积1～2.5倍的溶剂B，静置分层，有机相水洗，用干燥剂干燥后，浓缩得到2,5-二甲基苯乙酰氯；所述2-卤代对二甲苯为2-氯对二甲苯、2-溴对二甲苯或者2-碘对二甲苯；所述卤代乙酰氯为氯代乙酰氯或者溴代乙酰氯；所述催化剂为氧化钌和钯碳的复合物；所述钯碳含钯量为5％或者10％；所述氧化钌和钯碳的重量比为1:(15～22)；所述催化剂的制备方法为：将钯碳与氧化钌混匀置于(2～5)％质量浓度的盐酸中浸泡5～8min，然后过滤得到固体，再将固体洗涤后置于250～300℃活化2～3h得到催化剂；步骤1)中，溶剂A为DMF或者DMSO；步骤1)中，亚硫酸盐为亚硫酸钠或者亚硫酸钾；步骤1)中，所述2-卤代对二甲苯与卤代乙酰氯的用量比为摩尔比1:(1.05～1.16)，2-卤代对二甲苯与催化剂的用量比为质量比1:(0.05～0.09)，2-卤代对二甲苯与溶剂A的用量比为1g:(10～15)ml，2-卤代对二甲苯与亚硫酸盐的用量比为摩尔比1:(1.12～1.21)，亚硫酸盐与水用量比为质量比1:(4～5)；步骤2)中，溶剂B为甲苯或者乙醚。
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