CN109704994A - 一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4‑(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，涉及农药制备领域；使用光气代替固体光气、双光气，不用考虑固光和双光气高温易分解和光气甲苯溶液高温易瞬间溢出的危险性，同时在催化剂催化下采用反滴浆液的方式，使反应在室温下直接进行，避免使用强腐蚀性氰化钠或稳定性较差的混碱作引发剂，同时，无需严格控制低温反应环境，简化了操作步骤，缩短了反应周期，降低了生产成本；并且可以通过控制光气的通入速度，控制反应进程；同时本发明降低了碳酸钠在反应体系中的质量分数，提高了产物收率。
Description
技术领域
本发明公开一种改进方法，涉及农药制备领域；具体地说是一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法。
背景技术
茚虫威(C22H17ClF3N3O7,通用名indoxacarb)是上世纪末由美国杜邦公司开发的一种高效、低毒的新型噁二嗪类类钠通道阻断剂型杀虫剂，其杀虫谱广，见效快，对甜菜夜蛾、小菜蛾、棉铃虫等抗性害虫均有优异防效，且与其它杀虫剂无交互抗性，无致癌、致畸和致突变作用。
氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯是合成茚虫威的重要中间体之一，呈白色晶体状。现有合成技术主要是通过向对三氟甲氧基苯胺、氯甲酸甲酯和甲苯的混合溶液中滴加碳酸钠或氢氧化钠水溶液，制得4-(三氟甲氧基)苯基氨基甲酸甲酯，再将4-(三氟甲氧基)苯基氨基甲酸甲酯与氰化钠或混碱等引发剂充分混合后的浆液，滴加到三光气或双光气中，或将光气甲苯溶液滴加到上述浆液中，制得氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯。现有工艺中，无论是将浆液滴加到三光气或双光气中，还是将光气甲苯溶液滴加到浆液中，都需要将反应体系的温度控制在0-5℃之间，三光气、双光气或光气的甲苯溶液的温度控制在0-10℃之间，且需要缓慢滴加，反应周期较长，否则光气将大量溢出，有较高危险性。
针对现有技术中反应周期长，危险性大等问题，本发明提出了一种合成氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，使用光气代替固体光气、双光气，通过控制光气的通入速度，在催化剂催化下采用反滴浆液的方式，使反应在室温下直接进行，避免使用强腐蚀性氰化钠或稳定性较差的混碱作引发剂，同时，无需严格控制低温反应环境，简化了操作步骤，缩短了反应周期，降低了生产成本。
发明内容
本发明针对现有技术的问题，提供一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，
本发明提出的具体方案是：
一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，具体步骤为：
步骤1：将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，滴加氯甲酸甲酯，保持反应液温度在30-45℃，
步骤2：反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，
步骤3：所得固体与甲苯混合切水后，加入催化剂，再分馏切水，得混合溶液，
步骤4：室温下，向甲苯溶液中通入光气，再将混合溶液滴入甲苯溶液，保持反应液温度不超过50℃，
步骤5：排出多余气体，将反应液水洗，浓缩，结晶，干燥，得到白色固体产品。
所述的改进方法的步骤1中将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，在5-45℃下，滴加氯甲酸甲酯1-3h，将反应液升温至30-45℃，保温1-2h。
所述的改进方法的步骤1中对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水的混合物中，碳酸钠的质量分数为10-12％。
所述的改进方法的步骤3中加入催化剂的催化剂是氢化钠、甲醇钠、三乙胺、氢氧化钾、叔丁醇钾中的一种或几种混合。
所述的改进方法的步骤3中所得固体与甲苯混合进行切水0.4-0.7h后，加入催化剂，再分馏切水至105-112℃，得浆液状的混合溶液。
所述的改进方法的步骤4中室温下，向10-25℃的甲苯溶液中通入光气0.25-1.5h，再将混合溶液滴入甲苯溶液1-3h，再将反应液保温1-2h。
一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，通过以下步骤制备获得：
步骤1：将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，滴加氯甲酸甲酯，保持反应液温度在30-45℃，
步骤2：反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，
步骤3：所得固体与甲苯混合切水后，加入催化剂，再分馏切水，得混合溶液，
步骤4：室温下，向甲苯溶液中通入光气，再将混合溶液滴入甲苯溶液，保持反应液温度不超过50℃，
步骤5：排出多余气体，将反应液水洗，浓缩，结晶，干燥，得到白色固体产品。
所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，制备步骤1中对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水的混合物中，碳酸钠的质量分数为10-12％。
所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，制备步骤3中加入催化剂的催化剂是氢化钠、甲醇钠、三乙胺、氢氧化钾、叔丁醇钾中的一种或几种混合。
所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，制备步骤4中室温下，向10-25℃的甲苯溶液中通入光气0.25-1.5h，再将混合溶液滴入甲苯溶液1-3h，再将反应液保温1-2h。
本发明的有益之处是：
本发明提出了一种合成氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，使用光气代替固体光气、双光气，不用考虑固光和双光气高温易分解和光气甲苯溶液高温易瞬间溢出的危险性，同时在催化剂催化下采用反滴浆液的方式，使反应在室温下直接进行，避免使用强腐蚀性氰化钠或稳定性较差的混碱作引发剂，同时，无需严格控制低温反应环境，简化了操作步骤，缩短了反应周期，降低了生产成本；并且可以通过控制光气的通入速度，控制反应进程；同时本发明降低了碳酸钠在反应体系中的质量分数，提高了产物收率。
附图说明
图1是本发明改进方法的合成路线示意图。
图2本发明方法的流程示意图。
具体实施方式
本发明提供一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，具体步骤为：
步骤1：将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，滴加氯甲酸甲酯，保持反应液温度在30-45℃，
步骤2：反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，
步骤3：所得固体与甲苯混合切水后，加入催化剂，再分馏切水，得混合溶液，
步骤4：室温下，向甲苯溶液中通入光气，再将混合溶液滴入甲苯溶液，保持反应液温度不超过50℃，
步骤5：排出多余气体，将反应液水洗，浓缩，结晶，干燥，得到白色固体产品。
同时提供上述方法制备获得的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯。
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
实施例1
步骤1：将0.25mol对三氟甲氧基苯胺、0.14mol碳酸钠、3.4mol水、甲苯，投入到500ml的反应瓶中，加搅拌，温度调整至5-15℃，滴加0.27mol氯甲酸甲酯，1h滴加完毕，升温至30℃，保温2h，
步骤2：保温完毕，反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，油相可重复利用，
步骤3：所得固体与甲苯混合，切水0.5h，加入0.016mol叔丁醇钾，分馏切水至105℃，混合溶液呈浆液状，
步骤4：向温度为10℃的甲苯溶液中通入光气，光气按照常规方法生成，质量含量为：COCl2 91.9％，Cl2 0.13％，CO2 3.01％，CO 3.96％，N2 0.6％，O2 0.1％，杂质0.3％，
0.25h后，将步骤3所得浆液滴入，1h滴加完毕，滴加过程中保持反应液温度不超过30℃，保温1h；
步骤5：保温完毕，通氮气赶出多余光气等气体，
常温水洗，用水量根据生成的盐，及是否循环使用进行调节，
-0.08MPa左右减压蒸馏浓缩，脱除大部分溶剂甲苯，
浓缩后降温至10℃左右，产品结晶基本全部析出，过滤，
将过滤出的固体产品进行干燥，得到白色固体产品，含量95.7％，收率94.1％。
实施例2
步骤1：将0.25mol对三氟甲氧基苯胺、0.15mol碳酸钠、3.6mol水、甲苯，投入到1000ml的反应瓶中，加搅拌，温度调整至15-25℃，滴加0.5mol氯甲酸甲酯，3h滴加完毕，升温至40℃，保温1h，
步骤2：保温完毕，反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，油相可重复利用，
步骤3：所得固体与甲苯混合，切水0.5h，加入0.02mol叔丁醇钾，分馏切水至110℃，混合溶液呈浆液状，
步骤4：向温度为15℃的甲苯溶液中通入光气，光气按照常规方法生成，质量含量为：COCl2 92.9％，Cl2 0.13％，CO2 2.01％，CO 3.56％，N2 0.8％，O2 0.3％，杂质0.3％，
0.5h后，将步骤3所得浆液滴入，1.5h滴加完毕，滴加过程中保持反应液温度不超过30℃，保温2h。
步骤5：保温完毕，通氮气赶出多余光气等气体，
常温水洗，用水量根据生成的盐，及是否循环使用进行调节，
-0.08MPa左右减压蒸馏浓缩，脱除大部分溶剂甲苯，
浓缩后降温至10℃左右，产品结晶基本全部析出，过滤，
将过滤出的固体产品进行干燥，得到白色固体产品，含量96.0％，收率95.3％。
实施例3
步骤1：将0.25mol对三氟甲氧基苯胺、0.16mol碳酸钠、4.2mol水、甲苯，投入到1000ml的反应瓶中，加搅拌，温度调整至25-35℃，滴加0.38mol氯甲甲酯，2h滴加完毕，升温至35℃，保温1.5h，
步骤2：保温完毕，反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，油相可重复利用，
步骤3：所得固体与甲苯混合，切水0.4h，加入0.025mol叔丁醇钾，分馏切水至115℃，混合溶液呈浆液状，
步骤4：向温度为20℃的甲苯溶液中通入光气，光气按照常规方法生成，质量含量为：COCl2 91.7％，Cl2 0.14％，CO2 2.91％，CO 3.06％，N2 1％，O2 0.6％，杂质0.3％，
0.75h后，将步骤3所得浆液滴入，2h滴加完毕，滴加过程中保持反应液温度不超过30℃，保温1.5h。
步骤5：保温完毕，通氮气赶出多余光气等气体，
常温水洗，用水量根据生成的盐，及是否循环使用进行调节，
-0.08MPa左右减压蒸馏浓缩，脱除大部分溶剂甲苯，
浓缩后降温至10℃左右，产品结晶基本全部析出，过滤，
将过滤出的固体产品进行干燥，得到白色固体产品，含量95.2％，收率94.2％。
实施例4
步骤1：将0.25mol对三氟甲氧基苯胺、0.175mol碳酸钠、4.7mol水、甲苯，投入到1000ml的反应瓶中，加搅拌，温度调整至30-40℃，滴加0.31mol氯甲甲酯，1.5h滴加完毕，升温至45℃，保温1.5h，
步骤2：保温完毕，反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，油相可重复利用，
步骤3：所得固体与甲苯混合，切水0.6h，加入0.015mol叔丁醇钾，分馏切水至112℃，混合溶液呈浆液状，
步骤4：向温度为25℃的甲苯溶液中通入光气，光气按照常规方法生成，质量含量为：COCl2 92.5％，Cl2 0.14％，CO2 2.51％，CO 3.06％，N2 0.7％，O2 0.5％，杂质0.3％，
1h后，将步骤3所得浆液滴入，2.5h滴加完毕，滴加过程中保持反应液温度不超过30℃，保温1.5h。
步骤5：保温完毕，通氮气赶出多余光气等气体，
常温水洗，用水量根据生成的盐，及是否循环使用进行调节，
-0.08MPa左右减压蒸馏浓缩，脱除大部分溶剂甲苯，
浓缩后降温至10℃左右，产品结晶基本全部析出，过滤，
将过滤出的固体产品进行干燥，得到白色固体产品，含量96％，收率95.1％。
实施例5
步骤1：将0.25mol对三氟甲氧基苯胺、0.19mol碳酸钠、5.3mol水、甲苯，投入到1000ml的反应瓶中，加搅拌，温度调整至35-45℃，滴加0.31mol氯甲甲酯，3h滴加完毕，升温至45℃，保温1.8h，
步骤2：保温完毕，反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，油相可重复利用，
步骤3：所得固体与甲苯混合，切水0.7h，加入0.015mol叔丁醇钾，分馏切水至115℃，混合溶液呈浆液状，
步骤4：向温度为25℃的甲苯溶液中通入光气，光气按照常规方法生成，质量含量为：COCl2 92.7％，Cl2 0.14％，CO2 2.91％，CO 2.56％，N2 1.3％，O2 0.8％，杂质0.3％，1h后，将步骤3所得浆液滴入，3h滴加完毕，滴加过程中保持反应液温度不超过30℃，保温2h。
步骤5：保温完毕，通氮气赶出多余光气等气体，
常温水洗，用水量根据生成的盐，及是否循环使用进行调节，
-0.08MPa左右减压蒸馏浓缩，脱除大部分溶剂甲苯，
浓缩后降温至10℃左右，产品结晶基本全部析出，过滤，
将过滤出的固体产品进行干燥，得到白色固体产品，含量96.2％，收率95.4％。
在上述实施例1-5中，将催化剂分别替换为10倍摩尔的氢化钠，分别得到实施例6-10：
实施例6中催化剂为0.16mol的氢化钠，最终产物含量93.8％，收率88％；
实施例7中催化剂为0.2mol的氢化钠，最终产物含量94％，收率84％；
实施例8中催化剂为0.25mol的氢化钠，最终产物含量94.6％，收率86％；
实施例9中催化剂为0.15mol的氢化钠，最终产物含量94.9％，收率88％；
实施例10中催化剂为0.15mol的氢化钠，最终产物含量94.5％，收率86％。
在上述实施例1-5中，将分别替换催化剂，分别得到实施例11-15：
实施例11中催化剂为0.06mol的甲醇钠，最终产物含量93.8％，收率81％；
实施例12中催化剂为0.039mol的三乙胺，最终产物含量93.1％，收率77％；
实施例13中催化剂为0.06mol的甲醇钠，最终产物含量94.3％，收率82％；
实施例14中催化剂为0.11mol的甲醇钠，最终产物含量94.7％，收率85％；
实施例15中催化剂为0.07mol的氢氧化钾，最终产物含量93.5％，收率73％。
由实施例6-15看出，叔丁醇钾为本发明优选的催化剂。不仅最终产物含量较高，而且收率明显高于其他催化剂参与的反应。
表1是按照实施例1-5，每个实施例步骤1中的数据。
表1
表2是实施例1-15中使用的催化剂与产物分析结果。
表2
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (10)
1.一种合成茚虫威中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的改进方法，其特征是具体步骤为：
步骤1：将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，滴加氯甲酸甲酯，保持反应液温度在30-45℃，
步骤2：反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，
步骤3：所得固体与甲苯混合切水后，加入催化剂，再分馏切水，得混合溶液，
步骤4：室温下，向甲苯溶液中通入光气，再将混合溶液滴入甲苯溶液，保持反应液温度不超过50℃，
步骤5：排出多余气体，将反应液水洗，浓缩，结晶，干燥，得到白色固体产品。
2.根据权利要求1所述的改进方法，其特征是步骤1中将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，在5-45℃下，滴加氯甲酸甲酯1-3h，将反应液升温至30-45℃，保温1-2h。
3.根据权利要求1或2所述的改进方法，其特征是步骤1中对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水的混合物中，碳酸钠的质量分数为10-12％。
4.根据权利要求3所述的改进方法，其特征是步骤3中加入催化剂的催化剂是氢化钠、甲醇钠、三乙胺、氢氧化钾、叔丁醇钾中的一种或几种混合。
5.根据权利要求4所述的改进方法，其特征是步骤3中所得固体与甲苯混合进行切水0.4-0.7h后，加入催化剂，再分馏切水至105-112℃，得浆液状的混合溶液。
6.根据权利要求1或5所述的改进方法，其特征是步骤4中室温下，向10-25℃的甲苯溶液中通入光气0.25-1.5h，再将混合溶液滴入甲苯溶液1-3h，再将反应液保温1-2h。
7.一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，其特征是通过以下步骤制备获得：
步骤1：将对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水混合，滴加氯甲酸甲酯，保持反应液温度在30-45℃，
步骤2：反应液过滤，分层，将滤出的白色固体水洗、烘干，
步骤3：所得固体与甲苯混合切水后，加入催化剂，再分馏切水，得混合溶液，
步骤4：室温下，向甲苯溶液中通入光气，再将混合溶液滴入甲苯溶液，保持反应液温度不超过50℃，
步骤5：排出多余气体，将反应液水洗，浓缩，结晶，干燥，得到白色固体产品。
8.根据权利要求7所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，其特征是步骤1中对三氟甲氧基苯胺、甲苯、碳酸钠及水的混合物中，碳酸钠的质量分数为10-12％。
9.根据权利要求7或8所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，其特征是步骤3中加入催化剂的催化剂是氢化钠、甲醇钠、三乙胺、氢氧化钾、叔丁醇钾中的一种或几种混合。
10.根据权利要求9所述的一种合成茚虫威的中间体氯甲酰基[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯，其特征是步骤4中室温下，向10-25℃的甲苯溶液中通入光气0.25-1.5h，再将混合溶液滴入甲苯溶液1-3h，再将反应液保温1-2h。
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| CN112479934A (zh) * | 2020-12-09 | 2021-03-12 | 安徽广信农化股份有限公司 | 一种氨基氯甲酸甲酯的合成方法 |
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