CN110003107B - 一种吡唑解草酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种吡唑解草酯的合成方法。该方法包括:将2,4‑二氯苯肼盐酸盐、乙醛酸乙酯和碱在溶剂中反应,将得到的2,4‑二氯苯肼乙醛酸乙酯腙与甲基丙烯酸乙酯在催化剂和氧化剂作用下,在溶剂中发生[3+2]环加成反应。该方法起始原料易得,缩短了反应时间,反应路线短,成本低,操作简单,降低了三废处理,且同样收率较高,易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于吡唑解草酯的合成领域,特别涉及一种吡唑解草酯的合成方法。
背景技术
吡唑解草酯(Mefenpyr-diethyl)分子式为:C16H18Cl2N2O4,英文化学名称为1-(2,4-dichlorophenyl)-4,5-dihydro-5-methyl-1H-pyrazole-3,5-dicarboxylic acid 3,5-diethyl ester,CAS登记号为:135590-91-9,结构式为:
吡唑解草酯是1999年英国Brighton植保会议公布的新的除草剂安全剂,它与一些除草剂如甲基二磺隆一起使用可使小麦、大麦等作物免受伤害。吡唑解草酯还能提高小麦对甲基二磺隆的耐药性。(高宗军,蒋家珍,李学锋,邱立红,王成菊,张文吉,程玉臣.吡唑解草酯对小麦细胞色素P450的诱导作用及其光谱特征,植物保护,2005,31(4):40-44.;谢艳红,邱立红,蒋家珍,王成菊,由振国.甲基二磺隆及吡唑解草酯对不同品种小麦ALS酶的影响,农药学学报,2004,6(3):81-84.;王彦兵,陈齐斌,苏旺苍,吴仁海,孙慧慧,徐洪乐,孙建伟.小麦甲基二磺隆安全剂筛选,安徽农业科学,2015,43(30):11-13.;Bartucca,MariaLuce;Celletti,Silvia;Astolfi,Stefania;Mimmo,Tanja;Cesco,Stefano;Panfili,Ivan;Del Buono,Daniele.Effect of three safeners on sulfur assimilation and irondeficiency response in barley(Hordeum vulgare)plants,Pest Management Science,2017,73(1):240-245.)
有关吡唑解草酯的合成,文献报道的合成路线主要有两种,方法一(反应方程式如下):Roesch等报道以2,4-二氯苯肼(1)为原料,与草酸单乙酯单酰氯(2)发生酰化反应,得到酰肼化合物(3),经五氯化磷发生氯代生成化合物(4),与甲基丙烯酸乙酯(5)发生Michael加成,最后在碱的作用下发生环合反应得到吡唑解草酯(I)(Roesch,Wolfgang;Sohn,Erich;Bauer,Klaus;Bieringer,Hermann.Preparation of 1-phenylpyrazoline-3-carboxylates as herbicide safeners,DE3939503,19910606.)。但该合成路线反应步骤长,反应中使用五氯化磷,生产中三废较多,生产成本高。
方法二(反应方程式如下):许网保等报道了以2,4-二氯苯胺(7)为原料,经重氮化反应生成重氮盐(8),与2-氯代乙酰乙酸乙酯(10)在醋酸钠作用下缩合得到化合物(4),与甲基丙烯酸乙酯(5)发生Michael加成,最后环合得到吡唑解草酯(I)。该合成方法同样反应步骤较长,条件比较苛刻,不利于工业化生产。(许网保,魏明阳,臧伟新,虞国新.催化合成吡唑解草酯的方法,CN102816118,2012年12月12日)
综上所述,上述方法存在反应路线长、收率低和生产成本高等缺点,在大规模生产中成本相对较高。因此发展简便有效的合成工艺具有重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种吡唑解草酯的合成方法,以克服现有技术中吡唑解草酯的合成路线长、收率低、成本高等缺陷。
本发明提供一种吡唑解草酯的合成方法,包括:
(1)将2,4-二氯苯肼盐酸盐、乙醛酸乙酯和碱以摩尔比为1:1.2~2:1~1.2在溶剂中反应,得到2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙,其中2,4-二氯苯肼盐酸盐与溶剂的比例为0.1mol:50~250mL;
(2)将步骤(1)中2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙和甲基丙烯酸乙酯以摩尔比为1:1.2~2在催化剂和氧化剂作用下,在溶剂中发生[3+2]环加成反应,萃取,除去溶剂,重结晶,得到吡唑解草酯,其中,2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙、催化剂和氧化剂的摩尔比为1:0.1~1:0.5~3,2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙与溶剂的比例为1g:2~20mL。
所述步骤(1)中溶剂包括乙醇或者四氢呋喃。
所述步骤(1)中碱为三乙胺。
所述步骤(1)中反应为:回流反应3~5h。
所述步骤(2)中催化剂为碘、溴素或氯胺T。
所述步骤(2)中氧化剂包括叔丁基过氧化氢或双氧水。
所述步骤(2)中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或乙腈。
所述步骤(2)中[3+2]环加成反应的温度为室温~所述溶剂的回流温度,时间为1~10h。
本发明以2,4-二氯苯肼盐酸盐(1)和乙醛酸乙酯(11)为起始原料,以三乙胺为碱,在乙醇中缩合得到2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙(II),再在碘和叔丁基过氧化氢作用下,在N,N-二甲基甲酰胺中与甲基丙烯酸乙酯(5)发生[3+2]环加成反应,80℃反应4h后,加水,经乙酸乙酯萃取,减压蒸去溶剂,石油醚重结晶得到吡唑解草酯(I),两步收率约50%。
本发明的一种吡唑解草酯的制备方法,反应过程如下:
本发明的吡唑解草酯的结构式为:
熔点:48-51℃;
性状:淡黄色固体。
本发明的吡唑解草酯的核磁共振氢谱数据如下:
1H NMR(400MHz,CDCl3):δ1.25(t,3H),1.34(t,3H),1.37(t,3H),3.16(d,1H),3.72(d,1H),4.19(t,2H),4.35(t,2H),7.20-7.28(m,2H),7.42(s,1H).
本发明的吡唑解草酯的核磁共振碳谱数据如下:
13C NMR(101MHz,CDCl3):δ13.96,14.36,21.98,44.96,61.41,62.14,73.52,127.41,130.65,130.32,133.22,133.45,137.83,139.99,162.21,171.34.
有益效果
本发明起始原料易得,缩短了反应时间,反应路线短,成本低,操作简单,降低了三废处理,且同样收率较高,易于工业化生产。
附图说明
图1为本发明化合物吡唑解草酯的核磁共振氢谱。
图2为本发明化合物吡唑解草酯的核磁共振碳谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例,进一步阐述本发明。应理解,这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解,在阅读了本发明讲授的内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改,这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
2,4-二氯苯肼盐酸盐、50%乙醛酸乙酯的甲苯溶液、70%水溶液的叔丁基过氧化氢(TBHP)和甲基丙烯酸乙酯等试剂购于上海泰坦科技股份有限公司。
实施例1
2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯的合成:
将2,4-二氯苯肼盐酸盐(21.3g,0.1mol)溶于乙醇200毫升中,加入三乙胺(10.1g,0.1mol),滴加50%乙醛酸乙酯的甲苯溶液(40.8g,0.2mol),30min加完,加毕升温回流搅拌反应4h,减压蒸去溶剂,无水乙醇重结晶得2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯16.1g,收率:62%。
实施例2
2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯的合成:
将2,4-二氯苯肼盐酸盐(21.3g,0.1mol)溶于四氢呋喃200毫升中,加入三乙胺(12.1g,0.12mol),滴加50%乙醛酸乙酯的甲苯溶液(24.4g,0.12mol),30min加完,加毕升温回流搅拌反应4h,减压蒸去溶剂,无水乙醇重结晶得2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯15.1g,收率:58%。
实施例3
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(6.8g,0.06mol)加入250mL茄型瓶中,加入DMF(100mL)搅拌溶解,随后将分子碘(2.5g,0.01mol)和70%水溶液的TBHP(9.6g,0.075mol)加入反应体系中,在室温搅拌下反应8h,反应毕,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯13.2g,产率为70%,mp:48~51℃。
实施例4
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(6.8g,0.06mol)加入250mL茄型瓶中,加入乙腈(100mL)搅拌溶解,随后将分子碘(2.5g,0.01mol)和70%水溶液的TBHP(19.3g,0.15mol)加入反应体系中,在80℃下反应4h,反应毕,减压蒸去溶剂,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯11.7g,产率为63%,mp:48~51℃。
实施例5
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(26.0g,0.1mol)和甲基丙烯酸乙酯(22.8g,0.2mol)加入500mL茄型瓶中,加入DMF(180mL)搅拌溶解,随后将溴(16g,0.1mol)和70%水溶液的TBHP(12.8g,0.1mol)加入反应体系中,在40℃下反应4h,反应毕,加入200毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(150mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(150mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯20.9g,产率为56%,mp:48~51℃。
实施例6
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(26.0g,0.1mol)和甲基丙烯酸乙酯(22.8g,0.2mol)加入500mL茄型瓶中,加入DMF(180mL)搅拌溶解,随后将分子氯胺T(22.7g,0.1mol)和70%水溶液的TBHP(25.7g,0.2mol)加入反应体系中,在40℃下反应4h,反应毕,加入200毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(150mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(150mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯17.9g,产率为48%,mp:48~51℃。
实施例7
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(6.8g,0.06mol)加入250mL茄型瓶中,加入乙腈(100mL)搅拌溶解,随后将分子碘(1.6g,0.01mol)和70%水溶液的TBHP(9.6g,0.075mol)加入反应体系中,回流反应4h,反应毕,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯13.2g,产率为70%,mp:48~51℃。
实施例8
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(6.8g,0.06mol)加入250mL茄型瓶中,加入DMF(100mL)搅拌溶解,随后将分子碘(1.6g,0.01mol)和30%双氧水溶液(17.0g,0.15mol)加入反应体系中,在80℃下反应4h,反应毕,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯6.9g,产率为37%,mp:47~50℃。
实施例9
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(11.4g,0.1mol)加入250mL茄型瓶中,加入乙腈(100mL)搅拌溶解,随后将分子碘(5.1g,0.02mol)和70%水溶液的TBHP(9.6g,0.075mol)加入反应体系中,回流反应4h,反应毕,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯14.1g,产率为76%,mp:48~51℃。
实施例10
吡唑解草酯的合成:
将2-[2-(2,4-二氯苯基)肼基亚甲基]乙酸乙酯(13.0g,0.05mol)和甲基丙烯酸乙酯(6.8g,0.06mol)加入250mL茄型瓶中,加入DMF(80mL)搅拌溶解,随后将分子碘(12.6g,0.05mol)和70%水溶液的TBHP(12.8g,0.1mol)加入反应体系中,在80℃下反应4h,反应毕,加入100毫升10%亚硫酸氢钠水溶液。用乙酸乙酯(100mL×3)萃取,乙酸乙酯层用饱和食盐水(100mL×2)洗涤,乙酸乙酯层减压蒸去溶剂得油状液体,石油醚重结晶得吡唑解草酯14.5g,产率为78%,mp:48~51℃。
Claims (5)
1.一种吡唑解草酯的合成方法,包括:
(1)将2,4-二氯苯肼盐酸盐、乙醛酸乙酯和碱以摩尔比为1:1.2~2:1~1.2在溶剂中反应,得到2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙,其中2,4-二氯苯肼盐酸盐与溶剂的比例为0.1mol:50~250mL;
(2)将步骤(1)中2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙和甲基丙烯酸乙酯以摩尔比为1:1.2~2在催化剂和氧化剂作用下,在溶剂中发生[3+2]环加成反应,萃取,除去溶剂,重结晶,得到吡唑解草酯,其中,2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙、催化剂和氧化剂的摩尔比为1:0.1~1:0.5~3,2,4-二氯苯肼乙醛酸乙酯腙与溶剂的比例为1g:2~20mL,催化剂为碘、溴素或氯胺T。
2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤(1)中溶剂为乙醇或者四氢呋喃;碱为三乙胺。
3.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤(1)中反应为:回流反应3~5h。
4.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤(2)中氧化剂包括叔丁基过氧化氢或双氧水。
5.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述步骤(2)中溶剂为N,N-二甲基甲酰胺或乙腈,[3+2]环加成反应的温度为室温~所述溶剂的回流温度,时间为1~10h。
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