CN110396054B - 一种醚菌酯的绿色合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种醚菌酯的绿色绿色合成方法，本发明以邻甲基苯乙腈为起始原料，通过亚硝酸化、甲基化、水解甲基化或水解酯化、溴化、醚化反应得到高含量的醚菌酯。该方法反应周期短，转化率高，产品品质优，改变传统工艺使用高浓盐酸气制备的弊端，而且操作步骤简单，设备简单，能耗低，周期短，产能大，环保。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域，具体涉及一种醚菌酯的绿色绿色合成方法。
技术背景
醚菌酯又名苯氧菌酯，是一种最早发现的甲氧基丙烯酸类杀菌剂类药物，醚菌酯除了具备杀菌作用，活性高、药效持续时间长、低毒低残留环境友好等特点，而且还能促进许多谷类农作物的生长，并且能够延缓植物衰老增强植物对于氮气、二氧化碳的吸收和利用，在市场上有非常大的应用，市场前景。
目前醚菌酯的生产方法，以苯酞为起始原料，经过高温醚化、氯化、氰化、酯化、肟化、构型转化得到醚菌酯，总收率57％左右，由于现有合成工艺大量使用盐酸气，现场环境极差，腐蚀性强，设备损坏率高，设备维护成本非常高，且过量的盐酸气无法回收利用，只能用水吸收盐酸气尾气做成盐酸，但盐酸气尾气中残留溶剂，造成回收的盐酸中含有溶剂，现场大量副产盐酸，非常难处理，而且由于环保压力增大，生产盐酸气的厂家限产，造成采购盐酸气难。目前醚菌酯的生产工艺中，盐酸气单耗非常大，每生产一吨醚菌酯需要消耗3吨盐酸气，对于醚菌酯的生产厂家，因盐酸气限制其生产。
美国专利US5221762中公开了2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酰氰和醋酸酐存在下通入过量的氯化氢气体，与甲醇发生pinner反应合成2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酰甲酸甲酯，该方法的缺点是(1)低温下通盐酸气，对设备要求高，操作条件笔记苛刻；(2)盐酸气作为腐蚀性气体，对设备的腐蚀性大，对环境造成的污染比较大；(3)因为大量使用氯化氢气体，尾气只能用水吸收做成盐酸，盐酸废水量大，不好消耗；(4)最后一步异构化转化使用过量氯化氢气体，氯化氢对环境影响、对设备、对人员操作非常不利。
因此现在急需研发出一条经济廉价，操作简单、安全环保、周期短的醚菌酯合成工艺。
发明内容
针对上述方法的缺点，本发明选用了一种醚菌酯的高反应选择性、高收率、绿色、操作简便的合成方法，该方法反应周期短，转化率高，产品品质优，改变传统工艺使用高浓盐酸气制备的弊端，而且操作步骤简单，设备简单，能耗低，周期短，产能大，环保。
醚菌酯的结构式为：
本发明的技术方案如下：
以邻甲基苯乙腈为原料，亚硝酸化、甲基化、水解甲基化或者水解酯化、溴化、醚化反应得到醚菌酯，其反应方程式为：
式中M为H或者Na或者K或者Li。
具体制备步骤如下：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟的制备或者2-甲基-a-氰基苯甲肟盐：
在四口瓶中加入有机溶剂A和碱，搅拌后降温至9-20℃，一次性加入邻甲基苯乙腈，将亚硝酸酯向体系中滴加，滴加完毕后保温1-3h，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟盐，干燥；或在滴加完毕后保温1-3h后，向体系中滴加盐酸至pH＝2-4，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟，干燥；
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备：
将2-甲基-a-氰基苯甲肟或2-甲基-a-氰基苯甲肟盐、有机溶剂B、水、碱投入至四口瓶中，降温至8-13℃，向体系中滴加甲基化试剂A，滴加完毕后于0-30℃保温0.5-3h，常压蒸馏回收溶剂，向体系中加入水，搅拌后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈；
步骤3制备E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯：
将水、碱、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈投入至四口瓶中，升温至40-80℃，保温1-5h，再降温至0-30℃，向体系中滴加甲基化试剂B，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯；
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成：
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、有机溶剂C、水、引发剂，升温至40-90℃，向体系中滴加溴化试剂，滴加完毕后，静置分离出有机相，有机相用水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯；
步骤5：醚菌酯的合成：
向四口瓶中加入有机溶剂D、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、碱、邻甲基苯酚、催化剂，升温至回流，回流4-8h后过滤，滤液进行蒸馏回收溶剂，向残留物中加入甲醇，活性炭，热过滤滤液进行降温至结晶温度0-5℃，结晶保温1-3h后，抽滤滤饼干燥，得到醚菌酯。
优选地，步骤1中反应发生时，温度为0-100℃。
优选地，步骤1所述的有机溶剂A选择：烃类、芳烃类、卤代烃类、醇类、醚类中的一种或几种混合物；优选地，步骤1所述的烃类为戊烷、己烷、环己烷、石油醚中的一种，所述的芳烃类为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯中的一种，所述的卤代烃类为二氯甲烷，氯仿、四氯化碳、二氯乙烷中的一种，所述的醚类甲基叔丁基醚、苯甲醚、1,4-二氧六环中的一种，所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇中的一种；步骤1中所述的碱为无机碱、有机碱中的一种或两种混合物；优选地，无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、NaH中的一种，有机碱为三乙胺，三乙烯二胺，二氮杂二环(DBU)，二环[5.4.0]-1,8-二氮-7-壬(DBN)，4-二甲氨基吡啶(DMAP)，吡啶，N-甲基吗啉，四甲基乙二胺中的一种；步骤1中所述的亚硝酸酯为亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯、亚硝酸丙酯、亚硝酸正丁酯、亚硝酸异戊酯中的一种；步骤1中所述物料的用量的摩尔比为邻甲基苯乙腈：碱：亚硝酸酯＝1：1.0-1.6：1.0-1.6，有机溶剂A的质量为邻甲基苯乙腈的质量的4-6倍。
优选地，步骤2中所述的甲基化试剂A选择：卤代甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯中的一种；步骤2述的有机溶剂B为烃类、芳烃类、卤代烃类、醇类、醚类中的一种或几种混合物；优选地，烃类为戊烷、己烷、环己烷、石油醚中的一种，芳烃类为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯中的一种，卤代烃类为二氯甲烷，氯仿、四氯化碳、二氯乙烷中的一种，醚类为甲基叔丁基醚、苯甲醚、1,4-二氧六环中的一种，醇类溶剂为甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇中的一种；步骤2中所述的碱为无机碱；优选地，无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾、NaH中的一种；步骤2中所述物料用量摩尔比为步骤1反应产物：甲基化试剂A：碱＝1：1.0-1.5：1.0-1.3，有机溶剂B的质量为步骤1反应产物的4-6倍。
优选地，步骤3中所述的碱为无机碱；优选地，无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸铯、叔丁醇钠、叔丁醇钾、NaH中的一种；步骤3中所述的甲基化试剂B为硫酸二甲酯、溴甲烷、碘甲烷中的一种；步骤3中所述碱的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-3.5倍；步骤3中所述甲基化试剂B的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的1.0-1.5倍。
优选地，步骤4所述的有机溶剂C为卤代烃类；优选地，二氯甲烷，氯仿、四氯化碳、者二氯乙烷中的一种；步骤4所述的引发试剂为：有机过氧化物、偶氮类引发剂中的一种；优选地，有机过氧化物为过氧化环己酮、过氧化二苯甲酰、叔丁基过氧化氢中的一种，偶氮类引发剂为偶氮二异丁腈、偶氮二异庚腈中的一种；步骤4所述的溴化试剂为溴素、N-溴代琥珀酰亚胺、二溴海因中的一种；步骤4所述引发试剂的质量用量是步骤3反应产物质量的0.5％-2％；步骤4所述溴化试剂的摩尔用量是步骤3反应产物摩尔用量的1.0-1.3倍。
优选地，步骤5所述的有机溶剂D为烃类、芳烃类、卤代烃类、醇类、酮类、醚类中的一种或几种混合物；优选地，有机溶剂的烃类为戊烷、己烷、环己烷、石油醚中的一种，所述的芳烃类为苯、甲苯、二甲苯、氯苯、硝基苯中的一种，所述的卤代烃类为二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二氯乙烷中的一种，所述的醚类为甲基叔丁基醚、苯甲醚、四氢呋喃、1,4-二氧六环中的一种，所述的醇类溶剂选自甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、叔丁醇中的一种，所述的酮类溶剂为丙酮、丁酮、环己酮、环丁酮中的一种；步骤5所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸铯、甲醇钠、磷酸钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、NaH中的一种；步骤5所述的催化剂为有机胺、铜盐中的一种或者两种混合物。进一步优选地，有机胺为三乙胺、三乙烯二胺、二氮杂二环(DBU)、二环[5.4.0]-1,8-二氮-7-壬(DBN)、4-二甲氨基吡啶(DMAP)、吡啶、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺中的一种，铜盐为氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜中的一种；步骤5所述的催化剂质量用量是步骤4反应产物质量的0.1％-5％；步骤5所述的碱摩尔用量是步骤4反应产物摩尔用量的1.0-1.5倍；步骤5所述的有机溶剂D用量是步骤4反应产物的4.0-6.0倍，步骤5中所述邻甲基苯酚的摩尔用量为步骤4产物的1.05-3.0倍。
优选地，步骤3制备E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的另一种方法为：
将2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈、碱、水投入至四口瓶中，升温至50-90℃，保温1-4h，2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈反应完毕后负压蒸馏后，降温至15-20℃，加入甲醇，降温至2-8℃后，滴加氯化试剂，滴加完毕抽滤得到E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯。进一步优选地，步骤3中碱为无机碱；步骤3中所述的氯化试剂为三氯氧磷、氯化亚砜、三氯化磷中的一种；步骤3中所述碱的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-3.5倍；步骤3中所述氯化试剂的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-4.0倍。
优选地，步骤5中醚菌酯的合成的另一种方法为：
向四口瓶中加入有机溶剂D、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、邻甲基苯酚、催化剂，升温至40-70℃，向体系中加入有机碱后保温0.5-1小时，反应完毕后，负压蒸馏回收溶剂，向残留物中加入甲醇，升温至60-70℃过滤，滤液进行降温至结晶温度0-5℃，结晶保温1-3h后，抽滤滤饼干燥，得到醚菌酯。优选地，步骤5中有机碱为甲醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种；步骤5有机碱摩尔用量是步骤4反应产物摩尔用量的1.0-1.5倍。更进一步优选地，向体系直接滴加有机碱溶液，方便操作，促进反应的发生。
本工艺路线的优势：
(1)合成收率高，生产成本低，原来成本低、能耗低，无高温反应；
(2)现场操作简单；
(3)生产周期短，产量大；
(4)环保绿色，对设备腐蚀性小，从根本上不使用盐酸气、现场环境得到极大改善。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1、一种醚菌酯的合成方法，其具体步骤为：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟的制备
在四口瓶中加入正丁醇(50g)、氢氧化钠(0.2mol,8g)，搅拌后降温至10℃，一次性加入邻甲基苯乙腈(0.1mol,13.1g)，将亚硝酸正丁酯(0.15mol,16.3g)向体系中滴加，滴加完毕后保温1小时后，向体系中滴加盐酸至pH＝4，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟干燥，收率92％，含量95.5％。
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备
将2-甲基-a-氰基苯甲肟(0.1mol,16g)、丙酮(50g)、水(40g)、氢氧化钠(0.12mol,4.9g)投入至四口瓶中，降温至11℃，向体系中滴加硫酸二甲酯(0.13mol,16.7g),滴加完毕后于11-15℃保温0.5h，保温结束后常压蒸馏回收溶剂，蒸馏完毕后向体系中加入50g水，搅拌后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(收率94％，含量96％)。
步骤3：E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的制备
将水(50g)、氢氧化钠(0.3mol,12.3g)、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(0.1mol、18.3g，含量95％)投入至四口瓶中，升温至70℃，70-75℃保温3小时后，降温至5-10℃，向体系中滴加硫酸二甲酯(0.12mol,15.4g，98％含量)，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(收率91％，含量94％)。
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(0.1mol,21.8g，含量95％)、二氯甲烷(60g，含量99.5％)、水(10g)、偶氮二异丁腈(0.4g,含量99.9％)升温至60℃，向体系中滴加溴素(17.6g),滴加完毕后，静置分离出有机相，有机相加入50g水水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(含量85％，收率86％)。
步骤5：醚菌酯的合成
向四口瓶中加入丁酮(50g)、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(33.6g，含量85％)、磷酸钾(27.9g)、邻甲基苯酚(15.5g)、碘化亚铜(0.3g)，升温至回流，回流4h后过滤，滤液进行蒸馏回收溶剂，向残留物中加入50g甲醇，0.8g活性炭，热过滤滤液进行降温结晶，结晶保温温度5℃，保温时间2小时，保温完毕后，抽滤滤饼干燥(收率80％，定量含量98％)。
实施例2、一种醚菌酯的合成方法，其具体步骤为：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟钠的制备
在四口瓶中加入氯苯(50g)、氢氧化钠(0.2mol,8g)，搅拌后降温至10℃，一次性加入邻甲基苯乙腈(0.1mol,13.1g)，将亚硝酸乙酯(0.15mol,11.2g)向体系中通入，通入完毕后保温0.5小时后，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟钠并干燥，收率94％，含量92.5％。
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备
将2-甲基-a-氰基苯甲肟钠(0.1mol,18.6g，含量98％)、水(45g)、氢氧化钠(0.12mol,4.9g)投入至四口瓶中，降温至8℃，向体系中通入溴甲烷(0.13mol,12.4g),通入完毕后于10℃保温0.5h，保温结束后常压蒸馏回收溶剂，蒸馏完毕后向体系中加入50g水，搅拌后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(收率93.6％，含量95％)。
步骤3：E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的制备
将水(80g)、氢氧化钾(0.4mol,24.9g含量90％)、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(0.1mol、18.3g，含量95％)投入至四口瓶中，升温至60℃，60-65℃保温2小时后，负压蒸馏后降温至15℃，向体系中加入无水甲醇(100g，98％含量)，降温至5℃，滴加三氯氧磷，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(收率93％，含量97.2％)。
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(0.1mol,21.8g，含量95％)、二氯乙烷(100g，含量99.5％)、氢溴酸(21.6g，含量45％)、偶氮二异丁腈(0.3g,含量99.9％)升温至70℃，向体系中滴加双氧水(15g，含量30％),滴加完毕后，静置分离出有机相，有机相加入30g水水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(含量84％，收率85％)。
步骤5：醚菌酯的合成
向四口瓶中加入丙酮(60g)、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(33.6g，含量85％)、磷酸钾(27.9g)、邻甲基苯酚(15.6g)、氯化亚铜(0.1g)，升温至回流，回流8h后过滤，滤液进行蒸馏回收溶剂，向残留物中加入50g甲醇，50g水，降温结晶，结晶保温温度8℃，保温时间1.5小时，保温完毕后，抽滤滤饼干燥(收率81％，定量含量97.9％)。
实施例3、一种醚菌酯的合成方法，其具体步骤为：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟的制备
在四口瓶中加入二氯乙烷(60g)、碳酸钠(0.25mol,26.8g，含量99％)，搅拌后降温至5℃，一次性加入邻甲基苯乙腈(0.1mol,13.1g)，将亚硝酸正丙酯(0.17mol,13.6g)向体系中滴加，通入完毕后保温1.5小时后，向体系中滴加盐酸至pH＝2，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟并干燥，收率95％，含量94.5％。
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备
将2-甲基-a-氰基苯甲肟(0.1mol,16.3g，含量98％)、水(60g)、氢氧化钠(0.12mol,4.9g)投入至四口瓶中，降温至18℃，向体系中加入碘甲烷(0.11mol,15.6g),滴加完毕后于7℃保温0.5h，保温结束后，搅拌0.5小时后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(收率94％，含量96.3％)。
步骤3：E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的制备
将水(50g)、氢氧化钠(0.3mol,12.3g)、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(0.1mol、18.3g，含量95％)投入至四口瓶中，升温至50℃，50-65℃保温2.5小时后，降温至25℃，向体系中加入碘甲烷(0.105mol,15.0g)，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(收率92％，含量95.2％)。
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(0.1mol,21.1g，含量98％)、二氯乙烷(70g，含量99.5％)、过氧化苯甲酰(0.2g,含量99.9％)升温至55℃，向体系中加入二溴海因(34.6g，含量99％),加入完毕后，保温4小时后静置分离出有机相，有机相加入100g水水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(含量83％，收率85.8％)。
步骤5：醚菌酯的合成
向四口瓶中加入四氢呋喃(80g)、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(33.6g，含量85％)、邻甲基苯酚(15.3g)、吡啶(0.1g)，升温至50℃，向体系中滴加甲醇钠甲醇溶液(27.2g，含量30％)滴加后保温0.5小时，反应完毕后，负压蒸馏回收溶剂，加入甲醇70g，升温至60℃过滤，滤液进行降温结晶，结晶保温温度2℃，保温时间0.5小时，保温完毕后，抽滤滤饼干燥(收率81.6％，定量含量98.3％)。
实施例4、一种醚菌酯的合成方法，其具体步骤为：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟的制备
在四口瓶中加入二氯乙烷(60g)、氢氧化钾(0.15mol,9.6g，含量90％)，搅拌后降温至15℃，一次性加入邻甲基苯乙腈(0.1mol,13.1g)。将亚硝酸异戊酯(0.16mol,18.7g)向体系中滴加，通入完毕后保温1小时后，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟钾并干燥，收率96％，含量93.5％。
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备
将2-甲基-a-氰基苯甲肟钾(0.1mol,20.2g，含量98％)、水(60g)、氢氧化钠(0.12mol,4.9g)投入至四口瓶中，降温至8℃，向体系中通入碳酸二甲酯(0.14mol,12.6g),滴加完毕后于10℃保温0.5h，保温结束后常压蒸馏回收溶剂，蒸馏完毕后向体系中加入50g水，搅拌后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(收率95％，含量95.3％)。
步骤3：E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的制备
将水(80g)、碳酸钠(0.4mol,42g含量99％)、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈(0.1mol、18.3g，含量95％)投入至四口瓶中，升温至80℃，80-85℃保温1.6小时后，负压蒸馏后降温至18℃，向体系中加入无水甲醇(90g，99％含量)，降温至6℃，滴加三氯化磷，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(收率94.5％，含量98.2％)。
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(0.1mol,21.1g，含量98％)、三氯甲烷(80g，含量99.5％)、偶氮二异丁腈(0.2g,含量99.9％)升温至60℃，向体系中滴加NBS的三氯甲烷溶液(NBS用量24.5g，含量99％；三氯甲烷用量50g,含量99％),滴加完毕后，静置分离出有机相，有机相加入55g水水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(含量86％，收率84.6％)。
步骤5：醚菌酯的合成
向四口瓶中加入DMF(60g)、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯(33.6g，含量85％)、邻甲基苯酚(15.2g)、三乙胺(0.1g)，升温至60℃，向体系中滴加甲醇钠甲醇溶液(25.2g，含量30％)滴加后保温1小时，反应完毕后，负压蒸馏回收溶剂，加入甲醇50g，升温至60℃过滤，滤液进行降温结晶，结晶保温温度5℃，保温时间2.5小时，保温完毕后，抽滤滤饼干燥(收率80.6％，定量含量98.1％)。
对比例
第一步反应：
在装有温度计、滴液漏斗、冷凝器和搅拌的三口瓶中加入216g(1.2mol)30％甲醇钠的甲醇溶液,在室温和搅拌状态下滴加121g(1.1mol)含量为98％的邻甲酚,加完后在室温下反应1h,加入136.7g(1.0mol)98％的苯酞。缓慢升温至190℃反应2h,然后冷却至100℃,加入500ml水并用30％的硫酸调节体系pH值至2，此时有大量沉淀产生,过滤,固体物经洗涤、干燥后得2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酸229.3g,含量为95.0％,收率90.0％。
第二步反应：
在250ml三口瓶中加入含量95.0％的2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酸51.0g(0.2mol),亚硫酰氯60ml，回流反应3h。反应完毕后,减压蒸馏除去多余的亚硫酰氯得到2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酰氯，质量53.4g,含量91.3％,收率93.5％。
第三步反应：
在带有搅拌的100ml三口瓶中加入含量为98％的氰化钠20.0g(0.4mol)、水100ml、四丁基溴化铵0.5g和甲苯200ml,在20℃下滴加2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酰氯的甲苯溶液(0.32mol),滴加时间为30min，滴加完毕后升温至35℃反应2h。反应完后,静置分层,有机相经水洗涤、干燥、脱溶后得浅黄色固体,质量79.9g,含量93.0％,收率92.5％。
第四步反应：
在500ml的三口瓶中加入含量93％的2-(2-甲基苯氧甲基)苯甲酰腈54g(0.2mol)、98％乙酸酐20.8g(0.2mol)、甲基叔丁基醚200ml,冷却到-5℃后,通入干燥氯化氢气体90g(2.4mol),通氯化氢的时间约2h之后,缓慢升温至25～30℃反应8h。加入甲醇50ml再回流反应5h,然后减压脱去溶剂,釜内加入150ml二氯乙烷和30ml浓盐酸,在20～25℃下搅拌反应5h。反应完毕后,静置分层,有机层经洗涤、脱溶后得粗品。质量53.6g,含量90.0％,收率85.0％。
第五步反应：
在500ml的三口瓶中加入含量90％的2-(2-甲基苯氧甲基)苯基草酸甲酯63.1g(0.2mol)、含量为98％的甲氧基氨盐酸盐18.7g(0.22mol)和甲醇150ml,回流反应6h后,冷却到20℃,在1h内均匀地往反应釜内通入干燥氯化氢气体71g(2mol),通完氯化氢后再在室温下反应5h。过滤,固体用100ml冷甲醇洗涤、干燥,质量55.9g,含量95.0％,收率84.8％。
在对比例中第一步反应温度高达190℃，能耗较高，而且工艺中使用大量的高浓盐酸气，盐酸气对设备的腐蚀比较严重、不利于保护环境，对比例中整个工艺最少需要34h，本申请整个工艺至多需要14h，本申请明显比对比例的工艺时间要少很多，提高了效率，而且本发明的反应温度低，安全，减少了减少了成本，本发明整个工艺中不使用盐酸气、采用廉价的邻甲基苯乙腈为原料，操作简单、能耗低、周期短、效率高、产能大、环保，适合工业化生产。本发明提供的一种醚菌酯的绿色合成方法，反应周期短，转化率高，产品品质优，改变传统工艺使用高浓盐酸气制备的弊端，而且操作步骤简单，设备简单，能耗低，周期短，产能大，环保。
Claims (5)
1.一种醚菌酯的绿色合成方法，醚菌酯的结构式为：
其特征在于：以邻甲基苯乙腈为原料，亚硝酸化、甲基化、水解甲基化或者水解酯化、溴化、醚化反应得到醚菌酯，其反应方程式为：
式中M为H或者Na或者K或者Li；
具体合成方法如下步骤：
步骤1：2-甲基-a-氰基苯甲肟或者2-甲基-a-氰基苯甲肟盐的制备：
在四口瓶中加入有机溶剂A和碱，搅拌后降温至9-20℃，一次性加入邻甲基苯乙腈，将亚硝酸酯向体系中滴加，滴加完毕后保温1-3h，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟盐，干燥；或在滴加完毕后保温1-3h后，向体系中滴加盐酸至pH=2-4，抽滤得到2-甲基-a-氰基苯甲肟，干燥；
步骤1中所述的亚硝酸酯为亚硝酸丙酯、亚硝酸正丁酯、亚硝酸异戊酯中的一种；步骤1中所述物料的用量的摩尔比为邻甲基苯乙腈：碱：亚硝酸酯=1： 1.0-1.6：1.0-1.6；
步骤2：2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈的制备：
将2-甲基-a-氰基苯甲肟或2-甲基-a-氰基苯甲肟盐、有机溶剂B、水、碱投入至四口瓶中，降温至8-13℃，向体系中滴加甲基化试剂A，滴加完毕后于0-30℃保温0.5-3h，常压蒸馏回收溶剂，向体系中加入水，搅拌后抽滤得到2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈；
步骤3制备E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯：
将水、碱、2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈投入至四口瓶中，升温至40-80℃，保温1-5h，再降温至0-30℃，向体系中滴加甲基化试剂B，滴加完毕后抽滤E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯；
步骤4：E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的合成：
向四口瓶中加入E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、有机溶剂C、水、引发剂，升温至40-90℃，向体系中滴加溴化试剂，滴加完毕后，静置分离出有机相，有机相用水洗一次，有机相负压蒸馏回收溶剂得到E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯；
步骤5：醚菌酯的合成：
向四口瓶中加入有机溶剂D、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、碱、邻甲基苯酚、催化剂，升温至回流，回流4-8h后过滤，滤液进行蒸馏回收溶剂，向残留物中加入甲醇，活性炭，热过滤滤液进行降温至结晶温度0-5℃，结晶保温1-3h后，抽滤滤饼干燥，得到醚菌酯；
步骤2中所述的甲基化试剂A选择：卤代甲烷、硫酸二甲酯、碳酸二甲酯中的一种；步骤2中所述的碱为无机碱；步骤2中所述物料用量摩尔比为步骤1反应产物：甲基化试剂A：碱=1：1.0- 1.5：1.0-1.3，有机溶剂B的质量为步骤1反应产物的4-6倍；
步骤3中所述的碱为无机碱；步骤3中所述的甲基化试剂B为硫酸二甲酯、溴甲烷、碘甲烷中的一种；步骤3中所述碱的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-3.5倍；步骤3中所述甲基化试剂B的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的1.0-1.5倍；
步骤5所述的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸铯、甲醇钠、磷酸钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、NaH中的一种；步骤5所述的催化剂为有机胺、铜盐中的一种或者两种混合物；步骤5所述的催化剂质量用量是步骤4反应产物质量的0.1%-5%；步骤5所述的碱摩尔用量是步骤4反应产物摩尔用量的1.0-1.5倍；步骤5所述的有机溶剂D用量是步骤4反应产物的4.0-6.0倍，步骤5中所述邻甲基苯酚的摩尔用量为步骤4产物的1.05-3.0倍；
步骤3制备E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯的另一种方法为：
将2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈、碱、水投入至四口瓶中，升温至50-90℃，保温1-4h，2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙腈反应完毕后负压蒸馏后，降温至15-20℃，加入甲醇，降温至2-8℃后，滴加氯化试剂，滴加完毕抽滤得到E-2-(2-甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯；
步骤5中醚菌酯的合成的另一种方法为：
向四口瓶中加入有机溶剂D、E-2-(2-溴甲基苯基)-2-甲基亚胺基乙酸甲酯、邻甲基苯酚、催化剂，升温至40-70℃，向体系中加入有机碱后保温0.5-1小时，反应完毕后，负压蒸馏回收溶剂，向残留物中加入甲醇，升温至60-70℃过滤，滤液进行降温至结晶温度0-5℃，结晶保温1-3h后，抽滤滤饼干燥，得到醚菌酯。
2.根据权利要求1所述的一种醚菌酯的绿色合成方法，其特征在于：步骤1中所述的碱选择：无机碱、有机碱中的一种或两种混合；有机溶剂A的质量为邻甲基苯乙腈的质量的4-6倍。
3.根据权利要求1所述的一种醚菌酯的绿色合成方法，其特征在于：步骤4所述的引发试剂为：有机过氧化物、偶氮类引发剂中的一种；步骤4所述的溴化试剂为溴素、N-溴代琥质量的酰亚胺、二溴海因中的一种；步骤4所述引发试剂的质量是步骤3反应产物质量的0.5%-2%；步骤4所述溴化试剂的摩尔用量是步骤3反应产物摩尔用量的1.0-1.3倍。
4.根据权利要求1所述的一种醚菌酯的绿色合成方法，其特征在于：所述有机胺为三乙胺、三乙烯二胺、二氮杂二环、二环[5.4.0]-1,8-二氮-7-壬、4-二甲氨基吡啶、吡啶、N-甲基吗啉、四甲基乙二胺中的一种；铜盐为氯化亚铜、碘化亚铜、溴化亚铜中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种醚菌酯的绿色合成方法，其特征在于：另一种方法中,步骤3中所述的碱为无机碱；步骤3中所述的氯化试剂为三氯氧磷、氯化亚砜、三氯化磷中的一种；步骤3中所述碱的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-3.5倍；步骤3中所述氯化试剂的摩尔用量是步骤2反应产物摩尔量的2.5-4.0倍；
另一种方法中，步骤5中所述有机碱为甲醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾中的一种；步骤5所述有机碱摩尔用量是步骤4反应产物摩尔用量的1.0-1.5倍。
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