CN110950809B - 一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，并具体公开了：采用苯肼与乙醛缩合，进一步与氰酸钠，醋酸反应，然后用次氯酸钠氧化得到中间体I的反应液，反应完毕，反应温度10‑15℃，反应体系呈固液悬浊液，此时加热升温，此时固体溶解，反应体系变澄清，且分为两相，上层为含中间体I的叔丁醇相，下层为含盐的水相；然后依照常规操作，进行溶剂回收，当蒸馏至90‑100℃时，溶剂回收完毕，产品析出，降温，过滤，干燥得到芳基三唑啉酮中间体I。本发明大大降低了中间体I的含盐量，使得烷基化反应能够顺利并稳定进行，有利于减少废固，减轻环保压力及经济成本。
Description
技术领域
本发明涉及有机化合物领域，具体的说，涉及一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法。
背景技术
芳基三唑啉酮类化合物可作为医药或农药(如除草剂唑草酮，甲磺草胺)中间体，其结构式如下：
其中，芳基三唑啉酮(I)又是合成上述两种除草剂的重要中间体。现有技术中常见的合成此类芳基三唑啉酮中间体的方法是采用次氯酸盐与芳基三唑烷酮进行氧化芳构化反应进行合成。如专利US5440045报道了该芳基三唑啉酮的后处理方法，即当氧化芳构化反应结束后，温度升至室温，升温脱除叔丁醇至反应温度达到100℃，降温，过滤，水洗，烘干后得到产品。
上述芳基三唑啉酮(I)与氟利昂反应会得到一个重要下游中间体为芳基三唑啉酮中间体(II)，如下式所示：
专利US5438149报道了中间体(I)中的杂质对氟利昂烷基化反应的影响较大，以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂，碳酸钾做碱，一氯二氟甲烷作为烷基化试剂对芳基三唑啉酮中间体进行烷基化，得到烷基化的中间体II，如下式所示：
当中间体I较纯时，该方法可以以较高的收率得到烷基化中间体II，但如果使用含有盐分较高的中间体I(含盐量达到10％时)，那么反应转化率及收率均有很大程度的降低，导致芳基三唑啉酮中间体(II)质量不稳定，同时需要增加碳酸钾的用量才能进一步转化完全，后处理后产生了大量的废固，对环境可能造成比较大的污染，三废处理的成本较高，不利于产品合成的清洁工艺的生产。
因此，如何寻找一种简单可靠、三废较少的芳基三唑啉酮中间体(I)的后处理方法，能稳定合成中间体的(II)，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
因此，本发明提供了一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，该方法通过改进现有技术中中间体I的后处理方法，降低中间体I的含盐量，使得烷基化反应能够顺利并稳定进行，有利于减少废固，减轻环保压力及经济成本。
为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，包括以下步骤：
1)粗产物芳基三唑啉酮中间体I的合成：采用芳基肼与醛在叔丁醇或叔丁醇水溶液中缩合制得芳基腙，所得芳基腙进一步与氰酸碱金属盐及有机酸反应制得芳基三唑烷酮，然后用次卤酸或其盐，或包括氯，溴，碘的卤素反应得到中间体I的反应液；
2)芳基三唑啉酮中间体I的提纯：将所述步骤1)制得的中间体I反应液保温，反应体系呈固液悬浊液，然后加热，使固体溶解，反应溶液变澄清且分为两相，上层为含中间体I的叔丁醇相，下层为含盐的水相，然后进行溶液回收，当蒸馏至90-100℃时，溶剂回收完毕，产品析出，降温，过滤，干燥得到芳基三唑啉酮中间体I。
具体地说，本发明中对于所述步骤1)中粗产物芳基三唑啉酮中间体I的合成采用专利US5256793所公开的方法。
优选的，所述步骤2)中的保温温度为10～15℃。
优选的，所述步骤2)中的保温温度为12～13℃。
优选的，所述步骤2)中加热升温至45～55℃。
优选的，所述步骤2)中加热升温至50～53℃。
优选的，所述步骤2)中降温至25～30℃。
优选的，所述步骤2)中降温至27～28℃。
优选的，所述步骤2)中干燥温度为55～65℃。
优选的，所述步骤2)中干燥温度为58～63℃。
本发明有益效果：1)专利US5256793报道了中间体I合成方法，即采用苯肼与乙醛缩合，进一步与氰酸钠，醋酸反应，然后用次氯酸钠氧化得到中间体I的反应液，一般的后处理方案如下：反应完毕，常压脱溶，直至100℃，固体析出，过滤，滤饼水洗，干燥得到中间体I。如上操作的问题是，在蒸馏过程中，当叔丁醇溶剂回收结束时，产品从溶液中快速析出，由于溶液中还含有盐，因此在析出过程中很容易包裹盐，此时很难通过水洗和打浆去除析出产品中包裹的盐，在进行后续烷基化反应时，进一步会导致反应转化率低，反应不完全，碱用量增大。为了最大限度的去除盐分，本发明对中间体I的后处理进行了改进，极大的减少了产品中的含盐量，将含盐量降低到0.2％以下。
2)本发明采用的芳基三唑啉酮中间体I的后处理方法，对现有技术进行了优化，减少了后处理析出中间体I中包裹的盐分，用于下一步烷基化反应时，经实验室连续多批次反应验证，反应转化率均达到理想水平，未出现因中间体含盐高导致的转化率低的问题。解决了常规后处理所带来的盐的包裹问题及后续的烷基化反应不完全，碱用量大的问题，反应不稳定的问题，有利于工业化放大生产的实施。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述。以下实施例中，通过安捷伦1200型号液相色谱仪器(安捷伦科技有限公司产)，采用液相色谱定量测试方法，定量分析蒸馏后的硝化芳基三唑啉酮产品的含量；氢谱核磁共振方法使用分析仪器为BrukerAvanceIII500MHz核磁共振谱仪，测试条件为氘代DMSO为溶剂。
本发明的制备原理为：根据专利US5256793所述方法，粗产物中间体I合成反应完毕，反应温度10-15℃，反应体系呈固液悬浊液，此时加热升温，此时固体溶解，反应体系变澄清，且分为两相，上层为含中间体I的叔丁醇相，下层为含盐的水相，由于水相中的盐析作用，利于中间体I及叔丁醇进入有机相，且两相界面清晰，较容易分层；然后向分离出的有机相中加入部分工艺水，然后依照常规操作，进行溶剂回收，当蒸馏至90-100℃时，溶剂回收完毕，产品析出，降温，过滤，干燥得到芳基三唑啉酮中间体I，所得产品经分析，含盐量均小于0.2％。
实施例1
根据专利US5256793所述方法，制备粗产物中间体I，反应中控完毕，升温至50℃，静置15分钟，分去下层水相。向上层有机相中加入水，升温回收叔丁醇，至温度达到95℃停止蒸馏，回收溶剂套用至下次反应。降温至25-30℃，过滤，水洗产品，水洗水套用至下一批脱溶。干燥产品，干燥温度60℃，所得产品收率94.0％，定量含量：96.1％，含盐量0.17％。
实施例2
根据专利US5256793所述方法，制备粗产物中间体I，反应中控完毕，升温至45℃，静置15分钟，分去下层水相。向上层有机相中加入水，升温回收叔丁醇，至温度达到95℃停止蒸馏，回收溶剂套用至下次反应。降温至25-30℃，过滤，水洗产品，水洗水套用至下一批脱溶。干燥产品，干燥温度60℃，所得产品收率94.2％，定量含量：95.9％，含盐量0.18％。
实施例3
根据专利US5256793所述方法，制备粗产物中间体I，反应中控完毕，升温至55℃，静置15分钟，分去下层水相。向上层有机相中加入水，升温回收叔丁醇，至温度达到95℃停止蒸馏，回收溶剂套用至下次反应。降温至25-30℃，过滤，水洗产品，水洗水套用至下一批脱溶。干燥产品，干燥温度60℃，所得产品收率93.9％，定量含量96.5％，含盐量0.04％。
实施例4
中间体I制备方法同实施例1，区别在于后处理脱溶时补加水套用上一批水洗水，所得产品收率94.3％；定量含量：96.3％，含盐量：0.15％；
对比例1
根据专利US5256793所述方法，制备中间体I，反应中控完毕，直接升温脱溶回收叔丁醇，至温度达到95℃停止蒸馏，回收溶剂套用至下次反应。降温至25-30℃，过滤，水洗产品，干燥产品，干燥温度60℃，所得产品收率92.7％，定量含量，91.5％，含盐量4.4％。
对比例2
根据专利US5256793所述方法，制备中间体I，反应中控完毕，直接升温脱溶回收叔丁醇，至温度达到100℃停止蒸馏，回收溶剂套用至下次反应。降温至25-30℃，过滤，水洗产品，干燥产品，干燥温度60℃，所得产品收率92.5％，定量含量，90.9％，含盐量4.7％。
制备例1：
根据专利US5438149所述方法，以不同后处理方法所得到的中间体I制备中间体II，所得结果如表1所示：
表1
备注：a.中间体I来自于对比例1；b.中间体I来自于对比例2；c.中间体I来自于实施例1；d.中间体I来自于实施例2；e.中间体I来自于实施例3；
从上述结果可以看出，采用本发明的方法制备得到的中间体I的含盐量较低，产品纯度较高；而采用直接蒸馏脱溶得方法所得的中间体I的含盐量较高，产品纯度低；此外使用以上两种不同后处理方法所得的中间体I进一步制备中间体II，结果表明，采用直接脱溶所得中间体I用于制备中间体II时，产品的转化率低，选择性差；当采用本发明的方法所得中间体I制备中间体II时，烷基化反应转化率高，反应选择性好，有利于产品合成的稳定性，利于中间体II的工业化生产。
其中对于后处理方法的技术方案是申请人经过大量创造性实验得到的，本领域技术人员根据现有技术难以得到本发明所制备的收率高、纯度高以及含盐量低的中间体I，本发明具有显著的进步。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (7)
1.一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，包括以下步骤：
粗产物芳基三唑啉酮中间体I的合成：采用芳基肼与醛在叔丁醇或叔丁醇水溶液中缩合制得芳基腙，所得芳基腙进一步与氰酸碱金属盐及有机酸反应制得芳基三唑烷酮，然后用次卤酸或其盐，或选自氯，溴和碘的卤素反应得到中间体I的反应液；其中，所述中间体I结构如下式所示：
芳基三唑啉酮中间体I的提纯：将上述制得的中间体I反应液保温，反应体系呈固液悬浊液，然后加热，使固体溶解，反应溶液变澄清且分为两相，上层为含中间体I的叔丁醇相，下层为含盐的水相，然后进行溶液回收，当蒸馏至90-100℃时，溶剂回收完毕，产品析出，降温，过滤，干燥得到芳基三唑啉酮中间体I；其中，所述中间体I反应液保温温度为10～15℃，所述反应体系加热升温至45～55℃。
2.根据权利要求1所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，所述中间体I反应液保温温度为12～13℃。
3.根据权利要求1所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，对所述反应体系加热升温至50-53℃。
4.根据权利要求1所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，所述芳基三唑啉酮中间体I的提纯步骤中降温至25～30℃。
5.根据权利要求4所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，所述芳基三唑啉酮中间体I的提纯步骤中降温至27～28℃。
6.根据权利要求1所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，所述芳基三唑啉酮中间体I的提纯步骤中干燥温度为55～65℃。
7.根据权利要求6所述的一种芳基三唑啉酮化合物的合成后处理方法，其特征在于，所述芳基三唑啉酮中间体I的提纯步骤中干燥温度为58～63℃。
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