CN113024476A - 丙硫菌唑化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及杀菌剂领域，公开了一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该方法包括：1)使式(1)所示结构的化合物与水合肼进行反应，得到式(2)所示结构的化合物；2)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行反应，并酸化后得到式(4)所示结构的化合物；3)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，其中，X为卤素。本发明提供的方法具有收率高、操作简单、三废少，适合工业化生产等特点。
Description
技术领域
本发明涉及杀菌剂领域，具体涉及一种丙硫菌唑化合物的制备方法。
背景技术
丙硫菌唑作为新型广谱三唑硫酮杀菌剂，用途非常广泛，尤其对麦类的各种都有良好的效果。丙硫菌唑产品最早由拜尔开发，近年有较多的文献报道，其制备方法大致可以分成以下几类。
第一类，例如，CN1058712A、US612236A以及US2013005985A中分别公开了：通过化合物E与硫合成丙硫菌唑产物，此类方法主要缺点为：反应收率低，同时存在较多位置异构体，对其进行改进方法则是以正丁基锂或格氏试剂为脱氢试剂，尽管其反应收率有所提高，但是由于试剂的特性，工业化非常困难，
第二类，例如，CN1274348A中公开了：以化合物F为起始原料，通过与丙酮和硫氰酸钾进行缩合反应，在甲酸和甲酸异丁酯存在下，脱去两个甲基得到丙硫菌唑，但方法仍然存在收率较低，且步骤多等缺点，
第三类，例如，CN1274346A中公开了：以化合物B为起始原料，在甲醛和硫氰酸钠存在下，得到化合物I。最后在硫粉和氢氧化钾存在下得到产物K。类似地，CN1411450A中公开了：以化合物G为起始原料，先与肼反应，再在有机相中加入氯化氢分离出肼盐酸盐，然后用碱中和，在甲醛和硫氰酸盐存在下，合成化合E，最后氧化成丙硫菌唑，但其实际上是对CN1274346A的改进，通过形成盐酸盐而从有机溶剂中分离出来，避免中间体肼产物后处理时因不稳定而分解，但这也使操作变的非常复杂，还形成大量的副产氯化钠盐，
因此，急需提供一种收率高、操作简单，三废少，适合工业化的方法。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的收率偏低、操作复杂以及工业化困难等问题，提供一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该方法收率高、操作简单、三废少，适合工业化生产。
为了实现上述目的，本发明提供一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)使式(1)所示结构的化合物与水合肼进行第一反应，得到式(2)所示结构的化合物；
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，并酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
其中，X为卤素。
优选地，步骤a)中，以醇类为溶剂。
优选地，步骤a)中，所述式(1)所示结构的化合物与水合肼的摩尔比为1：(4-15)。
优选地，所述第一反应的温度为30-90℃，反应的时间为2-6小时。
优选地，步骤a)中还包括：反应后脱除醇类溶剂的步骤。
优选地，从所述脱除的醇类溶剂中分离出水合肼。
第二方面，本发明提供了一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其中，该方法包括以下步骤：
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
式(5)，
其中，X为卤素。
优选地，X为F、Cl或Br。
优选地，步骤b)中，以卤代烃为溶剂。
优选地，步骤b)中，所述式(2)所示结构的化合物与甲醛和硫酸氰盐的摩尔比为1：(1-3)：(1-5)。
优选地，所述第二反应的温度为50-90℃，反应的时间为0.5-2小时。
优选地，步骤c)中，以甲醇为溶剂。
优选地，步骤c)中，所述式(4)所示结构的化合物与氯化铁的摩尔比为1：(0.5-5)。
优选地，所述第三反应的温度为10-40℃，反应时间为2-48小时。
优选地，所述步骤c)中还包括：反应后分离出含铁溶液的步骤。
根据本发明的方法，通过以式(1)所示化合物为起始原料，通过与水合肼、甲醛、硫氰酸盐反应，制得的丙硫菌唑化合物收率高，且该方法操作简单、三废少，适合工业化生产。
附图说明
图1为式(5)所示结构的化合物的质谱图。
具体实施方式
在本文中所披露的范围的端点和任何值都不限于该精确的范围或值，这些范围或值应当理解为包含接近这些范围或值的值。对于数值范围来说，各个范围的端点值之间、各个范围的端点值和单独的点值之间，以及单独的点值之间可以彼此组合而得到一个或多个新的数值范围，这些数值范围应被视为在本文中具体公开。
本发明提供了一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)使式(1)所示结构的化合物与水合肼进行第一反应，得到式(2)所示结构的化合物；
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，并酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
其中，X为卤素。
下面对个步骤进行说明。
步骤a)：
根据本发明，优选地，式(1)中，X为F、Cl或Br；更优选地，式(1)中，X为Cl。
作为式(1)所述结构的化合物优选为下述式(1-1)所示结构的化合物，
根据本发明，优选地，步骤a)中，以醇类为溶剂。醇类溶剂可以为甲醇、乙醇或异丙醇，优选为甲醇。
对于上述溶剂的用量没有特别的限定，例如，相对于1g的式(1)所示结构的化合物，所述溶剂的用量可以为1-10ml。
上述式(1)所述的化合物，可以通过商购，或者采用“丙硫菌唑的合成”，王美娟等，农药，2009，第48卷第3期，第172-173页中公开的方法制备得到。
根据本发明，优选地，步骤a)中，所述式(1)所示结构的化合物与水合肼的摩尔比为1：(4-15)；更优选为1：(10-12)。
优选地，所述第一反应的温度为30-100℃，反应的时间为2-6小时。
根据本发明，对步骤a)反应的后处理没有特别的限定，为了进一步减少三废的排放，优选地，步骤a)中还包括：反应后脱除醇类溶剂的步骤；更优选地，从所述脱除的醇类溶剂中分离出水合肼。通过脱除反应溶剂并分离出水合肼的步骤，重复利用分离出的水合肼，进一步减少了废水的排放。
对于上述分离步骤没有特别的限定，例如可以在反应结束后的溶剂中加入酯溶性溶剂进行分层、分离。所述酯溶性溶剂例如可以为乙酸乙酯或乙酸丁酯。
步骤b)：
根据本发明，优选地，步骤b)中，以卤代烃为溶剂。所述卤代烃可以为二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、四氯乙烯或氯苯。
对于上述溶剂的用量没有特别的限定，例如，相对于1g的式(2)所述的化合物，所述溶剂的用量可以为3-15ml。
优选地，步骤b)中，所述式(2)所示结构的化合物与甲醛和硫酸氰盐的摩尔比为1：(1-3)：(1-5)；更优选为1：(2-3)：(2-3)。
上述甲醛可以为甲醛水溶液、低聚甲醛或多聚甲醛。
上述硫酸氰盐可以为硫氰酸钾、硫氰酸钠或硫氰酸铵。
优选地，所述第二反应的温度为50-90℃，反应的时间为0.5-2小时。
优选地，步骤b)包括：在卤代烃存在下，使式(2)所示结构的化合物与甲醛反应，生成式(3)所示结构的化合物，再与硫酸氰盐反应、经酸化后得到式(4)所示结构的化合物，
对于上述酸化没有特别的限定，例如可以采用盐酸将溶液的pH调节至3-4。
根据本发明，优选地，式(2)中，X为F、Cl或Br；更优选地，式(2)中，X为Cl。
作为式(2)所述结构的化合物优选为下述式(2-1)所示结构的化合物，作为式(3)所述结构的化合物优选为下述式(3-1)所示结构的化合物，作为式(4)所述结构的化合物优选为下述式(4-1)所示结构的化合物，
根据本发明，对步骤b)反应的后处理没有特别的限定，例如可以在反应后的溶剂中加水，去除无机相，对有机相进行降温、结晶得到式(4)所示的化合物。
步骤c)：
根据本发明，优选地，式(4)中，X为F、Cl或Br；更优选地，式(4)中，X为Cl。
作为式(4)所述结构的化合物优选为下述式(4-1)所示结构的化合物，作为式(5)所述结构的化合物优选为下述式(5-1)所示结构的化合物，
根据本发明，优选地，以甲醇为溶剂。
对于上述溶剂的用量没有特别的限定，例如，相对于1g的式(4)所述的化合物，所述溶剂的用量可以为3-10ml。
优选地，所述式(4)所示结构的化合物与氯化铁的摩尔比为1：(0.5-5)，更优选为1：(2-3)。
优选地，所述第三反应的温度为10-40℃，反应时间为2-48小时。
为了进一步减少三废的排放，优选地，步骤c)中还包括：反应后分离出含铁溶液的步骤。重复利用分离出的含铁溶液，进一步减少了废水的排放。
对于上述分离步骤没有特别的限定，例如可以在反应结束后，脱除溶剂后加入芳烃类溶剂进行分层、分离，有机相进行降温、结晶得到式(5)所示的化合物，下层含铁溶液可以重复利用。
第二方面，本发明提供了一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其中，该方法包括以下步骤：
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
其中，X为卤素。
对于该方法中步骤b)以及步骤c)的具体说明，与上述第一方面提供的丙硫菌唑化合物的制备方法中的步骤b)与步骤c)相同，在此不再赘述。
以下将通过实施例对本发明进行详细描述，但本发明并不仅限于下述实施例。
以下实施例中，式(1-1)所示结构的化合物通过“丙硫菌唑的合成”，王美娟等，农药，2009，第48卷第3期，第172-173页中公开的方法制得。
实施例1
1)合成式(2-1)所示结构的化合物
将28.4g(纯度为98重量％，0.1mol)式(1-1)所示结构的化合物(3-氯-2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-丙-2-醇)和75.1g(纯度为80重量％，1.2mol)水合肼溶于100ml甲醇，升温到75℃，回流反应4小时。控温减压脱出甲醇，加入100ml1,2-二氯乙烷分层，上层为水合肼可以套用到下一批，下层为式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼)的1,2-二氯乙烷溶液待用。
2)合成式(4-1)所示结构的化合物
将6.3g(纯度为95重量％，0.2mol)多聚甲醛和15.5g(纯度为98重量％，0.2mol)硫氰酸铵分散在100ml1,2-二氯乙烷中，升温到70℃后滴加步骤a)得到的式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼溶液)，反应3小时后得到式(3-1)所示结构的化合物。用盐酸调节pH为3，反应1小时(转化率达到99％)。降温至50℃，用50ml水洗一次，有机相脱去部分溶剂，结晶得到31.8g的式(4-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-2-羟基-3(1,2,4-三唑-5-硫酮-1-基)丙烷)，纯度为98重量％，收率为90％。
3)合成式(5-1)所示结构的化合物-丙硫菌唑
将16.6g(纯度为98重量％，0.1mol)三氯化铁溶解在20ml水和100ml甲醇的混合物中，然后加入17.7g式(4-1)所示结构的化合物(纯度为98重量％，0.05mol)，25℃下，反应8h。控温减压脱去甲醇，加入150ml甲苯，静置分层，下层为含铁离子的水溶液，可以套用到下一批，上层有机相脱去部分甲苯，降温结晶，得到16.7g的式(5-1)所示结构的化合物(丙硫菌唑)，纯度为98重量％，收率为95％。
合成式(5-1)所示结构的化合物-丙硫菌唑的质谱图如图1所示，核磁数据如下所示。
1H NMR(500MHz,DMSO)δppm:13.73(1H),8.47(1H),7.56(1H),7.41(1H),7.24-7.29(2H),5.08(1H),4.49(2H),3.36(1H),3.20(1H),0.68-0.93(4H).
实施例2
1)合成式(2-1)所示结构的化合物
将28.4g(纯度为98重量％，0.1mol)式(1-1)所示结构的化合物(3-氯-2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-丙-2-醇)和62.6g(纯度为80重量％，1.0mol)水合肼溶于100ml甲醇，升温到75℃，回流反应4小时。控温减压脱出甲醇，加入100ml1,2-二氯乙烷分层，上层为水合肼可以套用到下一批，下层为式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼)的1,2-二氯乙烷溶液待用。
2)合成式(4-1)所示结构的化合物
将6.3g(纯度为95重量％，0.2mol)多聚甲醛和15.5g(纯度为98重量％，0.2mol)硫氰酸铵分散在100ml1,2-二氯乙烷中，升温到70℃后滴加步骤a)得到的式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼溶液)，反应3小时后得到式(3-1)所示结构的化合物。用盐酸调节pH为3，反应1小时(转化率达到99％)。降温至50℃，用50ml水洗一次，有机相脱去部分溶剂，结晶得到31.4g的式(4-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-2-羟基-3(1,2,4-三唑-5-硫酮-1-基)丙烷)，纯度为98重量％，收率为89％。
3)合成式(5-1)所示结构的化合物-丙硫菌唑
将8.3g(纯度为98重量％，0.05mol)三氯化铁溶解在10ml水和50ml甲醇的混合物中，然后加入17.7g式(4-1)所示结构的化合物(纯度为98重量％，0.05mol)，25℃下，反应24h。控温减压脱去甲醇，加入100ml甲苯，静置分层，下层为含铁离子的水溶液，可以套用到下一批，上层有机相脱去部分甲苯，降温结晶，得到16.3g的式(5-1)所示结构的化合物(丙硫菌唑)，纯度为98重量％，收率为93％。
实施例3
1)合成式(2-1)所示结构的化合物
将28.4g(纯度为98重量％，0.1mol)式(1-1)所示结构的化合物(3-氯-2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-丙-2-醇)和75.1g(纯度为80重量％，1.2mol)水合肼溶于100ml甲醇，升温到75℃，回流反应4小时。控温减压脱出甲醇，加入100ml1,2-二氯乙烷分层，上层为水合肼可以套用到下一批，下层为式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼)的1,2-二氯乙烷溶液待用。
2)合成式(4-1)所示结构的化合物
将6.3g(纯度为95重量％，0.2mol)多聚甲醛和16.5g(纯度为98重量％，0.2mol)硫氰酸钠分散在100ml1,2-二氯乙烷中，升温到70℃后滴加步骤a)得到的式(2-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-3-(2-氯苯基)-2-羟基-丙基-1-肼溶液)，反应3小时后得到式(3-1)所示结构的化合物。用盐酸调节pH为3，反应1小时(转化率达到99％)。降温至50℃，用50ml水洗一次，有机相脱去部分溶剂，结晶得到30.0g的式(4-1)所示结构的化合物(2-(1-氯-环丙-1-基)-1-(2-氯苯基)-2-羟基-3(1,2,4-三唑-5-硫酮-1-基)丙烷)，纯度为98重量％，收率为85％。
3)合成式(5-1)所示结构的化合物-丙硫菌唑
将16.6g(纯度为98重量％，0.1mol)三氯化铁溶解在120ml甲醇中，然后加入17.7g式(4-1)所示结构的化合物(纯度为98重量％，0.05mol)，25℃下，反应24h。控温减压脱去甲醇，加入100ml甲苯，静置分层，下层为含铁离子的水溶液，可以套用到下一批，上层有机相脱去部分甲苯，降温结晶，得到16.3g的式(5-1)所示结构的化合物(丙硫菌唑)，纯度为98重量％，收率为93％。
以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于此。在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，包括各个技术特征以任何其它的合适方式进行组合，这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容，均属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其特征在于，该方法包括以下步骤：
a)使式(1)所示结构的化合物与水合肼进行第一反应，得到式(2)所示结构的化合物；
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，并酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
其中，X为卤素。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)中，以醇类为溶剂。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，步骤a)中，所述式(1)所示结构的化合物与水合肼的摩尔比为1：(4-15)；
优选地，所述第一反应的温度为30-100℃，反应的时间为2-6小时。
4.根据权利要求3所述的方法，其中，步骤a)中还包括：反应后脱除醇类溶剂的步骤；
优选地，从所述脱除的醇类溶剂中分离出水合肼。
5.一种丙硫菌唑化合物的制备方法，该丙硫菌唑化合物的结构如式(5)所示，其特征在于，该方法包括以下步骤：
b)使式(2)所示结构的化合物与甲醛、硫氰酸盐进行第二反应，酸化后得到式(4)所示结构的化合物；
c)使式(4)所示结构的化合物与氯化铁进行第三反应，得到式(5)所示结构的丙硫菌唑化合物，
其中，X为卤素。
6.根据权利要求1或5所述的方法，其中，X为F、Cl或Br。
7.根据权利要求1或5所述的方法，其中，步骤b)中，以卤代烃为溶剂。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其中，步骤b)中，所述式(2)所示结构的化合物与甲醛和硫酸氰盐的摩尔比为1：(1-3)：(1-5)；
优选地，所述第二反应的温度为50-90℃，反应的时间为0.5-2小时。
9.根据权利要求1或5所述的方法，其中，步骤c)中，以甲醇为溶剂。
10.根据权利要求1或5所述的方法，其中，步骤c)中，所述式(4)所示结构的化合物与氯化铁的摩尔比为1：(0.5-5)；
优选地，所述第三反应的温度为10-40℃，反应时间为2-48小时；
优选地，所述步骤c)中还包括：反应后分离出含铁溶液的步骤。
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