CN113292458B - 一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法 - Google Patents

一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，以2，5‑二氯苯酚为原料，依次经过与六氟丙烯加成步骤、硝化步骤、还原步骤、缩合步骤得到虱螨脲，其特征在于，2，5‑二氯苯酚与六氟丙烯加成步骤为：在反应釜中加入2，5‑二氯苯酚(SMN‑SM‑1)、乙腈、苯酚和碳酸钠水溶液，搅拌混合均匀，抽真空，冷却水控制温度在20‑25℃通入六氟丙烯，控制通气速度保证反应釜内温度不高于25℃，且反应釜内无正压，通气结束后保温反应1‑1.5h得到中间体SMN‑Z1。收率高，产品质量好，操作简单，整个生产过程溶剂和所用催化剂全部回收套用，降低生产成本的同时，更有利于环境保护，更适合工业化生产需要。

Description

一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法
技术领域
本发明涉及一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，属于有机合成领域。
背景技术
虱螨脲是苯甲酰脲类杀虫剂中的第一大产品，结构式为：
Figure GDA0004076627120000011
1993年，先正达在法国首先上市了虱螨脲，用于玉米，商品名为Match。虱螨脲的主要市场在动物健康领域，用于防治猫、狗身上的跳蚤，商品名为Program。
虱螨脲作为苯甲酰脲类杀虫剂中的第一大产品，在杀虫除螨领域具有举足轻重的作用。
目前虱螨脲的合成路线主要有两条，分别为：
路线一
Figure GDA0004076627120000012
该路线中N-(2，6-二氟苯基)-N’-[2，5-二氯-4-(1，1，2，3，3，3-六氟丙氧基)苯基]脲由2，6-二氟苯甲酰异氰酸酯同2，5-二氯-4-(1，1，2，3，3，3-六氟丙氧基)苯胺缩合得到。
路线二
Figure GDA0004076627120000021
该路线中(2，6-二氟苯基)-N’-[2，5-二氯-4-(1，1，2，3，3，3-六氟丙氧基)苯基]脲由2，6-二氟苯甲酰胺同2，5-二氯-4-(1，1，2，3，3，3-六氟丙氧基)苯基异氰酸酯缩合得到。原料成本高，污染低效。
专利CN103360284公开了一种虱螨脲化合物的制备方法，反应式为：
Figure GDA0004076627120000022
在该专利中，第一步加成选用DMF作溶剂氢氧化钾为缚酸剂，由于DMF沸点高，溶剂回收困难成本高，再加上使用氢氧化钾强碱性会导致副产物产生，影响成品品质，且收率低，成本高。
发明内容
针对上述技术问题，本发明的目的在于提供另一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，收率高，整个生产过程溶剂和所用催化剂全部回收套用，成本低，产品质量好。
为了实现上述目的，本发明提供了一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，以2，5-二氯苯酚为原料，依次经过与六氟丙烯加成步骤、硝化步骤、还原步骤、缩合步骤得到虱螨脲，其特征在于，2，5-二氯苯酚与六氟丙烯加成步骤为：在反应釜中加入2，5-二氯苯酚(SMN-SM-1)、乙腈、苯酚和碳酸钠水溶液，搅拌混合均匀，抽真空，冷却水控制温度在20-25℃通入六氟丙烯，控制通气速度保证反应釜内温度不高于25℃，且反应釜内无正压，通气结束后保温反应1-1.5h得到中间体SMN-Z1，反应式为：
Figure GDA0004076627120000031
本发明采用乙腈和苯酚作为溶剂，方便回收，副反应少，同时将碳酸钠作为缚酸剂，通过反应温度的严格控制，最终使得收率能达到98％以上，产品纯度98％以上，大大提高了产品的收率和质量，取得了意想不到的技术效果。
上述方案中：反应完后，静置分层，水层为碱水，套用，有机层常压浓缩回收乙腈到内温80℃，再减压浓缩收集苯酚至内温115℃，蒸馏结束后降温得到中间体SMN-Z1。
上述方案中：所述碳酸钠水溶液为饱和碳酸钠水溶液，所述乙腈和苯酚的重量比为5-7：1。
上述方案中：硝化步骤为：
1)配置混酸，将硝酸加入干燥的反应釜中，夹套通入盐水冷却，温度控制在20℃以下，滴加浓硫酸，滴加过程中温度控制在16-20℃，备用；
2)把中间体SMN-Z1加入硝化反应釜中，控制温度在16-25℃缓慢滴加混酸，滴加温度控制在16-25℃，滴加结束保温反应至反应完全，保温反应温度控制在23-27℃；
3)反应结束后加入二氯乙烷于反应釜中，搅拌，静止分层，收集有机相，混酸用二氯乙烷提取，提取后的混酸继续套用；合并二氯乙烷有机相，加入冰水洗涤，然后加水，使用小苏打调pH 7-8，分层，再用水洗到中性，减压浓缩，得中间体SMN-Z2。
上述方案中：按照重量比，中间体SMN-Z1：浓硫酸：硝酸为3.2-4：3.1-3.8：1-1.2。
上述方案中：还原步骤为：在反应釜内加入乙醇或甲醇、雷尼镍和中间体SMN-Z2，升温回流，通入氢气保温回流反应至反应完全，反应液使用氮气压滤，乙醇或甲醇洗涤滤饼，滤液减压浓缩得到中间体SMN-Z3，蒸馏出的乙醇或甲醇回收利用，滤饼再用水洗后回收利用。采用雷尼镍加氢还原，收率高，雷尼镍可回收套用，环境污染小，成本低。
上述方案中：中间体SMN-Z4的合成为：在反应釜内加入二氯乙烷、二氟苯甲酰胺，降温到18-25℃，滴加草酰氯，控制滴加速度使得温度保持在18-25℃，滴加完后，升温至80-85℃保温反应至反应完全，然后常压蒸馏，到120℃后停止加热，减压拉真空后降温，降温到反应釜内温度50℃左右时加入二氯乙烷到反应釜内备用。
上述方案中：二氟苯甲酰胺与草酰氯的摩尔比为1：1.2-1.5。
上述方案中：缩合步骤为：将中间体SMN-Z4二氯乙烷溶液加热至38-45℃，滴加中间体SMN-Z3，控制滴加速度，使得温度保持在38-45℃，滴加完后，搅拌保温反应1-1.5h，降温到10℃以下保温析晶，离心，二氯乙烷洗涤，烘料得产品。
有益效果，本发明以2，5-二氯苯酚为原料与六氟丙烯依次进行加成、硝化、还原、缩合最后得到高品质虱螨脲。收率高，产品质量好，操作简单，整个生产过程溶剂和所用催化剂全部回收套用，降低生产成本的同时，更有利于环境保护，更适合工业化生产需要。
具体实施方式
下面通过实施例，对本发明作进一步说明：
本发明的反应式为：
Figure GDA0004076627120000051
实施例1
SMN-Z1的制备
500L反应釜中，依次加入2，5-二氯苯酚37.6kg，乙腈250kg、苯酚37kg、饱和碳酸钠水溶液190kg，检查反应釜密封性，搅拌30分钟，抽真空-0.08MPa，冷却水控制温度在20-25℃通六氟丙烯，通气时间约4.5-5.5小时，通气速度以温度不超过25℃；反应釜不显示正压为准。通气结束，保温1—1.5小时，取样气相中控合格，结束反应。后处理：分层，水层为碱水套用，油相先常压浓缩回收乙腈到80℃，再减压浓缩乙腈到115℃，真空度-0.08MPa蒸馏结束降温，得成品中间体SMN-Z1 71kg，98％，纯度98％。回收乙腈直接套用。
实施例2
SMN-Z1的制备
500L反应釜中，依次加入2，5-二氯苯酚37.6kg，乙腈250kg、苯酚50kg、饱和碳酸钠水溶液190kg，检查反应釜密封性，搅拌30分钟，抽真空-0.08MPa，冷却水控制温度在20-25℃通六氟丙烯，通气时间约4.5-5.5小时，通气速度以温度不超过25℃；反应釜不显示正压为准。通气结束，保温1—1.5小时，取样气相中控合格，结束反应。后处理：分层，水层为碱水套用，油相先常压浓缩回收乙腈到80℃，再减压浓缩乙腈到115℃，真空度-0.08MPa蒸馏结束降温，得成品中间体SMN-Z1 69.8kg，96.3％，纯度98％。回收乙腈直接套用。
实施例3
SMN-Z1的制备
500L反应釜中，依次加入2，5-二氯苯酚37.6kg，乙腈250kg、苯酚35.7kg、饱和碳酸钠水溶液190kg，检查反应釜密封性，搅拌30分钟，抽真空-0.08MPa，冷却水控制温度在20-25℃通六氟丙烯，通气时间约4.5-5.5小时，通气速度以温度不超过25℃；反应釜不显示正压为准。通气结束，保温1—1.5小时，取样气相中控合格，结束反应。后处理：分层，水层为碱水套用，油相先常压浓缩回收乙腈到80℃，再减压浓缩乙腈到115℃，真空度-0.08MPa蒸馏结束降温，得成品中间体SMN-Z1 71.2kg，98.3％，纯度98％。回收乙腈直接套用。
实施例4
中间体SMN-Z2的制备
配置混酸，将硝酸55kg加入干燥的反应釜中，夹套通入盐水冷却，温度控制在20℃以下，滴加浓硫酸165kg，滴加过程中温度控制在16-20℃，约2个小时滴加结束，备用。
把中间体SMN-Z1 180kg加入硝化反应釜中，控制温度在16-25℃缓慢滴加混酸，滴加时间不能低于6个小时，滴加温度控制在16-25℃，滴加结束保温2个小时，保温温度控制在23-27℃度，GC跟踪，SMN-Z1〈0.5％，停止反应。
保温结束加入250kg干燥的二氯乙烷于反应釜中，搅拌20分钟，静止20分钟分层，收集有机相，混酸用二氯乙烷提取2次，每次用二氯乙烷250kg桶，提取后的混酸继续套用。合并二氯乙烷有机相，压入事先准备好200L冰水的500L洗涤釜中，搅拌分层，弃去水相，有机相再加200L水使用小苏打调pH值7-8，分层，弃去水层，有机层再用水洗到中性。减压浓缩，得SMN-Z2成品196kg，收率95％。
实施例5
中间体SMN-Z2的制备
配置混酸，将硝酸50kg加入干燥的反应釜中，夹套通入盐水冷却，温度控制在20℃以下，滴加浓硫酸155kg，滴加过程中温度控制在16-20℃，约2个小时滴加结束，备用。
把中间体SMN-Z1 160kg加入硝化反应釜中，控制温度在16-25℃缓慢滴加混酸，滴加时间不能低于6个小时，滴加温度控制在16-25℃，滴加结束保温2个小时，保温温度控制在23-27℃度，GC跟踪，SMN-Z1〈0.5％，停止反应。
保温结束加入250kg干燥的二氯乙烷于反应釜中，搅拌20分钟，静止20分钟分层，收集有机相，混酸用二氯乙烷提取2次，每次用二氯乙烷250kg桶，提取后的混酸继续套用。合并二氯乙烷有机相，压入事先准备好200L冰水的500L洗涤釜中，搅拌分层，弃去水相，有机相再加200L水使用小苏打调pH值7-8，分层，弃去水层，有机层再用水洗到中性。减压浓缩，得SMN-Z2成品174.3kg，收率95.2％。
实施例6
中间体SMN-Z2的制备
配置混酸，将硝酸60kg加入干燥的反应釜中，夹套通入盐水冷却，温度控制在20℃以下，滴加浓硫酸190kg，滴加过程中温度控制在16-20℃，约2个小时滴加结束，备用。
把中间体SMN-Z1 200kg加入硝化反应釜中，控制温度在16-25℃缓慢滴加混酸，滴加时间不能低于6个小时，滴加温度控制在16-25℃，滴加结束保温2个小时，保温温度控制在23-27℃度，GC跟踪，SMN-Z1〈0.5％，停止反应。
保温结束加入250kg干燥的二氯乙烷于反应釜中，搅拌20分钟，静止20分钟分层，收集有机相，混酸用二氯乙烷提取2次，每次用二氯乙烷250kg桶，提取后的混酸继续套用。合并二氯乙烷有机相，压入事先准备好200L冰水的500L洗涤釜中，搅拌分层，弃去水相，有机相再加200L水使用小苏打调pH值7-8，分层，弃去水层，有机层再用水洗到中性。减压浓缩，得SMN-Z2成品218kg，收率95.3％。
实施例7
中间体SMN-Z3的合成
在1000L搪瓷反应釜内加入乙醇200kg、雷尼镍5kg和中间体SMN-Z2100kg，升温回流，通入氢气保温回流反应至反应完全，反应液使用氮气压滤，氮气同时起到保护作用，乙醇洗涤滤饼，合并乙醇溶液，减压浓缩得到中间体SMN-Z3 85kg，收率93％。蒸馏出的乙醇回收利用，滤饼(催化剂)再用水洗后回收利用。
或在1000L搪瓷反应釜内加入甲醇200kg、雷尼镍5kg和中间体SMN-Z2100kg，升温回流，通入氢气保温回流反应至反应完全，反应液使用氮气压滤，氮气同时起到保护作用，甲醇洗涤滤饼，合并甲醇溶液，减压浓缩得到中间体SMN-Z3 80kg，收率92％。蒸馏出的甲醇回收利用，滤饼(催化剂)再用水洗后回收利用。
实施例8
中间体SMN-Z4合成
Figure GDA0004076627120000091
二氯乙烷250kg抽入1000L反应釜内，加入150kg二氟苯甲酰胺，盐水冷却到18-25℃，滴加草酰氯167kg，控制滴加速度，控制温度18-25℃，滴加时间控制在2-3小时，前期放热明显，需缓慢滴加，滴加结束，压去冷却盐水，搅拌半个小时后开始缓慢升温，升温到80-85℃保温反应4个小时至反应完全，保温结束开始常压蒸馏，常压蒸馏到120℃后关闭加热蒸汽，改减压，拉真空1个小时后降温。降温到反应釜内温度50℃左右时加入250kg二氯乙烷到反应釜内得到中间体SMN-Z4二氯乙烷混合液。
实施例9
中间体SMN-Z4合成及虱螨脲合成
二氯乙烷250kg抽入1000L反应釜内，加入150kg二氟苯甲酰胺，盐水冷却到18-25℃，滴加草酰氯167kg，控制滴加速度，控制温度18-25℃，滴加时间控制在2-3小时，前期放热明显，需缓慢滴加，滴加结束，压去冷却盐水，搅拌半个小时后开始缓慢升温，升温到80-85℃保温反应4个小时至反应完全，保温结束开始常压蒸馏，常压蒸馏到120℃后关闭加热蒸汽，改减压，拉真空1个小时后降温。降温到反应釜内温度50℃左右时加入250kg二氯乙烷到反应釜内得到中间体SMN-Z4二氯乙烷混合液。
将上一步中间体SMN-Z4反应结束的二氯乙烷混合液转到洁净1000L干燥反应釜，控制温度在38-45℃滴加中间体SMN-Z3 265kg，搅拌保温反应1-1.5h，降温到10℃以下保温析晶1个小时，离心，二氯乙烷洗涤。离心、烘料得385kg白色固体，收率93％(以中间体SMN-Z3计算)，纯度99％。
实施例10
中间体SMN-Z4合成及虱螨脲合成
二氯乙烷250kg抽入1000L反应釜内，加入150kg二氟苯甲酰胺，盐水冷却到18-25℃，滴加草酰氯150kg，控制滴加速度，控制温度18-25℃，滴加时间控制在2-3小时，前期放热明显，需缓慢滴加，滴加结束，压去冷却盐水，搅拌半个小时后开始缓慢升温，升温到80-85℃保温反应4个小时至反应完全，保温结束开始常压蒸馏，常压蒸馏到120℃后关闭加热蒸汽，改减压，拉真空1个小时后降温。降温到反应釜内温度50℃左右时加入250kg二氯乙烷到反应釜内得到中间体SMN-Z4二氯乙烷混合液。
将上一步中间体SMN-Z4反应结束的二氯乙烷混合液转到洁净1000L干燥反应釜，控制温度在38-45℃滴加中间体SMN-Z3 265kg，搅拌保温反应1-1.5h，降温到10℃以下保温析晶1个小时，离心，二氯乙烷洗涤。离心、烘料得382kg白色固体，收率92.4％(以中间体SMN-Z3计算)，纯度99％。
实施例11
中间体SMN-Z4合成及虱螨脲合成
二氯乙烷250kg抽入1000L反应釜内，加入150kg二氟苯甲酰胺，盐水冷却到18-25℃，滴加草酰氯188kg，控制滴加速度，控制温度18-25℃，滴加时间控制在2-3小时，前期放热明显，需缓慢滴加，滴加结束，压去冷却盐水，搅拌半个小时后开始缓慢升温，升温到80-85℃保温反应4个小时至反应完全，保温结束开始常压蒸馏，常压蒸馏到120℃后关闭加热蒸汽，改减压，拉真空1个小时后降温。降温到反应釜内温度50℃左右时加入250kg二氯乙烷到反应釜内得到中间体SMN-Z4二氯乙烷混合液。
将上一步中间体SMN-Z4反应结束的二氯乙烷混合液转到洁净1000L干燥反应釜，控制温度在38-45℃滴加中间体SMN-Z3 265kg，搅拌保温反应1-1.5h，降温到10℃以下保温析晶1个小时，离心，二氯乙烷洗涤。离心、烘料得384kg白色固体，收率93％(以中间体SMN-Z3计算)，纯度99％。
本发明不局限于上述实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (3)

1.一种苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，以2，5-二氯苯酚为原料，依次经过与六氟丙烯加成步骤、硝化步骤、还原步骤、缩合步骤得到虱螨脲，其特征在于，2，5-二氯苯酚与六氟丙烯加成步骤为：在反应釜中加入2，5-二氯苯酚SMN-SM-1、乙腈、苯酚和碳酸钠水溶液，搅拌混合均匀，抽真空，冷却水控制温度在20-25℃通入六氟丙烯，控制通气速度保证反应釜内温度不高于25℃，且反应釜内无正压，通气结束后保温反应1-1.5h，反应完后，静置分层，水层为碱水，套用；有机层常压浓缩回收乙腈到内温80℃，再减压浓缩收集苯酚至内温115℃，蒸馏结束后降温得到中间体SMN-Z1；所述碳酸钠水溶液为饱和碳酸钠水溶液，所述乙腈和苯酚的重量比为5-7：1；
反应式为：
Figure FDA0004076627090000011
硝化步骤为：
1)配置混酸，将硝酸加入干燥的反应釜中，夹套通入盐水冷却，温度控制在20℃以下，滴加浓硫酸，滴加过程中温度控制在16-20℃，备用；
2)把中间体SMN-Z1加入硝化反应釜中，控制温度在16-25℃缓慢滴加混酸，滴加温度控制在16-25℃，滴加结束保温反应至反应完全，保温反应温度控制在23-27℃；
3)反应结束后加入二氯乙烷于反应釜中，搅拌，静止分层，收集有机相，混酸用二氯乙烷提取，提取后的混酸继续套用；合并二氯乙烷有机相，加入冰水洗涤，然后加水，使用小苏打调pH 7-8，分层，再用水洗到中性，减压浓缩，得中间体SMN-Z2；还原步骤为：在反应釜内加入乙醇或甲醇、雷尼镍和中间体SMN-Z2，升温回流，通入氢气保温回流反应至反应完全，反应液使用氮气压滤，乙醇或甲醇洗涤滤饼，滤液减压浓缩得到中间体SMN-Z3，蒸馏出的乙醇或甲醇回收利用，滤饼再用水洗后回收利用；中间体SMN-Z4的合成为：在反应釜内加入二氯乙烷、二氟苯甲酰胺，降温到18-25℃，滴加草酰氯，控制滴加速度使得温度保持在18-25℃，滴加完后，升温至80-85℃保温反应至反应完全，然后常压蒸馏，到120℃后停止加热，减压拉真空后降温，降温到反应釜内温度50℃左右时加入二氯乙烷到反应釜内备用；缩合步骤为：将中间体SMN-Z4二氯乙烷溶液加热至38-45℃，滴加中间体SMN-Z3，控制滴加速度，使得温度保持在38-45℃，滴加完后，搅拌保温反应1-1.5h，降温到10℃以下保温析晶，离心，二氯乙烷洗涤，烘料得产品。
2.根据权利要求1所述苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，其特征在于：按照重量比，中间体SMN-Z1：浓硫酸：硝酸为3.2-4：3.1-3.8：1-1.2。
3.根据权利要求1所述苯甲酰胺农药虱螨脲的合成方法，其特征在于：二氟苯甲酰胺与草酰氯的摩尔比为1：1.2-1.5。
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