CN114105918B - 一种嘧菌酯中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种嘧菌酯中间体的制备方法，所述嘧菌酯中间体为3‑（α‑甲氧基）甲烯基苯并呋喃‑2（3H）‑酮，其制备方法包括以下步骤：苯并呋喃‑2（3H）‑酮与1~4倍摩尔的原甲酸三甲酯在75~105℃下进行搅拌反应，反应在三氟甲磺酸盐催化剂作用下进行，边反应边蒸馏，即反应过程中不断的蒸馏分离出副产甲醇，反应结束后，反应液经后处理即得目标产物3‑（α‑甲氧基）甲烯基苯并呋喃‑2（3H）‑酮。与现有技术中传统的三氯化铝催化相比，本发明的催化反应速率更快，三氯化铝催化反应需20小时左右，本发明仅需要2~4小时，选择性更好，原料转化率更高，原子利用率高。
Description
技术领域
本发明涉及农药中间体的制备技术领域，具体涉及一种嘧菌酯中间体3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的制备方法。
背景技术
嘧菌酯是一种孢子萌发抑制剂，能够明显抑制菌丝生长，并且抗小孢形成，对子囊菌、担子菌、半知菌、卵菌等多种真菌引起的各种病害都具有较为良好的防治效果，是一种超广谱杀菌剂。作为一类具有独特作用机制、巨大发展潜力和充盈市场活力的新型农用杀菌剂，其具有保护、渗透、铲除和内吸作用。随着社会经济的发展、环保观念的日益加强和可持续发展战略的贯彻实施，低毒高效、低残留、高活性的农药已成为农药发展的必然趋势。符合这一特点的嘧菌酯适应农药的发展趋势，在农药市场上发展迅速。
嘧菌酯中间体3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮是嘧菌酯合成的关键中间体，目前报道的的合成路线路线主要为以下几种：
1、邻羟基苯乙酸在酸的催化下脱水生成苯并呋喃-2(3H)-酮，分离纯化或一锅法与乙酸酐和原甲酸三甲酯反应得到目标物，同时副产乙酸和乙酸甲酯，反应可以用甲苯作溶剂或不用溶剂，其反应式如下：
详细制备方法见公开号为US5760250的专利，公开号为CN1219573A的专利。
2、邻羟基苯乙酸直接与酸酐和原甲酸三甲酯反应得到目标物，反应式如下：
常用的酸酐有乙酸酐。丙酸酐和异丁酸酐等，副产相应的羧酸和羧酸甲酯，详细制备方法见US5760250。
以上两种方法都有共同的缺点：
乙酸酐用量过大，反应结束后需回收乙酸和乙酸酐，且需要分离纯化乙酸和乙酸酐，过程复杂，能耗高。
3、苯并呋喃-2(3H)-酮与原甲酸三甲酯在三氯化铝等路易斯酸的催化下得到目标产物，其反应式如下：
该方法的详细制备见专利CN103664846A，方法的缺点在于路易斯酸为无水三氯化铝等，催化剂易吸潮，反应时间较长，且反应结束后需加酸淬灭会产生废酸。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种嘧菌酯中间体的制备方法。本发明考虑到反应选择性，反应速率及后处理的问题，以及使用大量酸酐的缺点，本发明选择在催化剂选用上进一步创新，提供一种更优催化剂，降低了反应温度，反应条件更温和，更利于反应的进行，反应速率更快。
本发明的技术方案如下：
一种嘧菌酯中间体3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮的制备方法，其特征在于包括以下步骤：苯并呋喃-2(3H)-酮与1～4倍摩尔的原甲酸三甲酯在75～105℃下进行搅拌反应，反应在三氟甲磺酸盐催化剂作用下进行，边反应边蒸馏，即反应过程中不断的蒸馏分离出副产甲醇，反应结束后，反应液经后处理即得目标产物3-(α-甲氧基)甲烯基苯并呋喃-2(3H)-酮。
本发明所述的反应可以加入溶剂也可以不加入溶剂，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺，N,N-二甲基乙酰胺，二甲基亚砜，N-甲基吡咯烷酮，1,4-二氧六环，石油醚，四氢呋喃，乙酸丁酯等中的一种或多种。
本发明所述的三氟甲磺酸盐指已知的任何三氟甲磺酸盐，考虑到催化剂需要易制备，所述的三氟甲磺酸盐优选为：三氟甲磺酸钐、三氟甲磺酸钪、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸锌或三氟甲磺酸铈；进一步优选：三氟甲磺酸钐、三氟甲磺酸铈或三氟甲磺酸镱；更进一步优选：三氟甲磺酸钐或三氟甲磺酸铈。
三氟甲磺酸盐与苯并呋喃-2(3H)-酮摩尔比为0.005～0.02:1，优选为0.008～0.01:1。
本发明所述的苯并呋喃-2(3H)-酮与原甲酸三甲酯的摩尔比为1:1～3。
优选的反应温度为85℃～95℃。
反应时间为1～3小时，进一步优选为1.8～2.5小时。
本发明所述的反应液经后处理的步骤为：反应液中加入二氯甲烷和水进行萃取，有机层经无水硫酸钠干燥，脱溶除去溶剂，即得目标产物。
与现有技术相比，本发明有益效果在于，与现有技术中传统的三氯化铝催化相比，本发明的催化反应速率更快，三氯化铝催化反应需20小时左右，本发明仅需要2～4小时，选择性更好，原料转化率更高，原子利用率高。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例符号说明mL＝毫升，mmol＝毫摩尔。
实施例1
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸钐0.363克(0.6mmol，纯度99.3％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得10.21克固体，收率95.7％，气相色谱分析纯度99.1％。
实施例2
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸镱0.37克(0.6mmol，纯度97％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得9.9克固体，收率92％，气相色谱分析纯度98.2％。
实施例3
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸锌0.22克(0.6mmol，纯度99.7％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得10.05克固体，收率93.3％，气相色谱分析纯度98％。
实施例4
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸铈0.36克(0.6mmol，纯度98.9％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得10.2克固体，收率94.7％，气相色谱分析纯度98％。
实施例5
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯26克(240mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸钐0.363克(0.6mmol，纯度99.3％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得9.73克，收率91.2％，气相色谱分析纯度99.2％。
实施例6
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，三氟甲磺酸钐0.363克(0.6mmol，纯度99.3％)，搅拌升温至85℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应2小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得10.04，收率93.2％，气相色谱分析纯度98％。
对比例1
向装有温度计、冷凝管和蒸馏装置的50mL三口烧瓶中，加入苯并呋喃-2(3H)-酮8.09克(60mmol，纯度99.48％)，原甲酸三甲酯19.49克(180mmol，纯度98％)，无水三氯化铝0.08克(0.6mmol，纯度99.5％)，搅拌升温至95℃，反应过程中蒸出的蒸汽冷凝，简单蒸馏分离出副产甲醇，反应20小时后，GC检测苯并呋喃-2(3H)-酮少于1％，停止反应，反应液加入0.5ml盐酸淬灭，然后加入150毫升二氯甲烷和100毫升水萃取，有机层无水硫酸钠干燥，脱去二氯甲烷得9.4克固体，收率89％，气相色谱分析纯度90.2％。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (10)
1.一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于包括以下步骤：苯并呋喃-2（3H）-酮与1~4倍摩尔的原甲酸三甲酯在75~105℃下进行搅拌反应，反应在三氟甲磺酸盐催化剂作用下进行，边反应边蒸馏，即反应过程中不断的蒸馏分离出副产甲醇，反应结束后，反应液经后处理即得目标产物3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮；
三氟甲磺酸盐为以下一种或多种：三氟甲磺酸钐、三氟甲磺酸镱、三氟甲磺酸锌和三氟甲磺酸铈。
2.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于反应中还加入溶剂，所述溶剂选自甲苯、二甲苯、氯苯、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、N-甲基吡咯烷酮、1,4-二氧六环、石油醚、四氢呋喃、乙酸丁酯中的一种或多种。
3.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于三氟甲磺酸盐为三氟甲磺酸钐、三氟甲磺酸铈或三氟甲磺酸镱。
4.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于三氟甲磺酸盐与苯并呋喃-2（3H）-酮摩尔比为0.005~0.02:1。
5.如权利要求4所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于三氟甲磺酸盐与苯并呋喃-2（3H）-酮摩尔比为0.008~0.01:1。
6.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于苯并呋喃-2（3H）-酮与原甲酸三甲酯的摩尔比为1:1~3。
7.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于反应温度为85℃~95℃。
8.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于反应时间为1~3小时。
9.如权利要求8所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于反应时间为1.8~2.5小时。
10.如权利要求1所述的一种嘧菌酯中间体3-（α-甲氧基）甲烯基苯并呋喃-2（3H）-酮的制备方法，其特征在于反应液经后处理的步骤为：反应液中加入二氯甲烷和水进行萃取，有机层经无水硫酸钠干燥，脱溶除去溶剂，即得目标产物。
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