CN114605265B - 一种消螨酚及其合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种消螨酚的合成方法，以2‑环己基苯酚为起始原料，经过卤代、硝化二步即可得到消螨酚，即2‑环己基‑4,6‑二硝基苯酚。本发明提供的合成方法操作简便，成本低廉，原料易得，产率高，工艺安全性高，环境友好，避免了高危高污染的合成工艺，制备的消螨酚质量更优。
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，尤其涉及一种消螨酚及其合成方法。
背景技术
消螨酚是一种高效的胃毒和触杀性杀虫杀螨剂，并且有杀卵作用。消螨酚较二硝酚药害小，可以在休眠期喷药杀虫。0.5％或1％粉剂可杀果树、林木上叶螨、蚜和介壳幼虫。15％乳剂或其醋酸酯12.5％乳剂，能够有效防治果树叶螨蚜和介壳虫幼虫。14.3％熏烟剂可用作在树林中熏杀杉叶螨。
目前，关于该化合物的合成方法报道较少，仅有“Monatshefte fuer Chemie，vol.68，p.251，258(doi:10.1007/bf01518863)”以及“Journal ofthe American ChemicalSociety，vol.55，p.2064，2066(doi:10.1021/ja01332a046)”有涉及。文献报道的方法也是目前生产消螨酚的主要工艺，均是以硝化为主要途径制备产品。但是，硝化工艺涉及使用浓硝酸或混酸等高危试剂，在生产操作中具有很大的安全风险。硝化工艺制备产品后会产生大量的废酸废气，给环境造成很大的污染。基于产品消螨酚具有两个硝基的结构，而硝基是钝化基团，硝化工艺在制备该产品，收率很低，使得产品成本增加，而且产品中含有大量硝化不完全的杂质，产品质量难以得到保障。
发明内容
本发明的目的是提供一种消螨酚及其合成方法，通过提供一种新的合成途径，以2-环己基苯酚为起始原料，经过卤代、硝化二步即可得到消螨酚，解决了现有技术中合成工艺的高危高污染合成操作以及产品质量不够好的问题。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种消螨酚的合成方法，合成方法包括以下步骤：
步骤一、将式I所示结构化合物溶于一定量有机溶剂中，加入卤素供体，于一定温度下反应，待反应完成后，加水淬灭反应，有机溶剂萃取，浓缩后加入一定量的不良溶剂搅拌，析出固体，过滤，得到式II所示结构化合物；
步骤二、将式II所示结构化合物溶于一定量有机溶剂中，加入硝基供体，于一定温度下反应，薄层色谱监测，待反应完成后，加水稀释，有机溶剂萃取，浓缩有机层，加入不良溶剂搅拌，有固体析出，过滤得到式III所示结构化合物，即为消螨酚；
其中，消螨酚的反应路线为：
式II所示结构化合物中的X选自Cl、Br、I中的任意一种。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂包括乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基亚砜(DMSO)中的任意一种或者两种以上的混合。
优选的，在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂为乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环中的任意一种。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂使用量为式I所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂使用量为式I所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，卤素供体为溴代丁二酰亚胺(NBS)、氯代丁二酰亚胺(NCS)、碘代丁二酰亚胺(NIS)、溴素、溴化铜、氯化铜、碘化铜、二溴海因、氢溴酸吡啶中的任意一种。
优选的，在步骤一中，卤素供体为溴代丁二酰亚胺(NBS)、氯代丁二酰亚胺(NCS)、溴化铜、碘化铜中的任意一种。
依据步骤一中使用的卤素供体不同，式II所示结构化合物为以下任意一种结构：
即分别对应为2-环己基-4,6-二氯苯酚、2-环己基-4,6-二溴苯酚、2-环己基-4,6-二碘苯酚。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，卤素供体的使用量为式I所示结构化合物的2～8当量。
优选的，在步骤一中，卤素供体的使用量为式I所示结构化合物的4～8当量。
更优选的，在步骤一中，卤素供体的使用量为式I所示结构化合物的5～8当量。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，卤素供体与式I所示结构化合物的反应温度为20℃～60℃。
优选的，在步骤一中，卤素供体与式I所示结构化合物的反应温度为40℃～60℃。
更优选的，在步骤一中，卤素供体与式I所示结构化合物的反应温度为50℃～60℃。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种或两种混合，其使用量为式I所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤一中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种，其使用量为式I所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
更优选的，在步骤一中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种，其使用量为式I所示结构化合物的质量的8～10倍体积。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤一中，浓缩后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷、正庚烷中的任意一种或两种以上的混合，其使用量为式I所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤一中，浓缩后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷、正庚烷中的任意一种，其使用量为式I所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
更优选的，在步骤一中，浓缩后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、正己烷中的任意一种，其使用量为式I所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂为甲酸、乙酸中的任意一种。
优选的，在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂为乙酸。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂使用量为式II所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂使用量为式II所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
更优选的，在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂使用量为式II所示结构化合物的质量的8～10倍体积。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，硝基供体为亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸叔丁酯、亚硝酸异戊酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸异丁酯中的任意一种。
优选的，在步骤二中，硝基供体为亚硝酸钠、亚硝酸叔丁酯、亚硝酸异戊酯中的任意一种。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，硝基供体的使用量为式II所示结构化合物的2～8当量。
优选的，在步骤二中，硝基供体的使用量为式II所示结构化合物的3～8当量。
更优选的，在步骤二中，硝基供体的使用量为式II所示结构化合物的5～8当量。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，硝基供体与式II所示结构化合物的反应温度为40℃～60℃。
优选的，在步骤二中，硝基供体与式II所示结构化合物的反应温度为45℃～60℃。
更优选的，在步骤二中，硝基供体与式II所示结构化合物的反应温度为50℃～60℃。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种或两种混合，其使用量为式II所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤二中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种，其使用量为式II所示结构化合物的质量的4～10倍体积。
更优选的，在步骤二中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种，其使用量为式II所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
在本发明的一些具体实施方式中，在步骤二中，浓缩有机层后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷、正庚烷中的任意一种或两种以上的混合，其使用量为为式II所示结构化合物的质量的3～10倍体积。
优选的，在步骤二中，浓缩有机层后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷中的任意一种，其使用量为为式II所示结构化合物的质量的4～10倍体积。
更优选的，在步骤二中，浓缩有机层后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、正己烷中的任意一种，其使用量为为式II所示结构化合物的质量的5～10倍体积。
第二方面，本发明还提供了按照上述的合成方法所制备的消螨酚，用于杀虫杀螨使用以及作为检测对照品使用。
与现有技术相比，本发明提供了一种消螨酚及其合成方法，具备以下有益效果：
本发明提供了一种新的合成途径，以2-环己基苯酚为起始原料，经过卤代、硝化二步即可得到消螨酚。本发明提供的合成方法操作简便，成本低廉，原料易得，产率高，工艺安全性高，环境友好，避免了现有生产工艺高危高污染的合成操作，收率大幅提高，制备的消螨酚质量更优。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例1合成的式III所示结构化合物的一维核磁氢谱图；
图2为本发明实施例1合成的式III所示结构化合物的质谱图一；
图3为本发明实施例1合成的式III所示结构化合物的质谱图二；
图4为本发明实施例1合成的式III所示结构化合物的高效液相色谱图一；
图5为本发明实施例1合成的式III所示结构化合物的高效液相色谱图二。
具体实施方式
下面将对本发明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的一部分实施例，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。
本发明所使用的原料：其中式I所示结构化合物，其化学名为2-环己基苯酚，为商业途径可获得原料；其他试剂如卤素供体，包括溴代丁二酰亚胺(NBS)、氯代丁二酰亚胺(NCS)、碘代丁二酰亚胺(NIS)、溴素、溴化铜、氯化铜、碘化铜、二溴海因、氢溴酸吡啶，硝基供体，包括亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸叔丁酯、亚硝酸异戊酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸异丁酯，均可通过商业途径获得。式III所示结构化合物，即为消螨酚。
为了有助于更清楚理解本发明内容，现结合具体实施例对本发明作进一步详细描述。
如未明确指出，本发明所使用的试剂均为购自市场的常用试剂，所涉及操作温度，如无说明，均为室温条件下进行。
实施例1
本实施例提供了一种消螨酚的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)于圆底烧瓶中，加入式I所示结构化合物，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的乙腈以及式I所示结构化合物5当量的溴化铜。缓慢升温至50℃，保温搅拌3小时。反应完成后，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的水进行淬灭，使用式I所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相浓缩干，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的石油醚搅拌4小时，过滤，得到白色固体，为式V所示结构化合物，收率96.15％。
(2)于圆底烧瓶中，加入式V所示结构化合物，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的乙酸以及式V所示结构化合物3当量的亚硝酸钠。搅拌下缓慢升温至50℃反应，薄层色谱监测。反应结束后，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的水淬灭。使用式V所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相旋蒸干，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的石油醚搅拌过夜，过滤，得到黄色固体，即为消螨酚，收率98.22％。
1H NMR(DMSO-d6,400MHz.):δ8.60(d,J＝2.8Hz,1H),8.23(d,J＝2.8Hz,1H),3.07-3.03(m,1H),1.86–1.68(m,5H),1.52–1.20(m,5H).LC-MS:(m/z)265.1[M-1]-.HPLCpurity:96.80％。
实施例2
本实施例提供了一种消螨酚的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)于圆底烧瓶中，加入式I所示结构化合物，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的四氢呋喃以及式I所示结构化合物8当量的溴代丁二酰亚胺(NBS)。缓慢升温至55℃，保温搅拌4小时。反应完成后，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的水进行淬灭，使用式I所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相浓缩干，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的正己烷搅拌4小时，过滤，得到白色固体，为式V所示结构化合物，收率98.24％。
(2)于圆底烧瓶中，加入式V所示结构化合物，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的乙酸以及式V所示结构化合物5当量的亚硝酸异戊酯。搅拌下缓慢升温至60℃反应，薄层色谱监测。反应结束后，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的水淬灭。使用式V所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相旋蒸干，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的正己烷搅拌过夜，过滤，得到黄色固体，即为消螨酚，收率97.46％。
实施例3
本实施例提供了一种消螨酚的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)于圆底烧瓶中，加入式I所示结构化合物，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的四氢呋喃以及式I所示结构化合物8当量的氯代丁二酰亚胺(NCS)。缓慢升温至55℃，保温搅拌4小时。反应完成后，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的水进行淬灭，使用式I所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相浓缩干，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的异丙醚搅拌4小时，过滤，得到白色固体，为式IV所示结构化合物，收率95.11％。
(2)于圆底烧瓶中，加入式IV所示结构化合物，加入式IV所示结构化合物质量10倍体积的乙酸以及式IV所示结构化合物5当量的亚硝酸钠。搅拌下缓慢升温至50℃反应，薄层色谱监测。反应结束后，加入式IV所示结构化合物质量10倍体积的水淬灭。使用式IV所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相旋蒸干，加入式IV所示结构化合物质量10倍体积的异丙醚搅拌过夜，过滤，得到黄色固体，即为消螨酚，收率96.37％。
实施例4
本实施例提供了一种消螨酚的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)于圆底烧瓶中，加入式I所示结构化合物，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的四氢呋喃以及式I所示结构化合物5当量的溴化铜。缓慢升温至50℃，保温搅拌4小时。反应完成后，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的水进行淬灭，使用式I所示结构化合物质量10倍体积的乙酸乙酯萃取。有机相浓缩干，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的甲基叔丁基醚搅拌4小时，过滤，得到白色固体，为式V所示结构化合物，收率93.61％。
(2)于圆底烧瓶中，加入式V所示结构化合物，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的乙酸以及式V所示结构化合物5当量的亚硝酸叔丁酯。搅拌下缓慢升温至50℃反应，薄层色谱监测。反应结束后，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的水淬灭。使用式V所示结构化合物质量10倍体积的二氯甲烷萃取。有机相旋蒸干，加入式V所示结构化合物质量10倍体积的异丙醚搅拌过夜，过滤，得到黄色固体，即为消螨酚，收率97.44％。
实施例5
本实施例提供了一种消螨酚的合成方法，具体包括以下步骤：
(1)于圆底烧瓶中，加入式I所示结构化合物，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的2-甲基四氢呋喃以及式I所示结构化合物5当量的碘化铜。缓慢升温至50℃，保温搅拌4小时。反应完成后，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的水进行淬灭，使用式I所示结构化合物质量10倍体积的二氯甲烷萃取。有机相浓缩干，加入式I所示结构化合物质量10倍体积的异丙醚搅拌4小时，过滤，得到棕色固体，为式VI所示结构化合物，收率93.61％。
(2)于圆底烧瓶中，加入式VI所示结构化合物，加入式VI所示结构化合物质量10倍体积的乙酸以及式VI所示结构化合物5当量的亚硝酸叔丁酯。搅拌下缓慢升温至50℃反应，薄层色谱监测。反应结束后，加入式VI所示结构化合物质量10倍体积的水淬灭。使用式VI所示结构化合物质量10倍体积的二氯甲烷萃取。有机相旋蒸干，加入式VI所示结构化合物质量10倍体积的异丙醚搅拌过夜，过滤，得到黄色固体，即为消螨酚，收率97.44％。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (15)
1.一种消螨酚的合成方法，其特征在于，合成方法包括以下步骤：
步骤一、将式I所示结构化合物溶于有机溶剂中，加入卤素供体反应，待反应完成后，加水淬灭反应，有机溶剂萃取，浓缩后加入不良溶剂搅拌，析出固体，过滤，得到式II所示结构化合物；
步骤二、将式II所示结构化合物溶于有机溶剂中，加入硝基供体反应，薄层色谱监测，待反应完成后，加水稀释，有机溶剂萃取，浓缩有机层，加入不良溶剂搅拌，有固体析出，过滤得到式III所示结构化合物，即为消螨酚；
其中，消螨酚的反应路线为：
式II所示结构化合物中的X选自Cl、Br、I中的任意一种；
在步骤二中，硝基供体为亚硝酸钠、亚硝酸钾、亚硝酸叔丁酯、亚硝酸异戊酯、亚硝酸异丙酯、亚硝酸异丁酯中的任意一种。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂包括乙腈、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、二氧六环、二氯甲烷、乙酸乙酯、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的任意一种或者两种以上的混合。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，用于溶解式I所示结构化合物的有机溶剂使用量为式I所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，卤素供体为溴代丁二酰亚胺、氯代丁二酰亚胺、碘代丁二酰亚胺、溴素、溴化铜、氯化铜、碘化铜、二溴海因、氢溴酸吡啶中的任意一种。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，卤素供体的使用量为式I所示结构化合物的2~8当量。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，卤素供体与式I所示结构化合物的反应温度为20℃~60℃。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种或两种混合，其使用量为式I所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤一中，浓缩后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷、正庚烷中的任意一种或两种以上的混合，其使用量为式I所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
9.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂为甲酸、乙酸中的任意一种。
10.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，用于溶解式II所示结构化合物的有机溶剂使用量为式II所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
11.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，硝基供体的使用量为式II所示结构化合物的2~8当量。
12.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，硝基供体与式II所示结构化合物的反应温度为40℃~60℃。
13.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，萃取使用的有机溶剂为乙酸乙酯、二氯甲烷中的任意一种或两种混合，其使用量为式II所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
14.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：在步骤二中，浓缩有机层后所加入的不良溶剂包括石油醚、异丙醚、甲基叔丁基醚、正己烷、正庚烷中的任意一种或两种以上的混合，其使用量为为式II所示结构化合物的质量的3~10倍体积。
15.按照权利要求1~14中任意一项所述的合成方法所制备的消螨酚，用于杀虫杀螨使用以及作为检测对照品使用。
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