CN114634449B - 3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及农药领域，公开了一种3‑(3,5‑二氯苯基)‑2,4‑咪唑烷二酮的制备方法。该方法包括：使甘氨酸甲酯盐酸盐与有机碱进行第一接触反应后，使第一接触反应产物与3,5‑二氯苯异氰酸酯进行第二接触反应。根据本发明的方法，该方法无废水产生，副产物有机碱的盐酸盐其本身可做副产品销售，并且可操作简单地高收率地得到高纯度的3‑(3,5‑二氯苯基)‑2,4‑咪唑烷二酮，特别适合工业制备。
Description
技术领域
本发明涉及农药领域，具体涉及一种3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法。
背景技术
异菌脲是二甲酰亚胺类高效广谱、触杀型杀菌剂。适用于防治多种果树、蔬菜、瓜果类等作物早期落叶病、灰霉病、早疫病等病害。按中国农药毒性分级标准，异菌脲属低毒杀菌剂。异菌脲能抑制蛋白激酶，控制许多细胞功能的细胞内信号，包括碳水化合物结合进入真菌细胞组分的干扰作用。因此，它即可抑制真菌孢子的萌发及产生，也可抑制菌丝生长。其结构式如下：
其中，3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮是合成异菌脲的关键中间体，其结构式如下：
CN105777647A公开了一种3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，该方法先用氯乙酰氯和尿素反应，生成乙内酰脲，再和三氯苯反应，得到关键中间体3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮。但该方法产生大量的废酸、废水，中间体需要萃取、结晶、过滤、干燥、中和等操作步骤，大大增加了人工成本和能耗。同时该反应使用金属催化剂，废水处理成本高，不适用于工业化生产。
因此，探索3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮新的工业化合成方法，对异菌脲的工业化生产具有重要的意义。
发明内容
本发明的目的是为了克服现有技术存在的废酸废水产生量大、操作复杂、成本高且不适合工业制备的问题，提供一种新的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，该方法无废水产生，副产物有机碱的盐酸盐其本身可做副产品销售，并且可操作简单地高收率地得到高纯度的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮，特别适合工业制备。
为了实现上述目的，本发明提供一种3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，该方法包括：使甘氨酸甲酯盐酸盐与有机碱进行第一接触反应后，使第一接触反应产物与3,5-二氯苯异氰酸酯进行第二接触反应。
优选地，所述有机碱为三乙胺、二乙胺、二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和吡啶中的一种或多种。
优选地，所述有机碱为三乙胺。
优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与所述有机碱的摩尔比为1：0.9-2。
优选地，所述第一接触反应和所述第二接触反应在溶剂存在下进行。
优选地，所述溶剂为甲苯、二甲苯和氯苯中的一种或多种。
优选地，相对于1重量份的所述甘氨酸甲酯盐酸盐，所述溶剂的用量为1-20重量份。
优选地，将所述有机碱滴加到所述甘氨酸甲酯盐酸盐和所述溶剂的混合物中进行所述第一接触反应。
优选地，所述第一接触反应的条件包括：接触反应的温度为-20～50℃，接触反应的时间为0.1-10小时。
优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与3,5-二氯苯异氰酸酯的摩尔比为1：0.9-1.5。
优选地，所述第二接触反应分两段进行，所述一段反应的条件包括：反应的温度为50-100℃，反应的时间为1-10小时；所述二段反应的条件包括：反应的温度为80-160℃，反应的时间为1-10小时。
优选地，将3,5-二氯苯异氰酸酯滴加到所述第一接触反应产物中进行所述第二接触反应。
优选地，该方法还包括将所述第二接触反应产物降温、固液分离和干燥的步骤。
通过上述技术方案，本发明提供一种新的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，该方法无废水产生，副产物有机碱的盐酸盐其本身可做副产品销售，并且可操作简单地高收率地得到高纯度的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮，特别适合工业制备。
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。
本发明提供一种3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，该方法包括：使甘氨酸甲酯盐酸盐与有机碱进行第一接触反应后，使第一接触反应产物与3,5-二氯苯异氰酸酯进行第二接触反应。
根据本发明，优选地，所述有机碱为三乙胺、二乙胺、二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和吡啶中的一种或多种；更优选地，所述有机碱为三乙胺、二乙胺和二异丙基乙胺中的一种或多种；进一步优选地，所述有机碱为三乙胺。
通过使用上述有机碱，作为副产物可以得到经济价值较高的有机碱的盐酸盐，可以作为产品进行销售，并且，该有机碱的盐酸盐可以通过乙醇结晶的方法简单得到。
根据本发明，所述有机碱用于中和所述甘氨酸甲酯盐酸盐得到甘氨酸甲酯，所述有机碱的用量可以根据所述甘氨酸甲酯盐酸盐的用量来选择，优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与所述有机碱的摩尔比为1：0.9-2；更优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与所述有机碱的摩尔比为1：0.95-1.1。
根据本发明，所述第一接触反应优选在溶剂下进行，同样地所述第二接触反应也优选在溶剂下进行，也既，优选所述第一接触反应和所述第二接触反应在溶剂存在下进行。特别优选所述第一接触反应和所述第二接触反应的溶剂相同。通过所述第一接触反应和所述第二接触反应的溶剂相同，可以减少杂质引入，更进一步简化处理步骤。
根据本发明，所述溶剂为对反应原料为惰性的各种有机溶剂，优选地，所述溶剂苯类溶剂；更优选地，所述溶剂为甲苯、二甲苯和氯苯中的一种或多种；进一步优选地，所述溶剂为甲苯。
在本发明一个特别优选的实施方式中，所述有机碱为三乙胺，所述溶剂为甲苯。
根据本发明，所述溶剂的用量可以根据所述甘氨酸甲酯盐酸盐的量来选择，优选地，相对于1重量份的所述甘氨酸甲酯盐酸盐，所述溶剂的用量为1-20重量份；更优选地，相对于1重量份的所述甘氨酸甲酯盐酸盐，所述溶剂的用量为2-10重量份；更优选地，相对于1重量份的所述甘氨酸甲酯盐酸盐，所述溶剂的用量为3-6重量份。
根据本发明，对于所述有机碱与所述甘氨酸甲酯盐酸盐的接触方式没有特别的限定，只要保证接触的温度在下述范围内即可。优选地，将所述有机碱滴加到所述甘氨酸甲酯盐酸盐和所述溶剂的混合物中进行所述第一接触反应。
根据本发明，优选地，所述第一接触反应的条件包括：接触反应的温度为-20～50℃，接触反应的时间为0.1-10小时；更优选地，所述第一接触反应的条件包括：接触反应的温度为-10～30℃，接触反应的时间为0.1-5小时；进一步优选地，所述第一接触反应的条件包括：接触反应的温度为-5～10℃，接触反应的时间为0.2-2小时。
根据本发明，由于所述第一接触反应后，使3,5-二氯苯异氰酸酯直接与所述第一接触反应产物进行所述第二接触反应，因此，3,5-二氯苯异氰酸酯的用量可以根据所述甘氨酸甲酯盐酸盐的用量来选择，优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与3,5-二氯苯异氰酸酯的摩尔比为1：0.9-1.5；更优选地，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与3,5-二氯苯异氰酸酯的摩尔比为1：0.95-1。
根据本发明，所述第一接触反应后，使3,5-二氯苯异氰酸酯直接与所述第一接触反应产物进行所述第二接触反应，所述第一接触反应和所述第二接触反应在一个反应容器中进行，简化了设备，特别适合工业制备。
根据本发明，优选地，将3,5-二氯苯异氰酸酯滴加到所述第一接触反应产物中进行所述第二接触反应。所述滴加的速度没有特别的限定，优选控制温度在下述一段反应的反应温度之下。
根据本发明，所述第二接触反应中，甘氨酸甲酯与3,5-二氯苯异氰酸进行亲和取代、环合两步反应。优选地，所述第二接触反应分两段进行，所述第一段反应用于亲和取代反应，所述二段反应用于环合反应。
作为所述一段反应的条件包括：反应的温度为50-100℃，反应的时间为1-10小时；优选地，所述一段反应的条件包括：反应的温度为50-80℃，反应的时间为1-3小时。所述一段反应的反应时间不包括3,5-二氯苯异氰酸酯的加料时间。
作为所述二段反应的条件包括：反应的温度为80-160℃，反应的时间为1-10小时；优选地，所述二段反应的条件包括：反应的温度为100-150℃，反应的时间为3-8小时。
根据本发明，在所述第二接触反应结束后，优选地，该方法还包括将所述第二接触反应产物降温、固液分离和干燥的步骤。
根据本发明，所述降温的温度可以为60℃以下，优选为20-50℃。
根据本发明，所述固液分离可以采用本领域通常用于固体和液体进行分离的方法，例如可以通过过滤进行固液分离。
根据本发明，所述干燥的条件没有特别的限定，例如可以在50-100℃下干燥4-10小时。
根据本发明，通过以甘氨酸甲酯盐酸盐和3,5-二氯苯异氰酸酯为原料，经中和反应、亲和取代、环合三步反应即可获得3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮。在本发明中，无废水产生，副产物有机碱的盐酸盐其本身可做副产品销售，并且三步反应在一个反应容器中进行，反应结束后仅通过过滤、干燥等后处理即可高收率地得到高纯度的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮，特别适合工业制备。
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。
实施例1
在反应器中，加入甲苯500克，甘氨酸甲酯盐酸盐100克，0-5℃，约1小时滴加三乙胺160克，随后2小时内缓慢滴加3,5-二氯苯异氰酸酯的甲苯溶液475克(含量30重量％)。滴加完毕后，缓慢升温至50℃反应2小时。最后升温至100℃，反应5小时，取样监控，反应完毕。降温至60℃，过滤，滤饼在100℃下干燥8小时得到干燥的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮(核磁质谱数据如下)，其纯度为98.1重量％，总收率为97.8％。
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实施例2
在反应器中，加入甲苯500克，甘氨酸甲酯盐酸盐100克，-5-0℃，约0.5小时滴加三乙胺176克，随后1小时内缓慢滴加3,5-二氯苯异氰酸酯的甲苯溶液475克(含量30重量％)。滴加完毕后，缓慢升温至50℃反应2小时。最后升温至120℃，反应6小时，取样监控，反应完毕。降温至60℃，过滤，滤饼在100℃下干燥8小时得到干燥的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮，其纯度为98.6重量％，总收率为97.6％。
实施例3
在反应器中，加入二甲苯500克，甘氨酸甲酯盐酸盐100克，5-10℃，约1小时滴加三乙胺168克，随后1.5小时内缓慢滴加3,5-二氯苯异氰酸酯的甲苯溶液475克(含量30重量％)。滴加完毕后，缓慢升温至60℃反应2小时。最后升温至140℃，反应4小时，取样监控，反应完毕。降温至60℃，过滤，滤饼在100℃下干燥8小时得到干燥的3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮，其纯度为98.3重量％，总收率为96.2％。
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 (2)
1.一种3-(3,5-二氯苯基)-2,4-咪唑烷二酮的制备方法，其特征在于，该方法包括：使甘氨酸甲酯盐酸盐与有机碱进行第一接触反应后，使第一接触反应产物与3,5-二氯苯异氰酸酯进行第二接触反应，其中，将所述有机碱滴加到所述甘氨酸甲酯盐酸盐和所述溶剂的混合物中进行所述第一接触反应，将3,5-二氯苯异氰酸酯滴加到所述第一接触反应产物中进行所述第二接触反应，所述有机碱为三乙胺、二乙胺、二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯和吡啶中的一种或多种，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与所述有机碱的摩尔比为1：0.9-2，所述第一接触反应和所述第二接触反应在溶剂存在下进行，所述溶剂为甲苯、二甲苯和氯苯中的一种或多种，相对于1重量份的所述甘氨酸甲酯盐酸盐，所述溶剂的用量为1-20重量份，所述第一接触反应的条件包括：接触反应的温度为-20~50℃，接触反应的时间为0.1-10小时，所述甘氨酸甲酯盐酸盐与3,5-二氯苯异氰酸酯的摩尔比为1：0.9-1.5，所述第二接触反应分两段进行，所述一段反应的条件包括：反应的温度为50-100℃，反应的时间为1-10小时；所述二段反应的条件包括：反应的温度为80-160℃，反应的时间为1-10小时。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，该方法还包括将所述第二接触反应产物降温、固液分离和干燥的步骤。
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