CN115974722A - 一种丁氟螨酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种丁氟螨酯的合成方法，包括以下步骤：在保护气氛下，将三光气溶液滴加到乙二醇单甲醚、碱与有机溶剂的混合溶液中，室温下反应完全，得到式Ⅱ所示化合物，将4‑叔丁基苯乙腈滴加到式Ⅱ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到式Ⅲ所示化合物，将2‑三氟甲基苯甲酰氯滴加到式Ⅲ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到所需产物。本发明所述的丁氟螨酯的合成方法使用的原料廉价易得，价值高的4‑叔丁基苯乙腈从中间步骤参与反应，提高了其使用价值，该工艺流程简单，操作简便，各步易于纯化分离，有机溶剂均可以进行回收套用，反应总收率达75％，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成领域，尤其是涉及一种丁氟螨酯的合成方法。
背景技术
丁氟螨酯是日本大塚化学公司开发的一种苯酰乙腈类杀螨剂，2007年在日本登记销售，目前是我国乃至世界各国防治螨类虫害的理想杀螨剂，主要用于果树、蔬菜、观赏植物等螨虫的防治。
目前丁氟螨酯的合成方法比较少，其合成法主要有：
1、4-叔丁基苯乙腈和氯甲酸(2-甲氧基)乙酯先进行亲核取代反应，再与2-三氟甲基苯甲酰氯发生反应得到丁氟螨酯，该方法所用的中间体氯甲酸(2-甲氧基)乙基酯原料不易得，无商业化供应，此外由于酰氯的活性很高，导致副反应较多；
2、以4-叔丁基苯乙腈为起始原料，首先与碳酸二乙酯或碳酸二甲酯发生取代反应，随后其产物相继与乙二醇单甲醚和2-三氟甲基苯甲酰氯反应，共3步合成丁氟螨酯，第一步和第二步极容易产生难分离的副产物，文献中还采取了柱层析分离纯化方法，在工业中无法实现大规模生产应用。
此外，以上合成丁氟螨酯的方法，都是从4-叔丁基苯乙腈为起始原料出发，其价格较贵，首先参与到反应中，消耗大，成本高，导致市场竞争力低。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种丁氟螨酯的合成方法，以调整现有工艺流程，降低操作难度，产物易于纯化分离，提高产品收率，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种丁氟螨酯的合成方法，包括以下步骤：
步骤S1、在保护气氛下，将三光气(如式Ⅰ所示)溶液滴加到乙二醇单甲醚、碱与有机溶剂的混合溶液中，室温下反应完全，得到式Ⅱ所示化合物
步骤S2、将4-叔丁基苯乙腈滴加到式Ⅱ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到式Ⅲ所示化合物
步骤S3、将2-三氟甲基苯甲酰氯(如式Ⅵ所示)滴加到式Ⅲ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到所需产物(如式Ⅴ所示)。
进一步地，步骤S1中乙二醇单甲醚、三光气、碱的摩尔比为6-7:1:6-7；优选地，三光气与有机溶剂的质量体积比为1:5-10；优选地，三光气溶液的滴加温度为-10-10℃；进一步优选为-5-5℃。
进一步地，步骤S1还包括以下步骤：
将反应后的反应液调节pH至4-6，分液得有机相及水相，萃取水相后，合并有机相进行减压蒸馏、精馏得到式Ⅱ所示化合物；优选地，精馏温度为90-110℃；进一步优选为95-105℃。
进一步地，步骤S2中式Ⅱ所示化合物、4-叔丁基苯乙腈、碱的摩尔比为1-2:1:1-2；优选地，4-叔丁基苯乙腈与有机溶剂的质量体积比为1:5-10；优选地，步骤S2中反应温度为30-50℃；进一步优选为35-45℃。
进一步地，步骤S2还包括以下步骤：
将反应后的反应液调节pH至4-6，分液得有机相及水相，萃取水相后，合并有机相进行减压蒸馏得到式Ⅲ所示化合物；。
进一步地，步骤S3中式Ⅲ所示化合物、2-三氟甲基苯甲酰氯、碱的摩尔比为1:1-2:1-2；优选地，式Ⅲ所示化合物与有机溶剂的质量体积比为1:5-10；优选地，步骤S3中反应温度为35-55℃；进一步优选为40-50℃。
进一步地，所述碱为有机碱或无机碱，所述有机碱为三乙胺、三正丙胺、二异丙胺、N，N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯中的一种，所述无机碱的阳离子为Li+、Na+、K+、Cs+中的一种；优选地，所述无机碱的阴离子为F–、CO3 2–、HCO3 –、PO4 3–、HPO4 2–、H2PO4 –、OH–、[CH3COO]–、[CF3COO]–、[OMe]–和[OtBu]–中的一种。
进一步地，所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲基叔丁基醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、丙酮、乙腈、C3-C12的饱和烷基腈、C5-C12的饱和烷烃中的一种或几种。
相对于现有技术，本发明所述的丁氟螨酯的合成方法具有以下优势：
本发明所述的丁氟螨酯的合成方法使用的原料廉价易得，价值高的4-叔丁基苯乙腈从中间步骤参与反应，提高了其使用价值。该工艺流程简单，操作简便，各步易于纯化分离，有机溶剂均可以进行回收套用，反应总收率达75％，远高于文献的43～63％收率，适合工业化生产。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明实施例所述的丁氟螨酯的合成方法的合成路线示意图；
图2为本发明实施例1制得的式Ⅱ所示化合物的气相色谱示意图；
图3为本发明实施例1制得的式Ⅲ所示化合物的液相色谱示意图；
图4为本发明实施例1制得的丁氟螨酯的液相色谱示意图。
具体实施方式
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
实施例1
步骤一：在惰性气体保护下，向干燥的四口瓶中加入166.7g乙二醇单甲醚、700mL1,2-二氯乙烷和221.7g三乙胺，随后将反应体系降温至-10～0℃，将100g三光气溶于200mL1,2-二氯乙烷，随后缓慢滴加进反应体系，滴加完毕后，反应体系逐渐升温至室温进行反应。反应完全后，使用盐酸将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100mL1,2-二氯乙烷萃取后，合并有机相减压蒸馏回收溶剂，随后在95～100℃下精馏得到169.3g式Ⅱ所示化合物(无色液体，纯度99.7％，其气相色谱图如图2所示)，反应收率为94％。
步骤二：向干燥的四口瓶中加入500mL乙酸乙酯、95g叔丁醇钾和167.6g式Ⅱ所示化合物，随后向体系中缓慢滴加81.5g 4-叔丁基苯乙腈，滴加完毕，将反应体系升温至35～45℃反应，反应完全后，使用盐酸将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100mL乙酸乙酯萃取后，减压蒸馏回收溶剂，得142g棕色油状式Ⅲ所示化合物(纯度96.8％，其液相色谱图如图3所示)直接用于下一步。
步骤三：向干燥的四口瓶中加入770mL甲苯、52.3g三乙胺和142g式Ⅲ所示化合物，随后向体系中缓慢滴加107.9g 2-三氟甲基苯甲酰氯，滴加完毕，将反应体系升温40～50℃反应，反应完全后，将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100m甲苯萃取后合并有机相，减压蒸馏回收甲苯溶剂后得到少量固体析出的油状混合物，随后加入380mL甲醇升温至60℃将体系溶解后缓慢降温至0℃析晶，随后抽滤得168.3g丁氟螨酯(白色粉末固体，纯度99.6％，其液相色谱图如图4所示)，步骤二三总收率为80％。三步总收率为75％。
实施例2
步骤一：在惰性气体保护下，向干燥的四口瓶中加入153.9g乙二醇单甲醚、600mL乙酸乙酯和204.6g三乙胺，随后将反应体系降温至-5～5℃，将100g三光气溶于200mL乙酸乙酯，随后缓慢滴加进反应体系，滴加完毕后，反应体系逐渐升温至室温进行反应。反应完全后，使用盐酸将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100mL乙酸乙酯萃取后，合并有机相减压蒸馏回收溶剂，随后在95～100℃下精馏得到154.9g式Ⅱ所示化合物(无色液体，纯度99.3％)，反应收率为86％。
步骤二：向干燥的四口瓶中加入600mL四氢呋喃、82.7g叔丁醇钠和153.4g式Ⅱ所示化合物，随后向体系中缓慢滴加114.7g 4-叔丁基苯乙腈，滴加完毕，将反应体系升温至35～45℃反应，反应完全后，使用盐酸将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100mL乙酸乙酯萃取后，减压蒸馏回收溶剂，得192g棕色油状式Ⅲ所示化合物(纯度96.5％)直接用于下一步。
步骤三：向干燥的四口瓶中加入1000mL乙酸乙酯、100.5g二异丙胺和192g式Ⅲ所示化合物，随后向体系中缓慢滴加138.1g 2-三氟甲基苯甲酰氯，滴加完毕，将反应体系升温45～50℃反应，反应完全后，将体系调节pH至4～6，分液获得有机相和水相，水相使用100mL乙酸乙酯萃取后合并有机相，减压蒸馏回收乙酸乙酯溶剂后得到少量固体析出的油状混合物，随后加入400mL甲基叔丁基醚升温至55℃将体系溶解后缓慢降温至0℃析晶，随后抽滤得230.9g丁氟螨酯(白色粉末固体，纯度99.5％)，步骤二三总收率为78％。三步总收率为67％。
以上所述仅为本发明创造的较佳实施例而已，并不用以限制本发明创造，凡在本发明创造的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明创造的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种丁氟螨酯的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、在保护气氛下，将三光气溶液滴加到乙二醇单甲醚、碱与有机溶剂的混合溶液中，室温下反应完全，得到式Ⅱ所示化合物
步骤S2、将4-叔丁基苯乙腈滴加到式Ⅱ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到式Ⅲ所示化合物
步骤S3、将2-三氟甲基苯甲酰氯滴加到式Ⅲ所示化合物、碱与有机溶剂的混合溶液中，加热至反应完全，得到所需产物。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤S1中乙二醇单甲醚、三光气、碱的摩尔比为6-7:1:6-7；优选地，三光气溶液的滴加温度为-10-10℃；进一步优选为-5-5℃。
3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤S1还包括以下步骤：将反应后的反应液调节pH至4-6，分液得有机相及水相，萃取水相后，合并有机相进行减压蒸馏、精馏得到式Ⅱ所示化合物；优选地，精馏温度为90-110℃；进一步优选为95-105℃。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤S2中式Ⅱ所示化合物、4-叔丁基苯乙腈、碱的摩尔比为1-2:1:1-2；优选地，步骤S2中反应温度为30-50℃；进一步优选为35-45℃。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，步骤S2还包括以下步骤：将反应后的反应液调节pH至4-6，分液得有机相及水相，萃取水相后，合并有机相进行减压蒸馏得到式Ⅲ所示化合物；。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：步骤S3中式Ⅲ所示化合物、2-三氟甲基苯甲酰氯、碱的摩尔比为1:1-2:1-2；优选地，步骤S3中反应温度为35-55℃；进一步优选为40-50℃。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述碱为有机碱或无机碱，所述有机碱为三乙胺、三正丙胺、二异丙胺、N，N-二异丙基乙胺、1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯中的一种，所述无机碱的阳离子为Li+、Na+、K+、Cs+中的一种；优选地，所述无机碱的阴离子为F–、CO3 2–、HCO3 –、PO4 3–、HPO4 2–、H2PO4 –、OH–、[CH3COO]–、[CF3COO]–、[OMe]–和[OtBu]–中的一种。
8.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于：所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、1,4-二氧六环、甲基叔丁基醚、二乙二醇二甲醚、乙二醇二甲醚、N-甲基吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、二甲基亚砜、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷烷、氯仿、四氯化碳、苯、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯、1,2-二氯苯、丙酮、乙腈、C3-C12的饱和烷基腈、C5-C12的饱和烷烃中的一种或几种。
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