CN116354846A - 一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法 - Google Patents

一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，包括如下步骤：S1：在惰性气体保护下，3‑异色酮1、有机溶剂和甲醇在一定温度下，滴加氯化亚砜，滴加完毕后，得到step1产物2；S2：向反应容器中加入有机溶剂、step1产物2、邻甲基苯酚、碱和添加剂，得到step2产品3；S3：向反应容器中加入有机溶剂和step2产品3，将碱和亚硝酸酯加入，升温，冷却，滴加硫酸二甲酯，升温，分液水洗，得到step3产品4；S4：加入溶剂、step3产品4和酸，减压回收溶剂，再加入溶剂重结晶得醚菌酯产品。本发明所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，原料廉价易得，工艺流程简单，操作简便，各步易于纯化分离，反应收率良好，适合工业化生产。

Description

一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，尤其是涉及一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法。
背景技术
醚菌酯是一种β-甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂，最早由德国巴斯夫公司开发，具有广谱、高效、安全和持效期长的特点，对大多数病菌引起的病害都有良好的活性，如对葡萄白粉病、南瓜疫病、甜瓜白粉病、小麦诱病等病害，被广泛用于防治果树类、蔬菜类、茶树、烟草等作物的病害。
目前醚菌酯的合成研究较多，但都存在着不足之处，例如刘卫东、徐道庄等人以苯酞和邻甲酚为原料，经醚化、氯化、氰化钠酰氰化、甲醇醇解，再与甲氧基氨盐酸盐肟醚化得到醚菌酯。该合成方法的初始原料苯酞及最后的肟醚化辅料甲氧基氨盐酸盐价格昂贵、不易得到，此外氯化使用的氯化亚砜对设备腐蚀严重及氰化阶段使用的氰化钠为剧毒品，不方便购买及使用。
张荣华、李倩等人以邻甲基苯乙酮为起始原料，用高锰酸钾氧化、甲醇酯化、甲氧基氨盐酸盐肟化，再经NBS溴化和邻甲酚醚化得到醚菌酯。此路线第一步在强氧化剂高锰酸钾的氧化下产生大量的副产物及固废，收率较低，此外也使用了价格高的甲氧基氨盐酸盐。
其他合成醚菌酯的路线也基本使用了价格高的甲氧基氨盐酸盐、剧毒品氰化物，部分路线也有使用价格高的贵金属催化剂或者要求严格无水无氧的格式反应，造成对设备要求过高。
发明内容
有鉴于此，本发明旨在提出一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，以解决收率低、价格高、设备要求过高的问题。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种新的醚菌酯的合成工艺，包括以下过程：
S1：在惰性气体保护下，向干燥的反应容器中加入3-异色酮1、有机溶剂和甲醇，随后在指定温度下，将氯化亚砜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，将体系依次使用饱和碳酸氢钠和氯化钠溶液洗涤分液获得有机相，随后将有机相减压蒸馏得到step1产物2。
S2：向干燥的反应容器中加入有机溶剂、step1产物2、邻甲基苯酚、碱和添加剂，将反应体系升温至指定温度反应，反应完全后，将体系抽滤，减压蒸馏回收溶剂后得step2产品3。
S3：向干燥的反应容器中加入有机溶剂和step2产物3，随后在指定温度下，依次将碱和亚硝酸酯缓慢加进反应体系，随后反应体系逐渐升温至室温进行反应，待step2粗产物3反应完毕后，将体系再次降温至指定温度，向体系中缓慢滴加硫酸二甲酯，滴加完毕，反应体系再逐渐升温至室温进行反应完全后，将体系分液水洗，减压蒸馏回收溶剂，随后加入溶剂升降温析晶得step3产品4。
S4：向干燥的反应容器中加入溶剂、step3产品4和酸，室温下反应完毕后，减压回收溶剂，再加入新溶剂重结晶得醚菌酯产品。
所述方法合成路线如下：
Figure BDA0004154402460000021
进一步，所述步骤一中3-异色酮：甲醇：氯化亚砜：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：2～5：2～5：1～5。
进一步，所述步骤一中的指定温度为-10～10℃，优选的为-5～5℃。
进一步，所述步骤二中step1产物2：邻甲基苯酚：碱：添加剂：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：1～1.5：1～2：0.01～0.5：1～5。
进一步，所述步骤二中的指定温度为80～100℃。
进一步，所述步骤三中step2产物3：碱：亚硝酸酯：硫酸二甲酯：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：1～2：1～2：1～2：1～5。
进一步，所述步骤三中的指定温度为0～10℃，优选的为0～5℃。
进一步，所述步骤四中step3产物4：酸：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：体积mL＝1：3～8：1～5。
进一步，所述步骤一、步骤二、步骤三和步骤四中的有机溶剂为甲醇、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、乙酸乙酯、乙酸丁酯、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、甲基异丁基酮、乙腈、C3-C12的饱和烷基腈、C5-C12的饱和烷烃中的一种或几种。
进一步，所述步骤二和步骤三中的碱为无机碱或有机碱，进一步所述无机碱的阳离子为Li+、Na+、K+和Cs+中的任一种，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]–中的任一种，进一步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-烯中的任一种。
进一步，所述步骤二中的添加剂，其阳离子为Li+、Na+、K+、Cs+、Mg2+、Ca2+、Cu+、Cu2+、Zn2+，Ag+、[(CnH2n+1)4N]+中的任一种，阴离子为F–、Cl–、Br–、I–、BF4 –、NO2 –、NO3 –、SO3 2–、SO4 2–中的任一种；其中，所述n为1到8之间的任意整数。
进一步，所述步骤三中的亚硝酸酯为亚硝酸叔丁酯、亚硝酸正丁酯、亚硝酸异丁酯、亚硝酸异戊酯中的任一种。
进一步，所述步骤四中的酸为盐酸、硫酸、乙酸中的任一种。
相对于现有技术，本发明所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法具有以下有益效果：
本发明公开的一种新的醚菌酯的合成工艺，所用的原料都廉价易得，避免使用剧毒氰化物及贵金属催化剂，该工艺流程操作简便，对设备的要求简单，有机溶剂均可以进行回收套用，反应总收率达58.6％，适合工业化生产。
具体实施方式
除有定义外，以下实施例中所用的技术术语具有与本发明创造所属领域技术人员普遍理解的相同含义。以下实施例中所用的试验试剂，如无特殊说明，均为常规生化试剂；所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法。
下面结合实施例来详细说明本发明创造。
实施例1
步骤一：在惰性气体保护下，向干燥的反应容器中加入50g 3-异色酮、500mL甲苯和21.6g甲醇，随后在-5～5℃下，将80.3g氯化亚砜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，将体系依次使用250mL饱和碳酸氢钠和150mL氯化钠溶液洗涤分液获得有机相，随后将有机相减压蒸馏得到step1产物2(浅黄色液体，纯度99％)，反应收率为95％。
步骤二：向干燥的反应容器中依次加入480mL乙腈、60g step1产物2、35.9g邻甲基苯酚、62.6g碳酸钾和42.0g四丁基氯化铵，将反应体系升温至80℃反应，反应完全后，将体系抽滤获得有机相，减压蒸馏回收溶剂后得step2产品3(黄色油状液体，纯度96％)，反应收率为85％。
步骤三：向干燥的反应容器中加入600mL四氢呋喃和60g step2粗产物3，随后在0～10℃下，依次将16.8g甲醇钠和31.2g亚硝酸异戊酯缓慢加进反应体系，随后反应体系逐渐升温至室温进行反应，待step2粗产物3反应完毕后，将体系再次降温至0～10℃，向体系中缓慢滴加33.6g硫酸二甲酯，滴加完毕，反应体系再逐渐升温至室温进行反应完全后，将体系分液并使用200mL饱和碳酸氢钠洗涤，减压蒸馏回收溶剂，随后加入100mL甲醇升降温析晶得step3产品4(淡黄色固体，纯度98％)，反应收率为78％。
步骤四：向干燥的反应容器中加入250mL异丙醇、50g step3产品4和23.3g盐酸，室温下反应完毕后，减压回收溶剂，再加入乙酸乙酯和正庚烷重结晶得醚菌酯产品(白色固体，纯度99％)，反应收率为93％。
实施例2
步骤一：在惰性气体保护下，向干燥的反应容器中加入50g 3-异色酮、400mL甲苯和54.0g甲醇，随后在-5～5℃下，将120.4g氯化亚砜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，将体系依次使用250mL饱和碳酸氢钠和150mL氯化钠溶液洗涤分液获得有机相，随后将有机相减压蒸馏得到step1产物2(浅黄色液体，纯度99％)，反应收率为90％。
步骤二：向干燥的反应容器中依次加入600mL甲基异丁基酮、60g step1产物2、32.7g邻甲基苯酚、64g碳酸钠和48.7g四丁基溴化铵，将反应体系升温至90℃反应，反应完全后，将体系抽滤获得有机相，减压蒸馏回收溶剂后得step2产品3(黄色油状液体，纯度97％)，反应收率为80％。
步骤三：向干燥的反应容器中加入600mL1,2-二氯乙烷和60g step2粗产物3，随后在0～10℃下，依次将17.9g甲醇钠和29.7g亚硝酸叔丁酯缓慢加进反应体系，随后反应体系逐渐升温至室温进行反应，待step2粗产物3反应完毕后，将体系再次降温至0～10℃，向体系中缓慢滴加30.8g硫酸二甲酯，滴加完毕，反应体系再逐渐升温至室温进行反应完全后，将体系分液并使用200mL饱和碳酸氢钠洗涤，减压蒸馏回收溶剂，随后加入100mL甲醇升降温析晶得step3产品4(淡黄色固体，纯度99％)，反应收率为72％。
步骤四：向干燥的反应容器中加入300mL甲醇、50g step3产品4和29.1g盐酸，室温下反应完毕后，减压回收溶剂，再加入乙酸乙酯和正庚烷重结晶得醚菌酯产品(白色固体，纯度99％)，反应收率为89％。
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 (10)

1.一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1：在惰性气体保护下，3-异色酮1、有机溶剂和甲醇在一定温度下，滴加氯化亚砜，滴加完毕后，升温反应完全后，洗涤分液获得有机相，有机相减压蒸馏得到step1产物2；
S2：向反应容器中加入有机溶剂、step1产物2、邻甲基苯酚、碱和添加剂，升温到一定温度反应完全后，抽滤，减压蒸馏回收溶剂后得step2产品3；
S3：向反应容器中加入有机溶剂和step2产品3，在一定温度下，将碱和亚硝酸酯加入，升温，step2产品3反应完毕后，冷却，滴加硫酸二甲酯，升温，分液水洗，减压蒸馏回收溶剂，加入溶剂升降温析晶得step3产品4；
S4：加入溶剂、step3产品4和酸，室温下反应完毕后，减压回收溶剂，再加入溶剂重结晶得醚菌酯产品。
2.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S1中3-异色酮：甲醇：氯化亚砜：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：2～5：2～5：1～5。
3.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：：所述步骤S1中的一定温度为-10～10℃，优选的，温度为-5～5℃。
4.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S2中的step1产物2：邻甲基苯酚：碱：添加剂：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：1～1.5：1～2：0.01～0.5：1～5，所述步骤S2中升温的温度为80～100℃。
5.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S3中step2产品3：碱：亚硝酸酯：硫酸二甲酯：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：摩尔：摩尔：体积mL＝1：1～2：1～2：1～2：1～5。
6.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S3中碱和亚硝酸酯加入的温度为0～10℃，优选的，温度为0～5℃。
7.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S4中step3产品4：酸：有机溶剂的用量比为摩尔：摩尔：体积mL＝1：3～8：1～5。
8.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S1、步骤S2、步骤S3和步骤S4中的有机溶剂为甲醇、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、乙酸乙酯、乙酸丁酯、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、甲基异丁基酮、乙腈、C3-C12的饱和烷基腈、C5-C12的饱和烷烃中的一种或几种。
9.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S3中的碱为无机碱或有机碱；
优选的，无机碱的阳离子为Li+、Na+、K+和Cs+中的任一种，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]–中的任一种；
优选的，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-烯中的任一种。
10.根据权利要求1所述的一种农药杀菌剂醚菌酯的合成工艺方法，其特征在于：所述步骤S3中的亚硝酸酯为亚硝酸叔丁酯、亚硝酸正丁酯、亚硝酸异丁酯、亚硝酸异戊酯中的任一种；所述步骤S4中的酸为盐酸、硫酸、乙酸中的任一种。
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