CN116924997A - 一种嘧菌酯中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种嘧菌酯中间体的制备方法，所述制备方法为：由化合物A和二氯嘧啶在N‑乙基二异丙胺存在的条件下，加入甲醇钠的甲醇溶液，或分别加入甲醇钠和甲醇，反应生成嘧菌酯中间体II和中间体III的混合物，中间体II在硫酸氢钾催化作用下脱除一分子甲醇得到嘧菌酯中间体III；本发明方案反应高效，收率高，并且N‑乙基二异丙胺容易回收，降低了废水中氨氮含量，废水的处理困难降低，降低处理成本。回收后的N‑乙基二异丙胺可以重复用于中间体III的制备，同样具有很高的催化效果，也能得到高的产物收率。综合成本优势显著，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化工合成技术领域，具体涉及一种嘧菌酯中间体的制备方法。
背景技术
嘧菌酯是目前全球最大的农用杀菌剂产品，广谱、高效，被广泛生产和使用。嘧菌酯的关键中间体II以及中间体III的合成一般先由苯并呋喃酮(化合物A)在甲醇钠/甲醇溶液中与4 ,6-二氯嘧啶进行开环、醚化反应得到。
现在国内多数企业采用如CN1062139A所公开的方法，即在不加入任何催化剂的条件下直接加入甲醇钠开环、醚化反应而由化合物I合成化合物II以及III的混合物，其路线如下：
然而CN1062139A所公开的方法其收率只能维持在60～70％左右，反应产生大量的副产物甲氧基嘧啶，直接影响到后续步骤中产品的纯化。
另一种制备方法是使用如CN102311392A所公开的的催化剂DABCO从而实现由化合物I合成化合物II以及化合物III的混合物。然而DABCO作为催化剂虽然可以提高反应速度，但是该催化剂较贵，且沸点较高，难以回收造成废水中氨氮含量较高，废水的处理困难大、成本高，不利于环保节能。
因此，在本领域中，期望能够开发一种可以易于回收的催化剂，并且能够降低废水中氨氮含量的低成本高效合成嘧菌酯关键中间体II和中间体III的方法。
发明内容
发明目的： 本发明目的在于针对现有技术的不足，提供一种嘧菌酯的关键中间体的制备方法。该方法使用N-乙基二异丙胺作为催化剂极大的加速了反应速度，并且提高了产物收率，并且该催化剂较易回收，降低了合成废水中的氨氮含量，环保高效，显著降低了生产成本。
技术方案： 本发明所述的一种嘧菌酯中间体的制备方法，由式（I）化合物(E)-3-(甲氧基亚甲基)苯并呋喃-2(3H)-酮和二氯嘧啶在N-乙基二异丙胺存在的条件下，加入甲醇钠的甲醇溶液，或分别加入甲醇钠和甲醇；反应生成嘧菌酯中间体II 2-(2-((6-氯嘧啶-4-基)氧基)苯基)-3，3-二甲氧基丙酸甲酯和中间体III (E)-2-(2-((6-氯嘧啶-4-基)氧基)苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯的混合物，中间体II化合物在硫酸氢钾催化作用下脱除一分子甲醇得到嘧菌酯中间体III，反应式如下；
。
进一步地，作为较优实施方式，所述式（I）化合物与N-乙基二异丙胺的摩尔比为1:(0.01~0.50)。
进一步地，作为较优实施方式，所述式（I）化合物与二氯嘧啶的摩尔比为1:(1~1.3)。
进一步地，作为较优实施方式，式II与式III混合物制备过程中的反应温度为-20~30℃。
进一步地，作为较优实施方式，式II与式III混合物制备过程中的反应温度为0~15℃。
进一步地，作为较优实施方式，式II与式III混合物制备过程中的反应时间为8~10h。
进一步地，作为较优实施方式，所述硫酸氢钾用量为底物摩尔数的2%~5%，式II化合物合成式III化合物的温度为80~110℃。
进一步地，作为较优实施方式，本发明方法中所述二氯嘧啶的制备方法为：以三氯氧磷作为反应的氯化剂，以4，6-二羟基嘧啶作为原料，以甲苯作为反应溶剂，采用N，N-二甲基苯胺，二甲胺或二异丙基乙基胺中的一种或几种作为催化剂进行反应得到二氯嘧啶。
在本发明中，所述催化剂N-乙基二异丙胺在制备后的废水中，通过调节PH游离、分层、干燥、蒸馏，得到N-乙基二异丙胺。回收的N-乙基二异丙胺可以重复用于催化式（I）化合物和二氯嘧啶合成嘧菌酯关键中间体II和中间体III的混合物；其中，N-乙基二异丙胺的回收率达到95％以上，极大的降低了废水中氨氮含量。本发明解决了由于DABCO催化剂沸点高而造成的难回收、废水中氨氮含量较高，废水的处理困难大、成本高等问题。
有益效果：本发明通过利用N-乙基二异丙胺催化式（I）化合物合成嘧菌酯的中间体II和中间体III，中间体II在硫酸氢钾催化作用下脱除一分子甲醇得到嘧菌酯中间体III，所得的嘧菌酯重要中间体III收率高达85％以上，甚至达到90％，反应高效，收率高，并且N-乙基二异丙胺容易回收，可以极大的降低废水中氨氮含量，N-乙基二异丙胺的回收率达到95％以上，解决了由于DABCO催化剂沸点高而造成的难以回收，废水中氨氮含量较高，废水的处理困难大、成本高等问题。回收后的N-乙基二异丙胺可以重复用于中间体II和中间体III混合物的制备，同样具有很高的催化效果，也能得到较高的产物收率。利用N-乙基二异丙胺催化式（I）化合物合成嘧菌酯的中间体II和中间体III，反应高效、降低了生产成本，综合经济性优势显著，适合工业化生产。
附图说明
图1为本发明方案合成中间体III的核磁谱图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中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。实施例中所涉及到的原料试剂的含量均指质量百分含量。
本实施例1-5中所选用的二氯嘧啶制备方法为：
向洁净的500ml四口瓶中投入23g 4，6-二羟基嘧啶、100g甲苯和26.1g 二异丙基乙基胺，将61.9g三氯氧磷加入滴液漏斗中待滴加。开启搅拌，加热升温至60-70℃时，开始滴加三氯氧磷，滴加完毕后保温6~7h，抽样检测，HPLC分析4，6-二羟基嘧啶含量小于1%，反应停止。降温至室温，向反应瓶中加入160g水水解掉剩余的三氯氧磷，静置分层；将上层甲苯液将二氯嘧啶甲苯液转入结晶装置，降温结晶过滤漂洗，烘干得到4，6-二氯嘧啶固体，含量98.5%，收率达94.1%。
实施例
500ml三口烧瓶中依次投入50.7g化合物I(99％，0.285mol)、47.4g二氯嘧啶(98.5％，0.314mol)和240g甲苯，室温下搅拌均匀，再投入N-乙基二异丙胺11.2g(99%，0.0855mol)，搅拌冷却至3℃开始滴加入56.5g甲醇钠的甲醇溶液(30％，0.314mol)滴加时间控制5小时，滴加结束后3℃保温3小时。保温结束加入2％的盐酸酸化至pH＝1，加水搅拌洗涤2次，加入1.0g（0.0071mol）硫酸氢钾，升温至90℃保温5h，加入100ml水，搅拌分液，得到中间体III的有机相328.8g，含量23.97%，收率86.4％。
如图1所示，为本实施例中产物的核磁谱图，经谱图解析1H NMR (400 MHz,CDCl3) δ 8.57 (s, 1H), 7.44 (s, 1H), 7.41 - 7.38 (m, 1H), 7.34 - 7.30 (m,2H), 7.17 (dd, J = 8.1, 1.2 Hz, 1H), 6.77 (s, 1H), 3.72 (s, 3H), 3.59 (s,3H).谱图中特征峰出峰位置与嘧菌酯中间体III的官能团对应，证明本实施例方案成功合成了嘧菌酯中间体III。
实施例
500ml三口烧瓶中依次投入50.7g化合物A(99％，0.285mol)、47.4g二氯嘧啶(98.5％，0.314mol)和240g甲苯，室温下搅拌均匀，再投入N-乙基二异丙胺5.6g(99%，0.0428mol)，搅拌冷却至3℃开始滴加入56.5g甲醇钠的甲醇溶液(30％，0.314mol)滴加时间控制5小时，滴加结束后3℃保温3小时。保温结束加入2％的盐酸酸化至pH＝1，加水搅拌洗涤2次，加入1.5g（0.011mol）硫酸氢钾，升温至90℃保温5h，加入100ml水，搅拌分液，得到中间体III的有机相327.4g，含量23.59%，收率84.7％。
实施例
500ml三口烧瓶中依次投入50.7g化合物A(99％，0.285mol)、47.4g二氯嘧啶(98.5％，0.314mol)和200ml甲苯，室温下搅拌均匀，再投入N-乙基二异丙胺3.7g(99%，0.0285mol)，搅拌冷却至3℃开始滴加入56.5g甲醇钠的甲醇溶液(30％，0.314mol)滴加时间控制5小时，滴加结束后3℃保温3小时。保温结束加入2％的盐酸酸化至pH＝1，加水搅拌洗涤2次，加入1g（0.0071mol）硫酸氢钾，升温至90℃保温5h，加入100ml水，搅拌分液，得到中间体III的有机相328.1g，含量23.10%，收率83.1％。
实施例
500ml三口烧瓶中依次投入50.7g化合物I(99％，0.285mol)、47.4g二氯嘧啶(98.5％，0.314mol)和240g甲苯，室温下搅拌均匀，再投入N-乙基二异丙胺18.6g(99%，0.1425mol)，搅拌冷却至3℃开始滴加入56.5g甲醇钠的甲醇溶液(30％，0.314mol)滴加时间控制5小时，滴加结束后3℃保温3小时。保温结束加入2％的盐酸酸化至pH＝1，加水搅拌洗涤2次，加入1.0g（0.0071mol）硫酸氢钾，升温至90℃保温5h，加入100ml水，搅拌分液，得到中间体III的有机相329.3g，含量23.87%，收率86.2％。
实施例
基于实施例1得到的酸性废水500g中含有N-乙基二异丙胺31g，加入30%液碱调节PH=12，分离出上层油相，加入少量片碱干燥，减压蒸馏，得到29.5g N-乙基二异丙胺，含量99%，回收率94.2%。
500ml三口烧瓶中依次投入50.7g化合物I(99％，0.285mol)、47.4g二氯嘧啶(98.5％，0.314mol)和240g甲苯，室温下搅拌均匀，再投入上述回收的N-乙基二异丙胺11.2g(99%，0.0855mol)，搅拌冷却至3℃开始滴加入56.5g甲醇钠的甲醇溶液(30％，0.314mol)滴加时间控制5小时，滴加结束后3℃保温3小时。保温结束加入2％的盐酸酸化至pH＝1，加水搅拌洗涤2次，加入1.0g（0.0071mol）硫酸氢钾，升温至90℃保温5h，加入100ml水，搅拌分液，得到中间体III的有机相328.6g，含量23.92%，收率86.2％。
本发明人意外发现可使用N-乙基二异丙胺作为制备嘧菌酯的中间体II和中间体III混合物的催化剂，不仅能够使得中间体II和中间体III收率提高；而且反应完成后，废水中的N-乙基二异丙胺可以方便回收、再利用，从而降低废水中氨氮含量，综合经济性优势显著。
在本发明中，所述催化剂N-乙基二异丙胺在制备后的废水中，通过调节PH游离、分层、干燥、蒸馏，得到N-乙基二异丙胺。回收的N-乙基二异丙胺可以重复用于催化化合物I和二氯嘧啶合成嘧菌酯关键中间体II和中间体III的混合物；其中，N-乙基二异丙胺的回收率达到95％以上，极大的降低了废水中氨氮含量。本发明解决了由于DABCO催化剂沸点高而造成的难回收、废水中氨氮含量较高，废水的处理困难大、成本高等问题。
本发明通过上述实施例来说明本发明的详细方法，但本发明并不局限于上述详细方法，即不意味着本发明必须依赖上述详细方法才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (8)
1.一种嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：由式（I）化合物 (E)-3-(甲氧基亚甲基)苯并呋喃-2(3H)-酮和二氯嘧啶在N-乙基二异丙胺存在的条件下，加入甲醇钠的甲醇溶液，或分别加入甲醇钠和甲醇；反应生成嘧菌酯中间体II 2-(2-((6-氯嘧啶-4-基)氧基)苯基)-3，3-二甲氧基丙酸甲酯和中间体III (E)-2-(2-((6-氯嘧啶-4-基)氧基)苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯的混合物，中间体II化合物在硫酸氢钾催化作用下脱除一分子甲醇得到嘧菌酯中间体III，反应式如下：
。
2.根据权利要求1所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：所述式（I）化合物与N-乙基二异丙胺的摩尔比为1:(0.01~0.50)。
3.根据权利要求1所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：所述式（I）化合物与二氯嘧啶的摩尔比为1:(1~1.3)。
4.根据权利要求1所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：式II与式III混合物制备过程中的反应温度为-20~30℃。
5.根据权利要求4所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：式II与式III混合物制备过程中的反应温度为0~15℃。
6.根据权利要求1所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：式II与式III混合物制备过程中的反应时间为8~10h。
7.根据权利要求1所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：所述硫酸氢钾用量为底物摩尔数的2%~5%，式II化合物合成式III化合物的温度为80~110℃。
8.根据权利要求1-7任一项所述的嘧菌酯中间体的制备方法，其特征在于：所述二氯嘧啶的制备方法为：以三氯氧磷作为反应的氯化剂，以4，6-二羟基嘧啶作为原料，以甲苯作为反应溶剂，采用N，N-二甲基苯胺，二甲胺或二异丙基乙基胺中的一种或几种作为催化剂进行反应得到二氯嘧啶。
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