CN117624231A - 一种乙酰甲胺磷的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于农药化工领域，具体涉及一种乙酰甲胺磷的合成方法。三氯氧磷与甲醇经取代反应生成二氯磷酸甲酯，二氯磷酸甲酯与氨经酰化反应生成甲基磷酰胺氯化物，甲基磷酰胺氯化物与甲硫醇经取代反应得到甲胺磷，甲胺磷与醋酐经酰化反应生成乙酰甲胺磷。采用三氯氧磷为原料，通过多次取代反应和一步酰化反应，即可得到目标产物，避免如三氯化磷与硫在高温条件下的反应和O,O‑二甲基硫代磷酰胺的异构化反应，以及苛性碱的使用。同时，本发明方法制备的产品外观性状良好。
Description
技术领域
本发明属于农药化工领域，具体涉及一种乙酰甲胺磷的合成方法。
背景技术
乙酰甲胺磷，是杀虫剂甲胺磷的酰化衍生物，是一种高效、低毒、低残留的广谱性杀虫剂，乙酰甲胺磷现有以下几种合成方法：
该方法采用的原料甲胺磷有剧毒，还用到危险试剂，如乙烯酮，沸点为-56℃，极不稳定，需在-80℃低温保存，室温即聚合为双乙烯酮，高毒且易爆；反应条件苛刻，如需真空-0.08～-0.1MPa；使用溶剂特殊，如采用溶剂脂肪族羧酸酯C2-C12羧酸C1～C8酯；仪器设备昂贵，如需特别定制的仪器等问题。
以精胺为原料，反应副产物较多，也用到危险试剂，硫酸二甲酯属高毒，急性毒性类似于光气，且为潜在的致癌、致突变物质；反应条件苛刻，反应需长期维持在50-120℃；仪器设备要求高，高级流反应器(AFR)、旋转盘反应器(SDR)、移动床反应器(MBR)、环管反应器等一些其他设备。
乙酰精胺为精胺制备乙酰甲胺磷的副产物之一，故而获取困难，且价格较高，不适合实际生产所需；且反应需要在惰性气体氛围中，压强为50-120MPa，温度30-80℃下进行。
采用O,O,O-三甲基巯基磷酸酯为原料，应用了剧毒气体光气和溶剂甲苯，对生产设备及人员要求较高，进而增加了人工成本；反应产生剧毒物氯甲酸甲酯，保存与处理困难；产品的生产过程对人员健康及生态环境危害性较大。
采用高毒性三氯硫磷为原料，应用危险试剂，硫酸二甲酯属高毒，急性毒性类似于光气，且为潜在的致癌、致突变物质；试剂价格昂贵，副产物较多，增加生产成本，且增大了环境保护成本和治理难度。
发明内容
为了解决背景技术部分指出的技术问题，本发明提供了一种乙酰甲胺磷的合成方法，以三氯氧磷为原料，与甲醇经取代反应生成二氯磷酸甲酯(2)，(2)与氨经酰化反应生成甲基磷酰胺氯化物(3)，(3)与甲硫醇经取代反应得到甲胺磷(4)，(4)与醋酐经酰化反应生成最终产品乙酰甲胺磷(1)。
式1乙酰甲胺磷的合成路线
具体合成方法步骤如下：
(1)化合物2的合成
在圆底烧瓶中加入三氯氧磷，然后加入无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加色谱级无水甲醇，滴加完毕后，移至室温下反应，3h后经TLC检测，反应结束。减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物2二氯磷酸甲酯，直接投入下一步反应。
其中，三氯氧磷与甲醇的摩尔比为：1:1.0-1.5，甲醇的滴速为1d/s。
(2)化合物3的合成
在圆底烧瓶中加入化合物2，用无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液，滴加完毕后，移至室温下反应，3h后经TLC检测，原料基本反应完。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物3甲基磷酰胺氯化物，直接投入下一步反应。
其中，化合物2与氨的摩尔比为：1:1.0-1.5，氨的二氧六环溶液的滴速为1d/s。
(3)化合物4的合成
将化合物3加入到圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃溶解，向溶液中通入过量甲硫醇气体，室温搅拌，0.5h后TLC检测，反应结束。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物4甲胺磷。
(4)乙酰甲胺磷的合成
将化合物4置于圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐、二甲硫醚、质量分数98％的浓硫酸，于65℃下搅拌，3h后TLC检测，反应结束。缓慢滴加氨水，中和反应中生成的醋酸，使pH值调至7～8，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，最后有机相用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状液化合物1。
其中，化合物4、乙酸酐、质量分数98％浓硫酸、二甲硫醚的摩尔比为：1:1.0-1.5：0.0075:0.05。
有益效果：
本发明采用三氯氧磷作为原料生成中间体，经取代、酰化反应所得产物收率较高，反应条件温和，设备要求不高，耗能低，后处理简单，对乙酰甲胺磷的多样化合成与生产具有重要的意义。
本发明方法室温下即可反应，避免如三氯化磷与硫在高温条件(100℃
～150℃)下的反应和O,O-二甲基硫代磷酰胺(精胺)的异构化反应中对苛性碱、硫酸二甲酯、甲苯等试剂的使用，也避免了在异构化过程中如何解决转化率不足、中间体损耗等问题。同时本法制备的产品外观性状良好。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明进行详细说明。
实施例1
(1)2的合成
向100mL圆底烧瓶中加入三氯氧磷(1.00g，6.52mmol)，然后加入20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加色谱级无水甲醇208.91mg，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，反应结束。减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物20.91g，收率为93.73％，直接投入下一步反应。
(2)3的合成
向100mL圆底烧瓶中加入2(0.91g，6.11mmol)，用20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液15.27ml，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，原料基本反应完。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物3 0.75g，收率为95.18％，直接投入下一步反应。
(3)4的合成
将3(0.75g，5.82mmol)加入到100mL圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃20mL溶解，向溶液中通入甲硫醇气体(过量)，室温搅拌。0.5h后TLC检测，反应结束。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物4 0.80g，收率为97.40％。
(4)乙酰甲胺磷的合成
将4(800mg，5.67mmol)置于100mL圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐(636.36mg，6.24mmol)、二甲硫醚(2.49mg，0.04mmol)、质量分数98％浓硫酸(27.46mg，0.28mmol)，于65℃下搅拌，3h后TLC检测，反应结束。缓慢滴加氨水，中和反应中生成的醋酸，使pH值调至7～8，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，最后有机相用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状液化合物1 987.23mg，收率为95.00％。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ4.03(s,3H),1.99(s,3H),1.64(s,3H)。
实施例2
(1)2的合成
向100mL圆底烧瓶中加入三氯氧磷(1.00g，6.52mmol)，然后加入20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加色谱级无水甲醇250.55mg，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，反应结束。减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物20.87g，收率为89.61％，直接投入下一步反应。
(2)3的合成
向100mL圆底烧瓶中加入2(0.87g，5.84mmol)，用20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液17.52ml，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，原料基本反应完。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物3 0.69g，收率为91.25％，直接投入下一步反应。
(3)4的合成
将3(0.69g，5.33mmol)加入到100mL圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃20mL溶解，向溶液中通入甲硫醇气体(过量)，室温搅拌。0.5h后TLC检测，反应结束。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物4 0.73g，收率为97.06％。
(4)乙酰甲胺磷的合成
将4(730mg，5.17mmol)置于100mL圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐(632.96mg，6.20mmol)、二甲硫醚(2.49mg，0.04mmol)、质量分数98％浓硫酸(25.50mg，0.26mmol)，于65℃下搅拌，3h后TLC检测，反应结束。缓慢滴加氨水，中和反应中生成的醋酸，使pH值调至7～8，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，最后有机相用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状液化合物1 888.33mg，收率为93.81％。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ4.03(s,3H),1.99(s,3H),1.64(s,3H)。
实施例3
(1)2的合成
向100mL圆底烧瓶中加入三氯氧磷(1.00g，6.52mmol)，然后加入20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加色谱级无水甲醇313.37mg，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，反应结束。减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物20.81g，收率为83.43％，直接投入下一步反应。
(2)3的合成
向100mL圆底烧瓶中加入2(0.81g，5.44mmol)，用20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液20.40ml，滴速为1d/s，滴加完毕后，移至室温下反应。3h后经TLC检测，原料基本反应完。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物3 0.59g，收率为83.76％，直接投入下一步反应。
(3)4的合成
将3(0.59g，4.56mmol)加入到100mL圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃20mL溶解，向溶液中通入甲硫醇气体(过量)，室温搅拌。0.5h后TLC检测，反应结束。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物4 0.62g，收率为96.35％。
(4)乙酰甲胺磷的合成
将4(620mg，4.39mmol)置于100mL圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐(672.77mg，6.59mmol)、二甲硫醚(1.86mg，0.03mmol)、质量分数98％浓硫酸(21.58mg，0.22mmol)，于65℃下搅拌，3h后TLC检测，反应结束。缓慢滴加氨水，中和反应中生成的醋酸，使pH值调至7～8，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，最后有机相用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状液化合物1 739.97mg，收率为92.03％。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ4.03(s,3H),1.99(s,3H),1.64(s,3H)。
实施例4
(1)2的合成
向100mL圆底烧瓶中加入三氯氧磷(1.00g，6.52mmol)，然后加入20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于0℃下滴加色谱级无水甲醇208.91mg，滴速为1d/s，滴加完毕后，反应于0℃下继续搅拌。5h后经TLC检测，反应结束。减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物2 0.88g，收率为90.72％，直接投入下一步反应。
(2)3的合成
向100mL圆底烧瓶中加入2(0.88g，5.91mmol)，用20mL无水四氢呋喃将其溶解，并于0℃下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液14.78ml，滴速为1d/s，滴加完毕后，反应于0℃下继续搅拌。5h后经TLC检测，原料基本反应完。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物3 0.71g，收率为92.78％，直接投入下一步反应。
(3)4的合成
将3(0.71g，5.48mmol)加入到100mL圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃20mL溶解，向溶液中通入甲硫醇气体(过量)，反应于0℃下继续搅拌。1.5h后TLC检测，反应结束。过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物4 0.70g，收率为90.52％。
(4)乙酰甲胺磷的合成
将4(0.70g，4.96mmol)置于100mL圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐(0.56g，5.46mmol)、二甲硫醚(2.49mg，0.04mmol)、质量分数98％浓硫酸(24.52mg，0.25mmol)，于70℃下搅拌，2.5h后TLC检测，反应结束。缓慢滴加氨水，中和反应中生成的醋酸，使pH值调至7～8，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，最后有机相用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状液化合物1 0.86g，收率为94.66％。1H NMR(400MHz,Chloroform-d)δ4.03(s,3H),1.99(s,3H),1.64(s,3H)。
Claims (6)
1.一种乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：所述合成方法为：三氯氧磷与甲醇经取代反应生成二氯磷酸甲酯，二氯磷酸甲酯与氨经酰化反应生成甲基磷酰胺氯化物，甲基磷酰胺氯化物与甲硫醇经取代反应得到甲胺磷，甲胺磷与醋酐经酰化反应生成乙酰甲胺磷。
2.如权利要求1所述的乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：所述合成方法步骤如下：
(1)二氯磷酸甲酯的合成
圆底烧瓶中加入三氯氧磷，然后加入无水四氢呋喃将其溶解，并于冰浴下滴加无水甲醇，滴加完毕后，移至室温下反应3-5h后经TLC检测，反应结束，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物二氯磷酸甲酯；
(2)甲基磷酰胺氯化物的合成
圆底烧瓶中加入二氯磷酸甲酯，用无水四氢呋喃将其溶解，于冰浴下滴加0.40mol/L氨的二氧六环溶液，滴加完毕后，移至室温下反应3-5h后经TLC检测，反应结束，过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状化合物甲基磷酰胺氯化物；
(3)甲胺磷的合成
将甲基磷酰胺氯化物加入到圆底烧瓶中，用无水四氢呋喃溶解，向溶液中通入过量甲硫醇气体，室温搅拌，0.5-1.5h后TLC检测，反应结束，过滤产生的白色固体，减压蒸干无水四氢呋喃，得到黄色油状液化合物甲胺磷；
(4)乙酰甲胺磷的合成
将甲胺磷置于圆底烧瓶中，依次加入乙酸酐、二甲硫醚、质量分数98％的浓硫酸，于65-70℃下搅拌，2.5-3h后TLC检测，反应结束，滴加氨水，调pH值，再加入氯仿进行萃取，合并有机相，用无水硫酸钠干燥，减压蒸干溶剂，经柱层析法分离纯化，得到黄色油状化合物乙酰甲胺磷。
3.如权利要求2所述的乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：步骤(1)中，三氯氧磷与甲醇的摩尔比为：1:1.0-1.5，甲醇的滴速为1d/s。
4.如权利要求2所述的乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：步骤(2)中，甲基磷酰胺氯化物与氨的摩尔比为：1:1.0-1.5，氨的二氧六环溶液的滴速为1d/s。
5.如权利要求2所述的乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：步骤(4)中，甲胺磷、乙酸酐、质量分数98％浓硫酸、二甲硫醚的摩尔比为：1:1.0-1.5：0.0075:0.05。
6.如权利要求2所述的乙酰甲胺磷的合成方法，其特征在于：步骤(4)中，滴加氨水使pH值调至7～8，中和反应中生成的醋酸。
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