CN102250017A - 地昔尼尔的一种合成方法 - Google Patents

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陶建华
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Abstract

地昔尼尔的一种合成方法，涉及昆虫生长调节剂地昔尼尔的化学合成方法。以乙醇钠为催化剂，将氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈反应，取得2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈；将2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和氨水发生氨基化反应，取得氨基物；将氨基物在酸的水溶液中发生环合反应，取得环合物；将环合物和环丙胺反应，然后蒸馏出乙醇，再加入水，降温后过滤，得到地昔尼尔。本发明的合成方法条件温和，工艺简单、合理，可以方便地得到地昔尼尔产品，同时保持相对较高的产品收率，反应总收率为38%～40%。

Description

地昔尼尔的一种合成方法
技术领域
本发明涉及一种新型昆虫生长调节剂地昔尼尔（dicyclanil）的化学合成方法。
背景技术
地昔尼尔（dicyclanil）又名丙虫啶，中文化学名称为4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈，英文化学名称为4,6-Diamino-2-(cyclopropylamino)-5-pyrimidinecarbonitrile，是一种蜕皮激素类似物—嘧啶类化合物。它是一种通过干扰昆虫表皮形成而致效的新型昆虫生长调节剂，强调对害虫种群进行控制和调节，同时可选择性地有效防治害虫。对双翅目昆虫和蚤有高度灭杀作用，可阻止各种蝇、蚊及蚤的幼虫发育成蛹虫和成虫。此外，该药不易耐受，残留值低，具有很高的生态社会效益，符合当今绿色农药的要求和目标。
目前合成地昔尼尔的方法主要是以乙醇钠为催化剂，将氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈反应，得到2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈；2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈在盐酸水溶液中发生环合反应生成2-氯-4-氨基-6-甲硫基嘧啶-5-腈；2-氯-4-氨基-6-甲硫基嘧啶-5-腈和环丙胺反应生成2-环丙氨基-4-氨基-6-甲硫基嘧啶-5-腈；最后在高温高压条件下和氨水发生氨基化反应得到地昔尼尔。通过此方法制备地昔尼尔的过程，产品收率低；氨基化反应条件为高温高压，在生成过程中不易实现，且存在一定安全隐患。
发明内容
本发明目的是提供一种地昔尼尔（dicyclanil）的化学合成方法，以克服现有工业上生产地昔尼尔所采用的合成路线长或合成条件要求高的不便。
本发明包括以下步骤：
1）在20～50℃温度条件下，以乙醇钠为催化剂，将氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈反应，用乙醇洗涤后，取得2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈；
2）在100～150℃温度条件下，将2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和氨水发生氨基化反应，降至室温后，取反应固相，用水洗涤后取得氨基物；
3）在20～40℃温度条件下，将氨基物在酸的水溶液中发生环合反应，经过滤，以水和碳酸氢钠洗涤滤饼，取得环合物；
4）在50～90℃温度条件下，将环合物和环丙胺反应，然后蒸馏出乙醇，再加入水，降温后过滤，得到地昔尼尔。
本发明的合成方法条件温和，工艺简单、合理，可以方便地得到地昔尼尔产品，同时保持相对较高的产品收率，反应总收率为38%～40%。
本发明所述步骤1）中，氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈的投料摩尔比为1.0︰1.0～1.2，反应时间为6～10h。
所述步骤1）中，所述乙醇钠的摩尔浓度为11～15%。
所述步骤1）中，所述反应的温度条件为30℃。
所述步骤2）中，2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和氨水的投料质量比为1.0︰5.0～10.0，反应时间为5～10h。
所述步骤3）中，所述酸为质量浓度为30～36%的盐酸水溶液，所述氨基物和盐酸溶液的投料质量比为1.0︰5.0～8.0，反应时间为10～20h。
所述步骤4）中，所述环合物和环丙胺的投料摩尔比为1︰1.1～1.8，反应时间为5～9h。
所述步骤4）中，所述反应的温度条件为60～81℃。
所述步骤4）中，先将所述环合物溶解于乙醇中，再投入环丙胺。
具体实施方式
实施例1
1、步骤1：2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈的制备：
反应式：
Figure 2011101596920100002DEST_PATH_IMAGE001
在500ml反应瓶中加入240g乙醇作为溶剂，打开搅拌器，降温到20℃，加入30.5g乙醇钠（摩尔浓度为12%），搅拌至其完全溶解后，加入21.8g丙二腈，搅拌30min，再加入43.8g氰胺基二硫代碳酸二甲酯，在30℃条件下反应5～8h。
将反应液过滤，用50ml乙醇洗涤2次，得到2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈。
2、步骤2：2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈的制备：
反应式：
Figure 38738DEST_PATH_IMAGE002
在500ml高压釜中加入33.7g2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和150g氨水，升高温度到100℃，反应时间为10h，降温到室温，反应液过滤，用50ml水洗涤2次，得到2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈。
3、步骤3：2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈的制备：
反应式
Figure 2011101596920100002DEST_PATH_IMAGE003
在500ml反应瓶中加入23g 2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈和75ml水，打开搅拌器，降温到20℃，滴加160ml质量百分比浓度为36%的工业盐酸，在20℃保温反应10～15h，反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼3次，再用50ml饱和碳酸氢钠洗涤滤饼一次，得到2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈。
4、步骤4：4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈的制备：
反应式
Figure 893562DEST_PATH_IMAGE004
在500ml反应瓶中加入32g2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈和200ml乙醇，升温到80℃，滴加18.5g环丙胺，本例中2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈、环丙胺的摩尔比为1：1.69。
在80℃保温反应7h后改为蒸馏装置，蒸馏出150ml乙醇，然后再加入200ml水，降温到5℃，将反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼2次，得到4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈22g，产品收率39%。
实施例2
本例中，步骤1：在500ml反应瓶中加入240g乙醇，打开搅拌器，降温到20℃，加入25g乙醇钠，搅拌至其完全溶解，加入21.8g丙二腈，搅拌30min，加入43.8g氰胺基二硫代碳酸二甲酯，在30℃条件下反应5～8h。
将反应液过滤，用50ml乙醇洗涤2次，得到2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈。
其他步骤与实施例1相同，同样可获得4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈15g，产品收率26%。
实施例3
本例中，步骤1：在500ml反应瓶中加入240g乙醇，开动搅拌，降温到20℃，加入30.5g乙醇钠，搅拌至其完全溶解，加入19.2g丙二腈，搅拌30min，加入43.8g氰胺基二硫代碳酸二甲酯，在30℃条件下反应5～8h。
将反应液过滤，用50ml乙醇洗涤2次，得到2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈。
其他步骤与实施例1相同，同样可获得4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈13g，产品收率22.7%。
实施例4
在例中，步骤1、3和4与实施例1相同。
不同的是：步骤2中：在500ml高压釜中加入33.7g2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和150g氨水，升高温度到150℃，反应时间为5h，降温到室温，反应液过滤，用50ml水洗涤2次，得到2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈。
获得4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈10g，产品收率17.5%。
实施例5
本例中，步骤1、2和4与实施例1相同。
在步骤3中，在1L反应瓶中加入23g 2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈和150ml水，打开搅拌器，降温到20℃，滴加160ml质量百分比浓度为20%的盐酸，在20℃保温反应10～15h，反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼3次，再用50ml饱和碳酸氢钠洗涤滤饼一次，得到2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈。
获得4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈18g，产品收率31%。
实施例6
本例中，步骤1、2和4与实施例1相同。
步骤3中，在1L反应瓶中加入23g2-氰基-3-氰氨基-3-氨基丙烯腈和50ml水，打开搅拌器，降温到20℃，滴加160ml质量百分比浓度为36%的盐酸，在20℃保温反应10～15h，反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼3次，再用50ml饱和碳酸氢钠洗涤滤饼一次，得到2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈。
获得4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈20g，产品收率35%。
实施例7
本例中，步骤1、2和3与实施例1相同。
步骤4中，在500ml反应瓶中加入32g2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈和200ml乙醇，升温到80℃，滴加12g环丙胺，2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈和环丙胺的摩尔比为1：1.102，在80℃保温反应7h后改为蒸馏装置，蒸馏出150ml乙醇，然后再加入200ml水，降温到5℃，将反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼2次，得到4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈16g，产品收率28%。
实施例8
本例中，步骤1、2和3与实施例1相同。
步骤4中，在500ml反应瓶中加入32g2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈和250ml乙醇，升温到50～70℃，滴加18.4g环丙胺，控制0.5h滴加完成，2-氯-4,6-二氨基嘧啶-5-腈、环丙胺的摩尔比为1：1.69，在80℃保温反应7h后改为蒸馏装置，蒸馏出150ml乙醇，然后再加入200ml水，降温到5℃，将反应液过滤，用50ml水洗涤滤饼2次，得到4,6-二氨基-2-环丙氨基嘧啶-5-腈22.5g，产品收率39.2%。

Claims (9)

1.地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于包括以下步骤：
1）在20～50℃温度条件下，以乙醇钠为催化剂，将氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈反应，用乙醇洗涤后，取得2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈；
2）在100～150℃温度条件下，将2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和氨水发生氨基化反应，降至室温后，取反应固相，用水洗涤后取得氨基物；
3）在20～40℃温度条件下，将氨基物在酸的水溶液中发生环合反应，经过滤，以水和碳酸氢钠洗涤滤饼，取得环合物；
4）在50～90℃温度条件下，将环合物和环丙胺反应，然后蒸馏出乙醇，再加入水，降温后过滤，得到地昔尼尔。
2.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤1）中，氰胺基二硫代碳酸二甲酯和丙二腈的投料摩尔比为1.0︰1.0～1.2，反应时间为6～10h。
3.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤1）中，乙醇钠的摩尔浓度为11～15%。
4.根据权利要求1或3所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述反应的温度条件为30℃。
5.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤2）中，2-氰基-3-氰氨基-3-甲硫基丙烯腈和氨水的投料质量比为1.0︰5.0～10.0，反应时间为5～10h。
6.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤3）中，所述酸为质量浓度为30～36%的盐酸水溶液，所述氨基物和盐酸水溶液的投料质量比为1.0︰5.0～8.0，反应时间为10～20h。
7.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述环合物和环丙胺的投料摩尔比为1︰1.1～1.8，反应时间为5～9h。
8.根据权利要求1所述地昔尼尔的一种合成方法，其特征在于：所述步骤4）中，所述反应的温度条件为60～81℃。
9.根据权利要求1或7或8所述地昔尼尔的一种方法，其特征在于：所述步骤4）中，先将所述环合物溶解于乙醇中，再投入环丙胺。
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