一种苄溴化合物的制备方法
技术领域
本发明属于农药领域,具体涉及杀菌剂吡唑醚菌酯中间体的制备新工艺。
背景技术
苄溴(化合物I或化合物II)是杀菌剂吡唑醚菌酯的合成过程中的重要中间体。文献报道了多种合成方法,如专利CN107673999A、CN106187810A、CN106083722A、CN106008347A等。常见的溴化方法:在光照或者催化剂存在下用溴素、二溴海因、NBS、 HBr/H2O2、NaBrO3/NaHSO3等溴化试剂溴化。传统的溴化工艺具有反应收率低,产品含量低,三废量大,环境污染严重等缺点。
本专利发明的溴化新工艺很好的解决了传统溴化工艺中存在的主要问题,具有目标产物转化率高、产品纯度优,三废量很小,对环境友好等特点。
本专利描述的吡唑醚菌酯中间体(化合物I、化合物II)制备新方法未见文献报道。
发明内容
本发明的技术方案如下:
1.一种如下所示苄溴化合物的制造方法,其包括式(I-a)所示的化合物经过缩合反应、还原反应、酰化反应、溴化反应制得化合物(II)。
式中:R1表示C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、C3-C6环烷基或C2-C6烯基。
步骤1.将邻硝基甲苯(I-a)与R1-OM在溶剂存在下,经过一段时间反应,反应结束后经过水洗、干燥、脱溶制得化合物(I-b);
所述的溶剂选自:1,2-二溴-1,1,2,2-四氯乙烷、1,2-二溴-1,1,2,2-四氟乙烷、四氯甲烷、四溴甲烷、溴三氯甲烷、三溴碘甲烷、溴三氟甲烷、溴氯二氟甲烷及三溴硝基甲烷。优选为四溴甲烷、溴三氯甲烷、三溴碘甲烷、溴三氟甲烷及溴氯二氟甲烷,更优选为四溴甲烷或溴三氯甲烷;
R1-OM选自:甲醇钠、甲醇钾、乙醇钠、乙醇钾、丙醇钠、丙醇钾、异丙醇钠、异丙醇钾、正丁醇钠、正丁醇钾、1-甲基丙醇钠、1-甲基丙醇钾、叔丁醇钠、叔丁醇钾、正戊醇钠、正戊醇钾、烯丙醇钠、烯丙醇钾、丙烯醇钠、丙烯醇钾、丙炔醇钠、丙炔醇钾;
M表示碱金属原子,优选自:K、Na。
所述的反应温度选自-20℃~150℃的范围内,优选为0~100℃的范围内;
所述的反应时间通常为0.1~72小时,优选为1~24小时;
步骤2.将化合物(I-b)、溶剂和催化剂加入到反应釜中,搅拌反应,滴加水合肼,滴加结束后,保温反应,反应结束抽滤去除催化剂,静置分去水层后,脱除溶剂,产物用石油醚重结晶,经抽滤,干燥即可得到化合物(I-c)。
所述溶剂选自:乙醇、乙腈、二氯乙烷、四氢呋喃、二氯甲烷、甲苯、甲醇等;优选自:乙醇、二氯乙烷、二氯甲烷、四氢呋喃;
所述催化剂选自:雷尼镍;
化合物(I-b):催化剂摩尔比选自=1~40:1,优选自:3~10:1;
水合肼:催化剂=1~40:1,优选自:3~10:1;
反应温度选自0~100℃,优选自:0~30℃;
反应时间选自:1~20小时,优选自:4~6小时。
步骤3.将化合物(I-c)、缚酸剂和反应溶剂加入到反应器中,低温下,滴加氯甲酸甲酯,滴加完毕,保温反应,反应完毕。过滤、水洗、干燥得化合物(I-d)。
缚酸剂选自:碳酸氢钠、三乙胺、吡啶等,优选自:碳酸氢钠;
溶剂选自:二氯甲烷、二氯乙烷、乙腈、甲苯、四氢呋喃、甲醇、乙醇等,优选自:二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯等;
化合物(I-c):碳酸氢钠摩尔比选自:1:0.8~3,优选自:1:1.2~1.8;
化合物(I-c):氯甲酸甲酯摩尔比选自1:0.8~3;优选自:1:1~1.2;
反应温度选自-10~10℃;
反应时间选自:2~3小时;
步骤4.将化合物(I-d),溴化氢-乙酸溶液,加入反应瓶瓶中,搅拌反应,反应完毕。经水洗、萃取、干燥脱溶得目标产物(II)。
反应温度选自:0~100℃,优选自30~80℃;
反应时间选自0.1~10小时,优选自1~2.5小时。
化合物(I-d)与溴化氢-乙酸溶液重量比选自1:2~10,优选自:1:3~5。
2.一种如下所示苄溴化合物的制造方法,其包括式(I-b)所示的化合物经过溴化反应制得化合物(I)。
式中:R1表示C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、C3-C6环烷基或C2-C6烯基;
操作方法:将化合物(I-b),溴化氢-乙酸溶液,加入反应瓶瓶中,搅拌反应,反应完毕。经水洗、萃取、干燥脱溶得目标产物(I)。
反应温度选自:0~100℃,优选自30~80℃;
反应时间选自0.1~10小时,优选自1~2.5小时;
化合物(I-b)与溴化氢-乙酸溶液的重量比选自1:2~10,优选自:1:3~5。
3.根据1所述的苄溴化合物的制造方法,其包括步骤1中反应溶剂优选自:四溴甲烷或溴三氯甲烷。
4.根据1或2所述的苄溴化合物的制造方法,其包括R1-O优选自:甲氧基、乙氧基、丙氧基、异丙氧基、叔丁氧基。
5.根据1所述的苄溴化合物的制造方法,其包括反应步骤2中,催化剂选自雷尼镍;还原剂选自水合肼。
6.根据1所述的苄溴化合物的制造方法,其包括反应步骤3中,反应温度优选自-10~ 10℃;缚酸剂优选自碳酸氢钠。
7.根据1或2所述的苄溴化合物的制造方法,其包括溴化反应温度优选自30~80℃;反应时间优选自1~2.5小时。
8.根据4所述的苄溴化合物的制造方法,其包括R1-O优选自甲氧基、乙氧基。
具体实施方式
首先,对式(I-b)所示的苄溴化合物的制造方法进行说明。
式(I-b)所示的化合物:
式(I-b)中,
R1表示C1-C6烷基、卤代C1-C6烷基、C3-C6环烷基或C2-C6烯基;
作为R1中的C1-C6烷基,可列举甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、仲丁基、叔丁基、戊基及己基。优选甲基、乙基、丙基、异丙基。
作为R1中的卤代C1-C6烷基,可列举三氟甲基、二氟甲基、全氟乙基、1,1,1-三氟乙基、1,1-二氟乙基、全氟丙基、全氟异丙基、全氟丁基、全氟仲丁基、全氟叔丁基、全氟戊基、全氟己基、三氯甲基、1,1,1-三氯乙基、1,1,1-三溴乙基、三溴甲基以及三碘甲基等。优选三氟甲基、二氟甲基、1,1,1-三氟乙基、1,1-二氟乙基。
作为R1中的C3-C6环烷基,可列举环丙基、环丁基、环戊基以及环己基。优选环丙基以及环丁基。
作为R1中的C2-C6链烯基,可列举乙烯基、烯丙基、2-丁烯基、3-丁烯基。
作为碱金属氢氧化物,可列举如下所示的化合物。
M-OH
式中,M表示碱金属原子;
作为M中的碱金属,可列举钠原子、钾原子及锂原子。优选为钠原子及钾原子。
作为化合物M-OH可列举氢氧化钠、氢氧化钾及氢氧化锂。优选为氢氧化钠及氢氧化钾。
作为碱金属氢化物,可列举氢化钠、氢化钾。
作物碱金属氨基物,可列举氨基钠、氨基钾。
还原反应(步骤2)所用的溶剂选自:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、苯甲腈、甲醇、异丙醇、正丙醇、***、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酸乙酯、甲苯、二甲苯、氯苯、吡啶、2-氯吡啶、3-甲基吡啶、二氯甲烷、二氯乙烷、石油醚、环己烷、甲基环己烷、二甲亚砜、环丁砜、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、这些溶剂可单独的或者与其他一种或多种溶剂混合物使用。优选自:二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯等。优选自:乙醇、二氯乙烷、二氯甲烷、四氢呋喃;
酰化反应(步骤3)所用的溶剂选自:N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺、乙腈、苯甲腈、甲醇、异丙醇、正丙醇、***、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙酸乙酯、丙酸乙酯、甲苯、二甲苯、氯苯、吡啶、2-氯吡啶、3-甲基吡啶、二氯甲烷、二氯乙烷、石油醚、环己烷、甲基环己烷、二甲亚砜、环丁砜、丙酮、丁酮、甲基异丁基酮、这些溶剂可单独的或者与其他一种或多种溶剂混合物使用。优选自:二氯甲烷、二氯乙烷、甲苯等。
相对于雷尼镍1摩尔,化合物(I-b)的使用量通常为1~100摩尔,优选为1~10摩尔的比例。
相对于雷尼镍1摩尔,水合肼的使用量通常为1~100摩尔,优选为1~10摩尔的比例。
相对于化合物(I-c)1摩尔,碳酸氢钠使用量通常为0.8~10摩尔,优选为1~2摩尔的比例。
相对于化合物(I-c)1摩尔,氯甲酸甲酯使用量通常为0.8~10摩尔,优选为1~2摩尔的比例。
反应可以在氮气气氛下进行。
反应温度通常为-20℃~150℃的范围内,优选为0~100℃的范围内。反应时间通常为 0.1~72小时,优选为1~24小时。
可以边将伴随反应生成的副产物去除到反应体系外边实施反应。
反应结束后,将所得的反应混合物进行浓缩,由此可以取出苄溴(化合物I或化合物II)。也可以根据需要在所得的反应混合物中添加酸或氯化铵。
作为酸,可列举氯化氢及硫酸。
所得的苄溴化合物可以利用清洗、蒸馏、柱色谱等通常的纯化手段进行纯化。
反应中所需原料除另有说明,其余均为市场购买所得。
实施例
实施例1 2-甲氧基甲基-1-硝基苯的制备
在氮气气氛下,在70℃下向23g邻硝基甲苯与溴三氯甲烷56g的混合物中,用8 小时滴加28%的甲醇钠-甲醇溶液116.3g。滴加完毕,将所得的混合物在70℃下继续搅拌3小时。对所得的反应混合物进行浓缩后,对残渣添加水,用甲苯进行萃取。在减压下对所得的有机层进行浓缩,得到橙色油状物24.5g,收率92%。
实施例2 N-(2-甲氧基甲基苯基)羟胺的制备
在氮气气氛下,将34g 2-甲氧基甲基-1-硝基苯、10g乙醇、120g二氯乙烷及5g雷尼镍加入四口反应瓶中,搅拌冷却至0℃,滴加85%的水合肼35g,滴加结束后,在2℃保温反应6小时。冷却后抽滤去除固体催化剂,静置分去水层,用真空旋蒸除乙醇和二氯乙烷,得橘红色油状物,用石油醚重结晶,抽滤、烘干得产品29.2g,收率92.5%,含量97%。
实施例3 N-羟基-N-(2-甲氧基甲基苯基)氨基甲酸甲酯的制备
在氮气气氛下,将30.6g N-(2-甲氧基甲基苯基)羟胺、33.6g碳酸氢钠以及150g二氯甲烷,降温至8℃,缓慢滴加氯甲酸甲酯24.6g,滴加完毕,保温反应2小时,反应完毕,过滤、水洗、干燥、脱溶,结晶得产品N-羟基-N-(2-甲氧基甲基苯基)氨基甲酸甲酯40克,收率94.7%,纯度98%。
实施例4 N-羟基-N-(2-溴甲基苯基)氨基甲酸甲酯的制备
在氮气气氛下,将26克N-羟基-N-(2-甲氧基甲基苯基)氨基甲酸甲酯、40ml乙酸、40ml 25%的溴化氢-乙酸溶液加入250ml四口反应瓶中,升温至65℃搅拌反应2小时。反应完毕,将反应液倒入200g饱和食盐水中,用乙酸乙酯萃取,有机层用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥。减压浓缩,获得30克N-羟基-N-(2-溴甲基苯基) 氨基甲酸甲酯,收率93.8,纯度98.1%。
实施例5 2-溴甲基硝基苯的合成
在氮气气氛下,将16.7g 2-甲氧基甲基-1-硝基苯、20ml乙酸、20ml 25%的溴化氢- 乙酸溶液加入250ml四口反应瓶中,升温至65℃搅拌反应2小时。反应完毕,将反应液倒入100g饱和食盐水中,用乙酸乙酯萃取,有机层用饱和碳酸氢钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥。减压浓缩,获得20.6克2-溴甲基硝基苯,收率95.1%,纯度98%。
实施例6 2-乙氧基甲基-1-硝基苯的制备的合成
在氮气气氛下,在70℃下向30g邻硝基甲苯与四溴甲烷56g的混合物中,用8小时滴加28%的乙醇钠-乙醇溶液116.3g。滴加完毕,将所得的混合物在70℃下继续搅拌 3小时。对所得的反应混合物进行浓缩后,对残渣添加水,用甲苯进行萃取。在减压下对所得的有机层进行浓缩,得到橙色油状物34.1g,收率86%,纯度97%。
实施例7 N-(2-甲氧基甲基苯基)羟胺的制备的合成
在氮气气氛下,将70g克2-甲氧基甲基-1-硝基苯,31.2g氯化铵固体,150ml水加入500ml四口烧瓶中,搅拌使氯化铵完全溶于水中,分批加入66g锌粉,温度保持在 50℃,锌粉投料结束后,继续反应30分钟。反应结束后,用热水趁热过滤锌粉,乙酸乙酯萃取后,有机相用饱和食盐水洗涤,无水硫酸钠干燥,脱溶得N-(2-甲氧基甲基苯基)羟胺。
实施例8 N-羟基-N-2-[N-(对氯苯基)吡唑-3-氧基]苯基氨基甲酸甲酯的合成
在氮气气氛下,将19.4g 1-(4-氯代苯基)-3-吡唑醇,6.9g无水碳酸钾80ml甲醇升温回流反应,反应2小时待溶液澄清透明后,脱除甲醇。加入26g N-羟基-N-(2-溴甲基苯基)氨基甲酸甲酯,60克N,N-二甲基甲酰胺,60℃保温反应2小时,反应完毕,减压脱溶,加入60g水,100g乙酸乙酯萃取分层,干燥、脱溶、结晶得N-羟基-N-2-[N-(对氯苯基)吡唑-3-氧基]苯基氨基甲酸甲酯34.3g,收率91.8%,纯度97.2%。