CN109467532B - 4-三氟甲基烟酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种4‑三氟甲基烟酸的制备方法，属于化学药物中间体制备方法技术领域，利用三氟乙酰氯、乙烯基***和3‑氨基丙烯腈为原料，经酰化、环合和水解反应制备4‑三氟甲基烟酸。本发明方法，采用的原料相对廉价易得，方法操作简便，每步产物易分离提纯，产率高，更适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化学药物中间体制备方法技术领域，具体涉及一种4-三氟甲基烟酸的制备方法。
背景技术
4-三氟甲基烟酸，结构如式(Ⅰ)所示，是一种重要的化学农药中间体，用于合成一种新型低毒吡啶酰胺类昆虫生长调节剂类杀虫剂氟啶虫酰胺，2007年获得我国农药产品临时登记证，制剂为10％水分散粒剂。
氟啶虫酰胺除具有触杀和胃毒作用，还具有很好的神经毒剂和快速拒食作用。蚜虫等刺吸式口器害虫取食吸入带有氟啶虫酰胺的植物汁液后，会被迅速阻止吸汁，1小时之内完全没有***物出现，最终因饥饿而死亡。
由于氟啶虫酰胺独特的作用机理和极高的生物活性，以及其对人、畜、环境极高的安全性，同时对其他杀虫剂具抗性的害虫有效，本剂有很大的发展余地。同时，该药剂的开发过程也值得我们在新农药创制中借鉴。
国内外公开的有关4-三氟甲基烟酸制备的主要有以下3种：由含三氟甲基吡啶类化合物在LDA等强碱存在下与CO2反应再酸化制备，但该法原料昂贵，产率低且需要严格无水条件，很难实现工业化生产；以三氟乙酰氯或三氟乙酸酐与乙烯基***反应，然后氨化，再与3-甲氧基丙烯酸甲酯反应，最后成环水解得到目标产物，该法工艺路线较长，总产率低；以三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺为原料，经环合、氯化、氰基水解、催化氢解4步反应制备4-三氟甲基烟酸，目前该路线尚不成熟，氯化时产率低，催化氢解时氰基容易被还原，吡啶环容易被部分还原，李伟等对该方法进行改进，以三氟乙酰乙酸乙酯和氰基乙酰胺为原料，经环合、氯化，然后水解成酰胺，再催化氢解，最后水解得到4-三氟甲基烟酸，该路线虽然可以避免氰基被还原，但是步骤增多了，氯化时产率低。
发明内容
本发明提供了一种4-三氟甲基烟酸的制备方法，利用三氟乙酰氯、乙烯基***和3-氨基丙烯腈为原料，经酰化、环合和水解反应制备4-三氟甲基烟酸。本发明方法，采用的原料相对廉价易得，方法操作简便，每步产物易分离提纯，产率高，更适合工业化生产。
4-三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将乙烯基***、三氟乙酰氯和催化剂按加入到反应器中搅拌，三氟乙酰氯是乙烯基***的摩尔量的1～2.5当量；催化剂用量是乙烯基***的1-1.5当量；反应温度是-10～30℃，反应时间为3～7小时；酰化得到4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮；所述的催化剂选择自三乙胺、三丁胺、N-甲基哌啶、吡啶和吡咯的一种或者几种；
(2)将上述得到的4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮同时添加3-氨基丙烯腈加入到反应器中搅拌，反应温度是50～100℃，反应时间为3～9小时；在催化剂的作用下进行环合化反应得到4-三氟甲基烟腈；催化剂用量是4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮的1-3当量；所述的催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钾的一种或者几种；
(3)将上述得到的4-三氟甲基烟腈加入到反应器中搅拌，反应温度是60～100℃，反应时间为5～10小时；加入1～5当量的碱催化下进行水解反应，然后酸化得到4-三氟甲基烟酸；
反应路线如下：
所述步骤(3)中，所述的碱为氢氧化钠。
本发明的有益效果是：
(1)以三氟乙酰氯、乙烯基***和3-氨基丙烯腈为起始原料，步骤少，总体收率较高，成本较低，产品市场竞争能力强。
(2)合成路线采用都是比较成熟稳定的工艺，工艺安全性好，反应操作简单，产品收率高。
(3)合成路线原子经济性好，环境比较友好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明的4-三氟甲基烟酸的制备方法做进一步详细的描述。
实施例1：4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入72.1克乙烯基***，87.0克吡啶和500mL甲苯，搅拌均匀，控温10-15℃，缓慢滴加145.8克三氟乙酰氯，滴加时间持续1小时，滴加完毕后，持续搅拌3小时，反应结束，向反应体系加入300mL冰水淬灭，有机相用食盐水洗涤两次，减压蒸出溶剂甲苯得淡黄色液体4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮115.2克，收率68.5％。
实施例2：4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入72.1克乙烯基***，87.0克吡啶和500mL甲苯，搅拌均匀，控温0-5℃，缓慢滴加145.8克三氟乙酰氯，滴加时间持续1小时，滴加完毕后，持续搅拌3小时，反应结束，向反应体系加入300mL冰水淬灭，有机相用食盐水洗涤两次，减压蒸出溶剂甲苯得淡黄色液体4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮145.7克，收率86.7％。
实施例3：4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入72.1克乙烯基***，87.0克吡啶和500mL甲苯，搅拌均匀，控温0-5℃，缓慢滴加159.0克三氟乙酰氯，滴加时间持续1小时，滴加完毕后，持续搅拌3小时，反应结束，向反应体系加入300mL冰水淬灭，有机相用食盐水洗涤两次，减压蒸出溶剂甲苯得淡黄色液体4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮155.2克，收率92.3％。
实施例4：4-三氟甲基烟腈的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入上述实施例1得到4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮168.1克，3-氨基丙烯腈68.1克，和溶剂甲醇300mL，搅拌均匀，升温至回流反应3小时，然后滴加59.4克甲醇钠的甲醇溶液，反应回流5小时，回收溶剂甲醇得白色固体，水洗干燥得4-三氟甲基烟腈156.9克，收率90.6％。
实施例5：4-三氟甲基烟腈的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入上述实施例1得到4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮168.1克，3-氨基丙烯腈68.1克，和溶剂水300mL，搅拌均匀，升温至回流反应3小时，然后滴加44克氢氧化钠的水溶液，反应回流5小时，过滤得白色固体，重结晶干燥得4-三氟甲基烟腈88.8克，收率51.6％。
实施例6：4-三氟甲基烟腈的制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入上述实施例1得到4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮168.1克，3-氨基丙烯腈68.1克，和溶剂乙醇300mL，搅拌均匀，升温至回流反应3小时，然后滴加59.4克乙醇钠的乙醇溶液，反应回流5小时，回收溶剂甲醇得白色固体，水洗干燥得4-三氟甲基烟腈166.4克，收率96.7％。
实施例7：4-三氟甲基烟酸制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入50克氢氧化钠和500mL水，搅拌均匀后，再加入上述实施例4制得的4-三氟甲基烟172.1克，搅拌控温80℃，固体溶解并变为淡黄色澄清溶液，然后停止搅拌用盐酸调节PH＜1，冷却抽滤，得白色固体4-三氟甲基烟酸146.2克，收率76.5％。
实施例8：4-三氟甲基烟酸制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入50克氢氧化钠和500mL水，搅拌均匀后，再加入上述实施例4制得的4-三氟甲基烟172.1克，搅拌控温100℃，固体溶解并变为淡黄色澄清溶液，然后停止搅拌用盐酸调节PH＜1，冷却抽滤，得白色固体4-三氟甲基烟酸161.9克，收率84.7％。
实施例9：4-三氟甲基烟酸制备。
在1000mL密闭的四口反应瓶中，加入150克氢氧化钠和500mL水，搅拌均匀后，再加入上述实施例4制得的4-三氟甲基烟172.1克，搅拌控温100℃，固体溶解并变为淡黄色澄清溶液，然后停止搅拌用盐酸调节PH＜1，冷却抽滤，得白色固体4-三氟甲基烟酸187.9克，收率98.3％。
Claims (2)
1.4-三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
(1)将乙烯基***、三氟乙酰氯和催化剂加入到反应器中搅拌，三氟乙酰氯是乙烯基***的摩尔量的1～2.5当量；催化剂用量是乙烯基***的1-1.5当量；反应温度是-10～30℃，反应时间为3～7小时；酰化得到4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮；所述的催化剂选择自三乙胺、三丁胺、N-甲基哌啶、吡啶和吡咯的一种或者几种；
(2)将上述得到的4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮同时添加3-氨基丙烯腈加入到反应器中搅拌，反应温度是50～100℃，反应时间为3～9小时；在催化剂的作用下进行环合化反应得到4-三氟甲基烟腈；催化剂用量是4-乙氧基-1,1,1-三氟-3-烯-2-酮的1-3当量；所述的催化剂选自氢氧化钠、氢氧化钾、氢化钠、甲醇钠、乙醇钠和叔丁醇钾的一种或者几种；
(3)将上述得到的4-三氟甲基烟腈加入到反应器中搅拌，反应温度是60～100℃，反应时间为5～10小时；加入1～5当量的碱催化下进行水解反应，然后酸化得到4-三氟甲基烟酸；
反应路线如下：
2.根据权利要求1中所述的4-三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中，所述的碱为氢氧化钠。
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