联苯肼酯总结
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杀螨剂联苯肼酯的合成
1.联苯肼酯的介绍
联苯肼酯(化学名为3-(4-甲氧基联苯基-3-基)肼基甲酸异丙酯)是由美国尤尼罗
伊尔化学公司(康普顿集团公司)研制的一种新颖杀螨剂,主要作用于螨类的中枢神经
传导系统的γ-氨基丁酸(GABA)受体,对螨的各个生活阶段有效,非内吸性,具有杀卵
活性和对成螨的击倒活性(48~72h),持效期长,对植食性螨如叶螨、全爪螨等均有效,
具有触杀作用。其与现有商业化的杀螨剂无交互抗性,可用于防治苹果、桃子、葡萄、
核果、草莓和蛇麻草等作物上的二点叶螨和苹果全爪螨,对益螨及有益昆虫无害。毒性
低,对环境友好,较适合对昆虫的综合治理,有优异的防治作用。
2联苯肼酯的合成路线
路线1:4-羟基联苯与偶氮二甲酸异丙酯反应,经水解脱羧、甲氧基化反应得联苯肼酯,
该路线要使用危险的三氟化硼乙醚溶液,且水解脱羧时间长达4 d,反应周期长,总收率
低。
路线2:以3-溴-4-甲氧基联苯为起始原料,与二苯甲酮腙在醋酸钯的催化下得到二苯甲
酮-(甲氧基-{1,1'-联苯}-3-基)腙,然后水解,酰胺化得目的产物联苯肼酯。 该路线用
到昂贵的金属钯,难于实现工业化。
路线3:
A:
以4-羟基联苯为起始原料,经硝化、甲氧基化、硝基还原、重氮化和酰胺化反应得
到目的产物联苯肼酯,该路线虽然较长,但原料易得,反应条件温和,收率高,有利于
工业化,以下为合成步骤。
B:
以4-羟基联苯为起始原料,经硝化、烷基化、加氢、重氮化还原和酰化反应合成联
苯肼酯。 整个合成过程原料易得,价格相对低廉,化学原子经济性较
好,并且其对应的合成方法操作简单,收率较高,是比较适合工业化的联苯肼酯合成路
线。
C(专利)
路线4:以5-溴-2-甲氧基苯胺为初始原料,经重氮化、还原、酰化反应,最后在催化剂
的作用下与苯硼酸新戊烷乙二醇酯发生偶联反应生成联苯肼酯。
3. 联苯肼酯的合成步骤
选择路线3
A
3-硝基-4-羟基联苯的合成
水浴(≤30℃) 室温搅拌5h
滴加 95%的浓硝酸 2×100mL水洗 浓缩 冷却结晶 3-硝基-4-甲氧基联苯的合成 加热至60 ℃ 滴加 g硫酸二甲酯 滴加时间约3h 回流反应5 h 冷却至室温 盐水调pH 冰水浴 过滤干燥 3-氨基-4-甲氧基联苯的合成 升温至60 ℃ 滴加25g 80%的水和肼 滴加时间约2h 升温至80 ℃,反应3h 趁热过滤 冷却 干燥 乙醇重结晶 4-甲氧基-3-联苯基肼盐酸盐的合成 冷却至-5 ℃ 滴加15g亚硝酸钠水溶液 继续反应1h 加入 g亚硫酸钠水溶液 在-5 ℃下反应1 h 用KOH将pH调至11-13 升温至50 ℃ 加入21 g焦亚硫酸钠 用浓盐酸调节pH为 冷却至室温 50 ℃下反应2 h 至无气泡为止 过滤、干燥 联苯肼酯的合成 冷却至-2 ℃ 加入 g三乙胺 滴加 g氯甲酸异丙酯 -2 ℃下反应3 h 100mL分层 约30 min 水相用3×30mL甲苯,合并有机层 用2×50mL水洗 浓缩 34g 4-羟基联苯 120mL二氯乙烷
油状物 黄色固体
3-硝基-4-羟基联苯
无水碳酸钾
80mL乙醇
黄色固体
黄色晶体
3-硝基-4-甲氧基联苯
2g三氯化铁
2g活性炭
100 mL乙醇
红色溶液 淡黄色固体
白色固体
12g 3-氨基-4-甲氧基联苯
75mL水
浓盐酸
灰白色固体
10g 4-甲氧基-3-联苯基肼盐酸盐
100mL甲苯
淡黄色固体收率%
无水硫酸钠干燥
B:
向250mL的三口烧瓶中加入5g的对羟基联苯、25 mL的甲基叔丁基醚(MTBE),温度
控制在30℃混合搅拌5min。将4mL硝酸10mL甲基叔丁基醚混合后,在1h内滴加到上述
体系中,滴加完毕继续搅拌3h。 TLC检测,反应结束。 将体系倒入300mL冰水中,搅
拌5min。 此时会有大量固体析出,抽滤,干燥,得到黄色固体3-硝基-4-羟基联苯。
将3-硝基-4-羟基联苯固体5g与40mL碳酸二甲酯、四丁基溴化铵(TBAB)和碳酸钾搅
拌混匀,升温至100℃回流48h,TLC检测,反应结束。 将体系冷却至室温,向体系中滴
加HCl溶液,调至pH值4-6,此时体系无气泡冒出。将体系倒入200mL冰水中,析出大
量固体,抽滤,干燥,得到黄褐色固体3-硝基-4-甲氧基联苯。
将所得的5g 3-硝基-4-甲氧基联苯加入到反应瓶中,加入20 mL甲醇,5%雷尼镍,
在60℃和 MPa氢气下反应3h,TLC检测显示反应完成后,真空旋转蒸发除去甲醇,即得
所需产品化合物3-氨基-4-甲氧基联苯。
将3g 3-氨基-4-甲氧基联苯与HCl-H2O(30mL+30mL,盐酸为质量分数为%的浓盐酸)
室温下混合搅拌均匀,然后冰水浴冷却至0℃。 将 NaNO2的水溶液缓慢滴加到体系中,
后检测无原料剩余。将的SnCl2溶解在25 mL浓盐酸中,冷却至-20℃,慢慢滴加到重氮
盐溶液中去,此时溶液温度上升,渐渐黏稠。 不断滴加SnCl2盐酸溶液,呈黄色浑浊,
搅拌1h后,呈灰白色浑浊。 将固体过滤,真空干燥,得到4-甲氧基-3-联苯基肼。
将4-甲氧基-3-联苯基肼基盐酸盐固体与20mL甲苯冰浴下混合,然后加入吡啶,体
系变黄。0℃下将氯甲酸异丙酯与5mL甲苯的混合溶液加入到上述体系中,然后反应1 h。
TLC检测,反应结束,体系用水洗涤2次。 水相用甲苯萃取,萃取液和原先的甲苯相混
合,减压旋蒸,得到淡褐色的固体联苯肼酯,收率为70%。
4.总结
由于王元元的所得联苯肼酯的收率过低,所以不考虑其合成路线。比较于福强、刘
安昌联苯肼酯的最佳合成工艺,都是以4-羟基联苯为起始原料合成联苯肼酯,反应分为
五步。两者的原料易得、价格低廉,反应条件温和,收率高,且有利于工业化。于福强
的合成工艺虽然实验时间较长,但是有48小时为回流时间,操作仅有九个小时,而刘安
昌的操作时间约有25个小时,操作较为繁琐。且于福强的方案与所查专利基本相同,其
中肼盐不处理直接进行酰化反应缩短了实验步骤,明显提高了收率,除此之外,反应转
化率也高,反应体系不杂易进行纯化处理。综合上述因素,选择刘安昌的B方案合成。