嘧菌酯中间体邻氰基苯酚的合成
- 格式:pdf
- 大小:114.95 KB
- 文档页数:11
杀菌剂氟嘧菌酯的合成郑怡倩;丁莉莉;汪鲁焱;余玉;刘安昌【摘要】以丙二酸二乙酯作为起始原料,依次经过氯化、氟化、环合得到3,5-二羟基-4-氟嘧啶,然后与三氯氧磷在回流作用下经过氯化反应,再与邻氯苯酚经过醚化反应得到4-氯-6-(2-氯苯氧基)-5-氟嘧啶,最后与E-(5.6-二氢-[1,4,2]-二噁嗪-3-基)-(2-羟基苯基)-甲酮-O-甲基肟发生醚化反应得到氟嘧菌酯.该合成工艺的总收率为33.2%.产品结构经1H NMR光谱鉴定.该工艺路线具有原料易得、易于控制、收率高等优势,适宜于工业化生产.%Using diethyl 2-chloro-malonate as starting material,the 3,5-dihydroxy-4-fluoropyrimidine was synthesized through chlorination, fluorination, and cyclization reaction, then the 4-Chloro-6-(2-chlorophenoxy)-5-fluoropyrimidine was generated by chlorinating the 3,5-dihydroxy-4-fluoropyrimidine in the presence of phosphine oxychloride under reflux,and etherifying with o-chlorophenol. The final product fluoxastrobinto was obtained through the reaction of 4-Chloro-6-(2-chlorophenoxy)-5-fluoropyrimidine with E-(5.6-Dihydro-[1,4,2]-dioxizin-3-yl)-(2-hydroxyphenyl)-methanone-O-methyloxime. The structure of the product was confirmed by nuclear magnetic spectroscopy. The total yield of this synthetic process was more than 33.2%. Due to the available raw materials,mild reactive conditions and high yields,the developed synthetic routes is suitable for the large-scale production in industry.【期刊名称】《武汉工程大学学报》【年(卷),期】2018(040)001【总页数】5页(P23-27)【关键词】氟嘧菌酯;杀菌剂;合成【作者】郑怡倩;丁莉莉;汪鲁焱;余玉;刘安昌【作者单位】武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430205;绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学),湖北武汉 430205;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430205;绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学),湖北武汉430205;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430205;绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学),湖北武汉 430205;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430205;绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学),湖北武汉 430205;武汉工程大学化工与制药学院,湖北武汉 430205;绿色化工过程教育部重点实验室(武汉工程大学),湖北武汉 430205【正文语种】中文【中图分类】TQ450氟嘧菌酯通用名称为luoxastrobin,商品名称为Fandango,化学名称是{2-〔6-(2-氯苯氧基)-5-氟嘧啶-4-基氧〕苯基}(5,6-二氢-1,4,2-二嗪-3-基)甲酮O-甲基肟,由拜耳公司1994年开发。
啶酰菌胺的合成工艺啶酰菌胺是一种具有抑制真菌活性的化合物,常用于农业中作为杀菌剂。
下面将介绍啶酰菌胺的合成工艺。
一、合成路线概述啶酰菌胺的合成主要分为三个步骤:第一步是邻硝基苯甲醛的合成,第二步是邻硝基苯甲醛与肼的反应生成邻硝基苯肼,第三步是啶酰菌胺的合成。
整个合成过程需要在严格无水的条件下进行,使用的原料和试剂需要尽可能纯净。
二、邻硝基苯甲醛的合成邻硝基苯甲醛是啶酰菌胺合成的重要中间体。
首先,将邻硝基氯苯与氢氧化钠在一定温度和压力下反应,生成邻硝基苯酚。
然后,将邻硝基苯酚与醋酐在酸性条件下反应,生成邻硝基苯甲醛。
这个过程中需要注意控制反应温度和时间,以及确保反应物料的纯度。
三、邻硝基苯肼的合成将邻硝基苯甲醛与肼在一定温度下反应,生成邻硝基苯肼。
这个过程中需要控制反应温度和时间,以及确保反应物料的纯度。
四、啶酰菌胺的合成将邻硝基苯肼与乙酸酐在酸性条件下反应,生成啶酰菌胺。
这个过程中需要注意控制反应温度和时间,以及确保反应物料的纯度。
同时,还需要进行后处理,包括产品的提纯、干燥等。
五、工艺优化为了提高啶酰菌胺的合成效率和质量,可以对上述合成工艺进行优化。
例如,可以通过选择合适的催化剂、优化反应条件、采用先进的分离技术等方式进行优化。
此外,还可以对原料和试剂进行筛选和改进,以提高产品的纯度和收率。
六、安全注意事项在进行啶酰菌胺的合成过程中,需要注意安全问题。
例如,使用的化学试剂可能具有腐蚀性、毒性等危险性质,需要采取相应的防护措施。
此外,在高温、高压等条件下进行反应时,需要特别注意操作安全。
为了确保安全生产和操作,需要对员工进行专业的安全培训和操作规程教育。
七、环保措施在啶酰菌胺的合成过程中,需要注意环保问题。
例如,产生的废气、废液等废弃物需要经过妥善处理后才能排放。
为了减少环境污染和资源浪费,需要采用环保型的生产工艺和技术,以及使用环保型的原料和试剂。
此外,还需要对生产过程中的能源消耗和水资源消耗进行优化和管理。
1~2年之内国内市场会有10几个“双草”产品推出。
目前国内市场中取得登记的5个“双草”产品都是在非耕地杂草上,含量比例大部分为5:1。
国内灭生性除草剂几乎都是登记在非耕地杂草上。
据统计,我国田园杂草有1450种,耕地主要杂草有31种,其余大部分都长在非耕地。
目前取得登记的5个“双草”产品在登记作物上都是非耕地。
根据2014年发起的联合试验的结果,草甘膦和草铵膦含量比例在3:1、4:1、5:1时,对多种杂草(如马唐、千金子等)都有相加作用。
目前取得登记的5个“双草”产品在含量上也差别不大,除了山东浩德的产品含量是3:1(草甘膦30%,草铵膦10%)外,其他4个产品量相同,都是5:1(草甘膦30%,草铵膦6%)。
预期未来国内作物领域的“双草”产品登记有望增加。
据ISAAA数据,全球范围内,2015、2016年,加拿大、澳大利亚、新西兰、韩国、中国台湾、日本、哥伦比亚、欧盟、南非、巴西、阿根廷、墨西哥、巴拉圭、菲律宾、越南等地区均有新增的耐“双草”转基因作物获批。
我们预期未来中国将有相应的“双草”除草剂产品登记问世。
按照2016年全球草甘膦折百用量71万吨,假设草甘膦与草铵膦复配的施用面积占草甘膦总施用面积的5%,复配比例10:1,则未来“双草”复配带来的草铵膦需求增量约3500吨。
未来随着草甘膦抗性问题的日趋扩大化,草甘膦复配将提升草铵膦的需求。
5.百草枯退出,草甘膦增量空间达10%以上。
由于百草枯对人畜的毒性,近年来世界各国相继出台了对百草枯的禁产令和禁售令。
中国于2014 年停止百草枯水剂登记,2016 年7 月起全面禁止在中国销售百草枯水剂。
另外,根据2017 年3 月十二届全国人大五次会议第3326 号建议的答复,截至目前,市场上仅有1 家浙江永龙具备百草枯生产资质(登记证号PD20131912),也将于2018 年9 月25 日到期。
2020年9月以后中国市场上不再有百草枯产品销售。
百草枯退出市场后,从生产成本和价格的角度来看,最有竞争力的依然是草甘膦。
嘧菌酯中间体邻氰基苯酚的合成
嘧菌酯中间体邻氰基苯酚的合成
陈强
摘要:邻氰基苯酚为医药和农药中间体,最近发现的杀菌剂嘧菌酯就使用其作为中间原料,嘧菌酯目前已发展为世界上销量最大的杀菌剂,所以中间体邻氰基苯酚有着广阔的市场前景。
本文采用邻羟基苯甲醛为起始原料,与羟胺硫酸盐在甲酸钠和甲酸存在下反应,得到含量较高的邻氰基苯酚,此工艺简单、成熟,可以进行工业化生产。
关键字:邻氰基苯酚、嘧菌酯、中间体
邻氰基苯酚可作为医药和农药中间体,特别最近发现的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂--嘧菌酯(azoxystzobin),需用邻氰基苯酚作原料。
嘧菌酯目前已发展为世界上销量最大的杀菌剂,它广泛用于谷物、水稻、葡萄、马铃薯、蔬菜、果树等,防治几乎所有真菌纲病害如白粉病、锈病、网斑病、黑星病等。
目前,邻氰基苯酚尚无生产,也未见研究报道,为此我们对这一产品
作详细的研究。
化学名称:邻氰基苯酚、邻羟基苯腈
C A主题索引名:Benzonitrile,2-hydroxy
CAS登录号:[611-20-1]
结构式:
分子式:C7H5NO
分子量:119.12
物化性质:白色固体,m.p.96-98℃
1.邻氰基苯酚的合成原理
邻氰基苯酚的化学结构比较简单,文献报导有以下几种合成路线:1.1方法一
邻羟基苯甲醛和硝基乙烷在醋酸钠和醋酸存在下反应,(Synthesis 1985,(5),510-512;C.A.104,206854f)
还有邻羟基苯甲醛和硝基乙烷在无水吡啶盐酸盐存在下反应,(Synthesis1981,739)
1.2方法二
邻羟基苯甲醛和羟胺硫酸盐在甲酸钠和甲酸存在下反应,(Ger.2014984;C.A.76,P14143e)
还有邻羟基苯甲醛和羟胺盐酸盐在甲酸钠和甲酸存在下反应,(J.C.S. 1965(Feb);P1564;C.A.62,13083f)
1.3方法三
邻羟基苯甲醛和反应,(Synthesis,1978,(4), 301-2;C.A.89,23913b)
1.4方法四
苯酚和甲基硫氰在三溴化硼和三氯化铝存在下反应,(EP257583;
C.A.109,73156j)
以上为合成邻氰基苯酚的四种方法,方法三和方法四由于要求高、收率低,所以没有实用价值;方法一和方法二的四种方法,其中方法一的二种方法很难合成出产品,杂质很多,文献恐有假;方法二的二种方法均能合成出产品,但羟胺盐酸法杂质比羟胺硫酸法多,因此我们选择了羟胺硫酸法合成邻氰基苯酚。
2.实验部分
2.1试剂与仪器
实验中使用的试剂均为工业一级品。
标准磨口玻璃仪器、电动搅拌器、恒温加热套、旋转蒸发仪、岛
津高效液相色谱仪等。
2.2合成实验
向装有搅拌器、回流冷凝器、温度计的四口反应瓶中投入174.3g98% (1.4mol)邻羟基苯甲醛和131.4g98%(2.8mol)甲酸,开启搅拌,加入一半量的71.0g97%(0.42mol)硫酸羟胺和100.2g95%(1.4mol)无水甲酸钠,开启加热套升温到90~100℃,有少量回流,维持1.5h后,停加热冷却到50℃,再加入一半量的71.0g97%(0.42mol)硫酸羟胺和100.2g95%(1.4mol)无水甲酸钠,再升温到90~100℃,保温15小时。
反应结束后,反应物在30℃下加入500g42%硫酸,析出固体,在0~10℃下充分冷却后抽滤,粗品再投入到反应瓶中,在30℃下加入280ml氯仿和140ml水搅拌溶解,用5%稀氢氧化钠溶液调节PH到5~6,分出有机相减压蒸除溶剂,得到棕黄色产品147.8g含量:96.29%收率:85.42%。
从中取出1/2产品73.9g投入到500ml的反应瓶中,加入350ml甲苯,搅拌加热到66℃完全溶解,继续搅0.5h,冷却到10℃抽滤,烘干,得到产品68.5g含量:98.0%收率:80.59%。
3.结果与讨论
3.1结果
以邻羟基苯甲醛为起始原料,经过反应、处理可以得到邻氰基苯酚含量:95%以上收率:85%左右。
3.2讨论
3.2.1摩尔比对反应的影响
在合成反应中,文献原料摩尔比较高增加了生产成本,但过量降低摩尔比会引起含量、收率和成本的变化,为此,我们进行了不同摩尔比的实验,结果见表1。
表1反应物摩尔比对反应的影响
摩尔比⑴
含量%⑵
收率%
成本元/吨
1
1.0:0.6:3.5:4.5
95.15
86.01
121876
2
1.0:0.6:3.0:3.5
85.55
107708
3
1.0:0.6:
2.0:
3.5 95.98
83.88
106823
4
1.0:0.6:
2.0:
3.0 9
4.89
84.87
101788
5
1.0:0.6:
2.0:2.5 95.55
85.10
97512
6
1.0:0.6:
2.0:2.0 96.18
85.41
7
1.0:0.6:
2.0:1.5
96.14
85.10
93100
8
1.0:0.6:
2.0:1.0
95.68
82.41
92431
注:⑴摩尔比为邻羟基苯甲醛:羟胺硫酸盐:无水甲酸钠:甲酸,⑵液相定量含量
由表1可以看出,随着摩尔比降低产品含量和收率基本稳定,但生产成本大大降低,原料邻羟基苯甲醛、羟胺硫酸盐、甲酸成本较贵,无水甲酸钠较为便宜,在摩尔比为1.0:0.6:2.0:2.0时成本下降幅度已经很小,继续降低摩尔比对反应无益,因此,反应摩尔比为1.0:0.6:2.0:2.0为宜。
3.2.2加料方式对反应的影响
采用不同的加料方式是为了稳定反应放热。
方法一:固体原料羟胺硫酸盐和无水甲酸钠一次性加料,由于加料量大,反应放热大,控温困难;方法二:液体原料邻羟基苯甲醛和甲酸混合滴加,由于反应原料液体较少,采
用滴加后搅拌不均测温不准;方法三:固体原料羟胺硫酸盐和无水甲酸钠分两批加料,分批加料后放热量少控温容易,由于三种方法对收率影响不大,所以加料方
式采用固体原料羟胺硫酸盐和无水甲酸钠分批加入法。
3.2.3产品处理方法对反应的影响
不同处理方法对产品的含量有一定影响,各有其优缺点。
表2不同处理方法对产品的影响
处理方法
含量%⑴
收率%
1
硫酸析出+氯仿萃取
95.40
84.18
2
氯仿萃取
91.40
82.60
注:⑴液相定量含量
方法一:反应结束后,混合物加入42%的硫酸,冷却析出粗品,粗品溶剂萃取后调PH,蒸除溶剂得到95%含量的邻氰基苯酚,此方法缺点是处理中产生强酸废水,废水处理比较困难。
方法二:反应结束后,混合物加溶剂萃取后调PH,除去溶剂后得到90%左右的产品,液相峰型差,缺点产品含量低。
本试验中由于要求得到95%含量的产品,所以采用了方法一进行实验处理。
通过甲苯重结晶产品含量可以提高到98%。
4结论
使用该方法合成邻氰基苯酚,产品纯度可以达到95%以上,收率在83~85%,操作过程简单,可以投入工业化生产。
参考文献
1.Sanjay N.KARMARKAR,Shriniwas L.KELKAR,Murzban S.,mun. 1985,(5),510-51
2.
2.Daniel DAUZONNE,Pierre DEMERSEMAN,Rene ROYER,mun. 1981,739.
3.DE.2014984
1。