专利名称：2-特丁基亚氨基-3-异丙基-5-苯基-1,3,5-噻二嗪-4-酮的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种2-特丁基亚氨基-3-异丙基-5-苯基-1，3，5-噻二嗪-4-酮(简 称噻嗪酮)的合成方法。
背景技术：
噻嗪酮是一种昆虫生长调节剂，属昆虫蜕皮抑制剂，通过抑制壳多糖合成和干扰 新陈代谢，使害虫不能正常蜕皮和变态而逐步死亡，具有高活性、高选择性、长持效期的特 点，主要用于防治水稻叶蝉和虱，马铃薯叶蝉，柑橘、棉花和蔬菜粉虱，柑橘盾蚧和粉蚧。现有技术中，噻嗪酮制备，常常是由N-甲基苯胺与光气、氯气反应制得中间体 N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯，然后再与1-异丙基-3-特丁基硫脲反应制得，例如中国专 利 CN101177418 公开了 该方法以N_甲基苯胺为原料经过3步反应制备噻嗪酮，总收率为47%。所用起始 原料N-甲基苯胺是由苯胺制备，若以苯胺为起始原料制备噻嗪酮需要4步反应，反应步骤 较多，总收率会更低。
发明内容
本发明的目的是提供一种反应步骤少、收率较高的2-特丁基亚氨基-3-异丙 基-5-苯基-1，3，5-噻二嗪-4-酮的合成方法。本发明的合成路线如下
3 本发明以苯胺为初始原料，包括以下步骤(1)将苯胺与有机溶剂加入到反应瓶中，在温度为20°C 90°C，滴加甲醛溶液，滴 加完毕后，在温度为20°c 90°C继续反应15 120min，加热升温至回流，分水0. 5 3h， 蒸除溶剂，冷却至室温，过滤得到苯胺甲叉；其中苯胺与甲醛的摩尔比为1.0 1.0 3.0; 有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯；(2)将步骤1)得到的苯胺甲叉、有机溶剂和催化剂加入到反应瓶中，在温度0°C 70°C，滴加酰氯化试剂，滴加完毕后，在温度为0°C 70°C继续反应lh 4h，过滤除去不溶 物，蒸除溶剂后，冷却至室温，过滤得到N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯；其中苯胺甲叉与酰 氯化试剂、催化剂的摩尔比为1.0 1.02 3.0 0. 1 0.6 ；有机溶剂为苯、甲苯、乙酸 乙酯或1，2_ 二氯乙烷；酰氯化试剂为固体光气或者光气；催化剂为三乙胺、吡啶或N，N-二 甲基苯胺；(3)将N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的甲苯混合溶 液，在温度30°C 35°C滴加到质量浓度为30% 40%的碳酸氢铵溶液中，并在反应温度 30°C 35°C反应8h，反应结束，静置分层，油层经水洗，负压蒸除甲苯后，加入乙醇，静置、 过滤步骤，得目标产物；其中N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的 摩尔比为1 1. 0 1. 2。本发明的优选的噻嗪酮的合成方法，包括以下步骤(1)将苯胺与有机溶剂加入到反应瓶中，在温度为70°C，滴加甲醛溶液，滴加完毕 后，在温度为70°C继续反应45min，加热升温至回流，分水2h，蒸除溶剂，冷却至室温，过滤 得到苯胺甲叉；其中苯胺与甲醛的摩尔比为1.0 1.3;有机溶剂甲苯；(2)将步骤1)得到的苯胺甲叉、有机溶剂和催化剂加入到反应瓶中，在温度45°C， 滴加酰氯化试剂，滴加完毕后，在温度为45°C继续反应2h，过滤除去不溶物，蒸除溶剂后， 冷却至室温，过滤得到N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯；其中苯胺甲叉与酰氯化试剂、催化剂 的摩尔比为1.0 1.2 0.3;有机溶剂为乙酸乙酯；酰氯化试剂为固体光气；催化剂为吡 啶或者N，N-二甲基苯胺；(3)将N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的甲苯混合溶 液，在温度30°C 35°C滴加到质量浓度为37. 5%的碳酸氢铵溶液中，并在反应温度30°C 35°C反应8h，反应结束，静置分层，油层经水洗，负压蒸除甲苯后，加入乙醇，经静置、过滤步 骤，得目标产物；其中N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的摩尔比 为 1 1. 1。本发明的噻嗪酮的合成方法，其特征在于步骤1)将甲醛溶液与有机溶剂加入到反应瓶中，在温度为20°C 90°C，滴加苯胺；步骤2)将酰氯化试剂、有机溶剂和重量50% 催化剂加入反应瓶中，滴加步骤1)所得苯胺甲叉、有机溶剂和另一份的重量50%催化剂的 混合液。本发明具有以下优点本发明使用廉价易得的苯胺和甲醛为起始原料，经苯胺甲叉制备中间体N-氯甲 基-N-苯基胺基甲酰氯，N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲环化 合成噻嗪酮。该方法反应步骤少，工艺简单，收率和含量都较高，收率可达92. 5%,含量可达 到98. 5%，以起始原料苯胺计总收率达到71. 1%。中国专利CN101177418公开的方法制备 目标化合物含量为95%，以N-甲基苯胺计该方法的总收率为47%，若以苯胺计总收率则更 低。
具体实施例方式以下结合实施例对本发明做进一步详述，说明。实施例11)苯胺甲叉的合成将92. 5mL(1.0mol)苯胺和300mL甲苯加入到500mL的四口瓶中，加热升温至 70°C，滴加94mL37% (1. 25mol)的甲醛溶液，滴加完毕后，在温度70°C继续反应30min，升温 至回流，分水3h，负压蒸除甲苯，冷却至室温，过滤得到苯胺甲叉92. 3g，收率87.9%，含量
97.5%。2)N_氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的合成将215. 4g(2. Omol)苯胺甲叉和1500mL乙酸乙酯加入到3000mL的四口瓶中，搅拌 下加热升温，在温度45°C加入65mL(0. 8mol)吡啶后，滴加溶有240g(0. 78mol)固体光气的 590mL乙酸乙酯溶液，滴加完毕后，在温度45°C继续反应3h，停止反应，冷却至室温，过滤， 滤饼用乙酸乙酯洗涤两次，合并滤液，负压蒸除乙酸乙酯后，加入100mL正己烷，静置、过滤 得到357. 0g浅黄色晶体，收率87. 5%，含量94. 0%。3)噻嗪酮的合成将240g(3. Omol)碳酸氢铵和400mL水加入到2000mL的四口瓶中，可以搅拌使碳 酸氢铵加速溶解，在温度为30°C 35°C滴加溶有217. 0g(l. Omol)N-氯甲基_N_苯基胺基 甲酰氯与192. 0g(l. lmol) 1-异丙基-3-特丁基硫脲的720mL甲苯溶液，滴加时间2h，滴加 完毕后在温度30°C 35°C继续反应8h，反应结束，静置分层，油层每次用100mL水洗，洗涤 两次，负压蒸除甲苯后，加入300mL乙醇，静置、过滤得目标产物284. 5g，收率92. 5%，含量
98.5%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为71. 1%，含量为98. 5%。结构鉴定红外光谱(溴化钾压片，cnT1):3007，2957，1665，1621，1395，1280，1226，694。i-WR (400MHz，CDCl3，6ppm) 7. 37 (2H, ph_H)，7. 32 (2H, ph_H)，7. 22 (1H, ph_H)， 4. 76 (2H, S-C-H)，4. 65 (1H, N-C-H)，1. 48 (6H, N_C_ (CH3) 2)，1. 33 (9H, N_C_ (CH3) 3)。MS:305(M)。元素分析(％ ):
理论值:C62. 92，H 7. 59，N 13. 76 ；实测值:C62. 80，H 7. 71，N 13. 38。实施例21)苯胺甲叉的合成将92. 5mL(l. Omol)苯胺和300mL甲苯加入到500mL的四口瓶中，温度在20°C滴 加75mL37% (1. 05mol)的甲醛溶液，滴加完毕后，在温度为20°C继续反应15min，升温至回 流，分水30min，负压蒸除甲苯，冷却至室温，过滤得到苯胺甲叉84. 3g，收率80. 3 %，含量 96. 7%。2)N_氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的合成将215. 4g(2. Omol)苯胺甲叉和1500mL乙酸乙酯加入到3000mL的四口瓶中，搅 拌，在温度为0°c加入17mL(0. 2mol)吡啶后，滴加溶有206g(0. 68mol)固体光气的590mL乙 酸乙酯溶液，滴加完毕后，在温度为0°C继续反应lh，过滤，滤饼分别用100mL乙酸乙酯洗涤 两次，合并滤液，负压蒸除乙酸乙酯后，加入100mL正己烷，静置、过滤得到330. 9g浅黄色晶 体，收率81. 1%，含量93.6%。3)噻嗪酮的合成将240g(3. Omol)碳酸氢铵和400mL水加入到2000mL四口瓶中，可以搅拌使碳酸 氢铵加速溶解，在温度为30°C 35°C滴加溶有217. 0g(l. Omol)N-氯甲基_N_苯基胺基甲 酰氯与175. 8g(l. Omol) 1-异丙基-3-特丁基硫脲的甲苯溶液，滴加时间2h，滴加完毕后， 在温度为30°C 35°C继续反应8h，反应结束后静置分层，油层每次用100mL水洗，洗涤两 次，负压蒸除甲苯后，加入300mL乙醇，静置、过滤得目标产物283. 0g,收率92. 0 %，含量 98. 1%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为59. 9%，含量为98. 1%。实施例31)苯胺甲叉的合成将92. 5mL (1. Omol)苯胺和300mL甲苯加入到500mL的四口瓶中，加热升温 至90°C，滴加224.8mL37% (3. Omol)的甲醛溶液，滴加完毕后，在温度为90°C继续反应 120min,升温至回流，分水3h，负压蒸除甲苯，冷却至室温，过滤得到苯胺甲叉91. 2g，收率 86. 9%，含量 97. 3%02)N_氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的合成将215. 4g(2. Omol)苯胺甲叉和1500mL乙酸乙酯加入到5000mL的四口瓶中，搅 拌加热升温，在温度为70°C加入97mL(l. 2mol)吡啶后，滴加溶有606g(2. Omol)固体光气 的1200mL乙酸乙酯溶液，滴加完毕后，在温度为70°C继续反应4h，冷却至室温，过滤，滤饼 用乙酸乙酯洗涤两次，合并滤液，负压蒸除乙酸乙酯，加入100mL正己烷，静置、过滤得到 357. 8g浅黄色晶体，收率87.7%,含量93. 5%.3)噻嗪酮的合成将240g(3. Omol)碳酸氢铵和400mL水加入到2000mL四口瓶中，可以搅拌使碳酸 氢铵加速溶解，在温度为30°C 35°C滴加溶有217. 0g(l. Omol)N-氯甲基_N_苯基胺基甲 酰氯与210. 9g(l. 2mol) 1-异丙基-3-特丁基硫脲的720mL甲苯溶液，滴加时间2h，滴加完 毕后，在温度为30°C 35°C继续反应8h，反应结束后静置分层，油层每次用lOOmL水洗，洗
6涤两次，负压蒸除甲苯后，加入300mL乙醇，静置、过滤得目标产物282. 0g，收率91.7%，含 量 97. 8%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为69. 9%，含量为97. 8%。实施例4本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤1)中，将94mL37%的甲醛溶 液和300mL甲苯加入到500mL的四口瓶中，温度在70°C，滴加92. 5mL苯胺，滴完后，在温度 为70°C继续反应30min，回流分水2h。苯胺甲叉收率为86. 2%，含量为96. 7%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为68. 9%，含量为98. 0%。实施例5本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤1)中将94. 8g(3. Omol)多聚 甲醛、138. 7g无水乙醇和3. 0g三乙胺加入到1000mL四口瓶中，升温至90°C，反应30min。加 入500mL甲苯，升温至回流，滴加187. 2g(2. Omol)苯胺，滴加完毕后，在温度为90°C继续反 应30min，分水约2h，负压蒸除甲苯，冷却至室温，过滤得到白色固体185. 7g。收率88. 3%, 含量97. 2%0以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为70. 3%，含量为98. 1%。实施例6本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤1)中所用溶剂为苯，滴加温 度为30°C，回流分水3h。收率85. 3%，含量97. 3%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为69. 0%，含量为97. 4%。实施例7本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤1)中所用溶剂为二甲苯。收 率 86.0%，含量 97. 1%0以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为69. 6%，含量为97. 8%。实施例8本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤2)中，将240g固体光气、 1000mL乙酸乙酯和15mL吡啶加入到3000mL四口瓶中，搅拌下加热升温至45 °C，滴加 215. 4g苯胺甲叉、800mL乙酸乙酯和15mL吡啶的混合液，滴加完后，在温度为45°C继续反应 3h。N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的收率为88. 1%，含量92.0%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为70. 9%，含量为98. 0%。实施例9本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤2)中所用的催化剂为三乙 胺，收率80. 1%，含量92. 3%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为64. 8%，含量为97. 9%。实施例10本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤2)所用的催化剂为N，N- 二 甲基苯胺，收率82. 3%，含量92. 3%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为66. 9%，含量为97. 9%。实施例11本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤2)中所用溶剂为苯，收率
780. 3%，含量 92. 1%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为65. 3%，含量为97. 7%。实施例12本发明的操作与实施例1基本相同，所不同的是步骤2)中所用的溶剂为甲苯。 N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的收率为86.6%，含量为92.8%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为69. 7%，含量为98. 1%。实施例13本发明的操作与实施例8基本相同，所不同的是步骤2)中所用的溶剂为1，2_ 二 氯乙烷。N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯的收率为82.5%，含量为92.0%。以苯胺计合成噻嗪酮的总收率为66. 7%，含量为98. 0%。
8
权利要求
一种2-特丁基亚氨基-3-异丙基-5-苯基-1，3，5-噻二嗪-4-酮的合成方法，该方法以苯胺为原料，包括以下步骤(1)将苯胺与有机溶剂加入到反应瓶中，在温度为20℃～90℃，滴加甲醛溶液，滴加完毕后，在温度为20℃～90℃继续反应15～120min，加热升温至回流，分水0.5～3h，蒸除溶剂，冷却至室温，过滤得到苯胺甲叉；其中苯胺与甲醛的摩尔比为1.0∶1.0～3.0；有机溶剂为苯、甲苯或二甲苯；(2)将步骤1)得到的苯胺甲叉、有机溶剂和催化剂加入到反应瓶中，在温度0℃～70℃，滴加酰氯化试剂，滴加完毕后，在温度为0℃～70℃继续反应1h～4h，过滤除去不溶物，蒸除溶剂后，冷却至室温，过滤得到N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯；其中苯胺甲叉与酰氯化试剂、催化剂的摩尔比为1.0∶1.02～3.0∶0.1～0.6；有机溶剂为苯、甲苯、乙酸乙酯或1，2-二氯乙烷；酰氯化试剂为固体光气或者光气；催化剂为三乙胺、吡啶或N，N-二甲基苯胺；(3)将N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的甲苯混合溶液，在温度30℃～35℃滴加到质量浓度为30％～40％的碳酸氢铵溶液中，并在反应温度30℃～35℃反应8h，反应结束，静置分层，油层经水洗，负压蒸除甲苯后，加入乙醇，经静置、过滤步骤，得目标产物；其中N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的摩尔比为1∶1.0～1.2。
2.根据权利要求1所述噻嗪酮的合成方法，其特征是(1)将苯胺与有机溶剂加入到反应瓶中，在温度为70°C，滴加甲醛溶液，滴加完毕后， 在温度为70°C继续反应45min，加热升温至回流，分水2h，蒸除溶剂，冷却至室温，过滤得到 苯胺甲叉；其中苯胺与甲醛的摩尔比为1.0 1.3;有机溶剂为甲苯；(2)将步骤1)得到的苯胺甲叉、有机溶剂和催化剂加入到反应瓶中，在温度45°C，滴加 酰氯化试剂，滴加完毕后，在温度为45°C继续反应2h，过滤除去不溶物，蒸除溶剂后，冷却 至室温，过滤得到N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯；其中苯胺甲叉与酰氯化试剂、催化剂的摩 尔比为1.0 1.2 0.3;有机溶剂为乙酸乙酯；酰氯化试剂为固体光气；催化剂为吡啶或 者N，N-二甲基苯胺；(3)将N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的甲苯混合溶液，在 温度30°C 35°C滴加到质量浓度为37. 5%的碳酸氢铵溶液中，并在反应温度30°C 35°C 反应8h，反应结束，静置分层，油层经水洗，负压蒸除甲苯后，加入乙醇，经静置、过滤步骤， 得目标产物；其中N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯与1-异丙基-3-特丁基硫脲的摩尔比为 1 1. 1。
3.根据权利要求1所述噻嗪酮的合成方法，步骤1)将甲醛溶液与有机溶剂加入到反应 瓶中，在温度为20°C 90°C，滴加苯胺；步骤2)将酰氯化试剂、有机溶剂和重量50%催化 剂加入反应瓶中，滴加步骤1)所得苯胺甲叉、有机溶剂和另一份的重量50%催化剂的混合 液。
全文摘要
本发明公开一种2-特丁基亚氨基-3-异丙基-5-苯基-1，3，5-噻二嗪-4-酮(噻嗪酮)的合成方法。本发明以苯胺为初始原料，与甲醛溶液(或者多聚甲醛)发生缩合反应生成苯胺甲叉，苯胺甲叉与光气在有机碱的催化下发生加成反应生成N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯，N-氯甲基-N-苯基胺基甲酰氯再与1-异丙基-3-特丁基硫脲发生环化反应生成噻嗪酮。本发明的合成方法制备的噻嗪酮纯度达到98.5％以上，总收率达到71.1％以上。本发明主要用于噻嗪酮的制备，对提高产品质量，降低生产成本具有实际意义。
文档编号C07D285/34GK101863859SQ201010197778
公开日2010年10月20日 申请日期2010年6月11日 优先权日2010年6月11日
发明者刘康云, 孙侨南, 宁斌科, 李勇智, 李宗英, 王列平, 王月梅, 薛超, 许诚, 赵建平, 鲁鸣久 申请人:西安近代化学研究所