专利名称：一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法
技术领域：
本发明属于有机化合物的合成的领域，具体为一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法。
背景技术：
2-氯_2_氯甲基-4-氰基丁醒是“2_氯_5_氯甲基卩比唳”的如体，后者是农药吡虫啉、啶虫脒、烯啶虫胺、哌虫啶、环氧虫啶等多种新烟碱类农药的重要中间体。制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的传统方法是双环戊二烯裂解成“环戊二烯”与丙烯醛加成后，再与丙烯腈进行Michael加成，然后再裂解成“2_亚甲基_4_氰基-丁醛”，最后氯化成“2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛”。这种制备方法的工艺路线长，繁琐，收率50 %，产物 的含量90%。美国瑞利公司开发以丙烯醛、环戊二烯为起始原料，通过环合路线直接合成2-氯-5-氯甲基吡啶，避免了环上异构体和侧链异构体。第一步反应中由环戊二烯和丙稀醛发生狄尔斯-阿尔德(Diels-Alder)反应得到的中间产物5-降冰片烯-2-醛；第二步反应中由5-降冰片烯-2-醛和丙烯腈发生麦克尔(Michael)加成反应中的氰乙基化反应，是亲核的碳负离子(电子给体)与亲电的共轭体系(电子受体)进行的共轭加成反应，得到2-氰乙基-5-降冰片稀-2-醛。第三步在邻苯二甲酸二辛酯混合物加热，在氮气流中脱气后，蒸馏后得无色液体即为2-亚甲基-4-氰基丁醛。第四步氯化，生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛；第五步环合，在五氯化磷和无水氯化氢条件下环合得到2-氯-5-氯甲基吡啶。这种反应路线存在反应物成本高、步骤繁琐的问题。本发明是在国家科技支撑计划课题(2011BAE06B01)的资助下完成的。
发明内容
针对现有制备方法中的不足，本发明的目的是提供一种制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛的方法。为实现本发明的目的，具体技术方案为一种制备2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛的方法，包括以下步骤I)氯化加成反应向丙烯醛溶液中通入氯气反应，生成2，3- 二氯丙醛；2)Michael (麦克尔)加成反应将步骤I)所得产物溶于有机溶剂中与丙烯腈进行反应，反应的催化剂为有机碱/无机碱和叔丁醇/叔丁醇的盐，即催化剂是碱和叔丁醇的组合或碱和叔丁醇盐的组合，反应生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛。其中，所述步骤I)中丙烯醛溶液的溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氯甲烷或溴代乙烷中的一种。其中，所述步骤I)中溶剂与丙烯醛的体积比为5 20 I。其中，所述步骤I)反应的温度控制为-5 0°C。其中，所述步骤2)中有机溶剂是甲苯、二甲苯、氯苯或二氯苯中的一种。
其中，所述步骤2)中有机碱催化剂是三乙胺或季铵碱，无机碱催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾。其中，所述步骤2)中丙烯腈是连续加入到反应物中，加入的速度为O. 15 O. 25g/min0其中，所述步骤2)的反应温度为25 30°C，反应时间为3 4小时。其中，所述步骤2)中反应物的转化率达到96 99%时停止反应。其中，所述步骤2)还包括反应后加入盐酸中和，然后加入盐水洗涤分层，取有机层，除去溶剂的步骤。本发明的优良效果在于设计了通过丙烯醛氯化加成先生成“2，3_ 二氯丙醛”，然后，再与丙烯腈进行 Michael加成反应，生成“2_氯_2_氯甲基_4_氰基丁醛”的路线，大幅度地提高了反应收率,降低了生产成本,提高了产品质量；通过选择Michael加成反应阶段的合适的催化剂和溶剂，缩短了加成反应时间，较好地抑制了副产物，如丙烯腈聚合类物质，获得了 70%以上的收率(以2，3_ 二氯丙醛计)。
具体实施例方式以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
权利要求
1.一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛的方法，其特征在于，包括以下步骤 1)氯化加成反应向丙烯醛溶液中通入氯气反应，生成2，3-二氯丙醛； 2)Michael加成反应将步骤I)所得产物溶于有机溶剂中与丙烯腈进行反应，反应的催化剂为有机碱/无机碱和叔丁醇/叔丁醇的盐，生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛。
2.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中丙烯醛溶液的溶剂为氯仿、二氯乙烷、二氯甲烷或溴代乙烷中的一种。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤I)中溶剂与丙烯醛的体积比为5 20 I。
4.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤I)反应的温度控制为-5 0°C。
5.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中有机溶剂是甲苯、二甲苯、氯苯或二氯苯中的一种。
6.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中有机碱催化剂是三乙胺或季铵碱，所述无机碱催化剂是氢氧化钠或氢氧化钾。
7.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中丙烯腈是连续加入到反应物中，加入的速度为O. 15 O. 25g/min。
8.如权利要求I所述的方法，其特征在于，所述步骤2)的反应温度为25 30°C，反应时间为3 4小时。
9.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)中反应物的转化率达到96 99%时停止反应。
10.如权利要求I或2所述的方法，其特征在于，所述步骤2)还包括反应后加入盐酸中和，然后加入盐水洗涤分层，取有机层，除去溶剂的步骤。
全文摘要
本发明提供一种制备哌虫啶中间体的前体2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛的方法，包括以下步骤1)氯化加成反应向丙烯醛溶液中通入氯气反应，生成2，3-二氯丙醛；2)Michael加成反应将步骤1)所得产物溶于有机溶剂中与丙烯腈进行反应，反应的催化剂为有机碱或无机碱，以及叔丁醇或叔丁醇的盐，生成2-氯-2-氯甲基-4-氰基-丁醛。本发明设计了通过氯化加成先生成“2，3-二氯丙醛”，再与丙烯腈进行Michael加成反应，生成“2-氯-2-氯甲基-4-氰基丁醛”的路线，提高反应收率，降低生产成本；通过选择合适的催化剂和溶剂，缩短了加成反应时间，较好地抑制了副产物，获得了70％以上的收率。
文档编号C07C255/17GK102766070SQ20121018482
公开日2012年11月7日 申请日期2012年6月6日 优先权日2012年4月26日
发明者吴重言, 安礼涛, 徐其文, 金爱平 申请人:江苏克胜集团股份有限公司, 淮阴师范学院