一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法与流程

文档序号:15499897发布日期:2018-09-21 22:26阅读:452来源:国知局

本发明涉及一种杀螨剂,尤其涉及一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法。



背景技术:

噻螨酮,结构式:。噻螨酮原药无气味的浅黄色或白色晶体,纯品为无水结晶,熔点108-108.5℃,蒸气压0.0034mpa(20℃),20℃时溶剂中溶解度(g/l)为:水0.0005,氯仿1379,二甲苯362,甲醇206,丙酮160,乙腈28.6,己烷4。对热和光,以及酸性和碱性介质均稳定。300℃以下稳定。水溶液日光下降解半衰期dt5016.7天。

噻螨酮自日本曹达公司开发并投放市场以来,一直畅销不衰。日本曹达公司的合成路线是:以赤-2-氨基-1-(对氯苯基)丙醇盐酸盐(a)为起始原料,经硫酸缩合脱水而生成赤-[2-氨基-1-(对氯苯基)]丙基硫酸酯(赤-硫酸酯)(b),然后与氧硫化碳闭环生成取代的反式噻唑烷酮(c),后者再与环己基异氰酸酯加成而得到最终产物噻螨酮(m)。该合成工艺所用的起始原料需经多步化学反应合成;其关键性中间体反式噻唑烷酮(c)由中间体赤-硫酸酯(b)与氧硫化碳进行关环反应制备,由于氧硫化碳需通过一氧化碳同硫磺蒸汽作用而得到,一氧化碳为剧毒气体,对工艺设备和操作均有严格要求,而且污染环境。因此,该合成工艺存在有工艺流程复杂、合成难度大、操作不安全、污染环境、成本高等缺点。

另外有报道以赤-2-氨基-1-(对氯苯基)丙醇盐酸盐(a)为原料,在碱存在下与二硫化碳及苄氯反应生成化合物(d),反应产物d在二氯甲烷中与氯化亚砜一起进行化合反应生成(e),然后,将生成物e在盐酸水溶液中加热进行回流开环成酮反应生成(f),再经环合得取代的反式噻唑烷酮(c),最后再与环己基异氰酸酯加成而得到最终产物噻螨酮(m)。此路线反应步骤长、操作繁琐、污染较大、收率也低,不适合工业化生产。

为试图克服现有生产工艺的不足,实现自动化生产控制,急需研制出一种新的噻螨酮合成工艺。



技术实现要素:

为解决上述技术问题,本发明提供一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法。

一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法,它包括以下步骤:

在常压碱性条件下,在反应烧瓶中2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐与二硫化碳发生环化反应,生成5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮;在反应烧瓶中投入甲苯、5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮、催化剂,再滴加环己基异氰酸酯,发生加成反应,得噻螨酮产品。

进一步的,所述2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐与二硫化碳的摩尔比为1:1-1.5,5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮与环己基异氰酸酯的摩尔比为1:1-1.05。

进一步的,所述加成反应中的催化剂为dbu、三乙胺、n,n-二乙基苯胺中一种。

进一步的,所述环化反应是将2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐、5-40%氢氧化钾溶液、二硫化碳加入反应烧瓶中,控制温度在25-100℃,保温反应3-10小时,取样中控,合格后减压将水脱除,再加甲醇重结晶得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮。

进一步的,所述5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮是5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮在甲醇氢氧化钠溶液中,控制反应温度在0-40℃,滴加双氧水,滴加时间3-10小时,加完后保温反应1-2小时,取样中控,合格后降温到0-10℃以下,抽滤得到。

进一步的,所述2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐是以甲苯为溶剂,20-98%的硫酸与2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐升温至114℃回流脱水,然后降温至25-30℃,抽滤得到。

进一步的,所述2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐是由对氯苯丙酮胺盐酸盐在水溶液中,控制温度0-30℃,通入氮气保护,慢慢加入还原剂硼氢化钠或者硼氢化钾固体,加完后在0-30℃保温,取样合格后,调节ph值到中性,然后减压将水脱除,再加入无水乙醇冷却结晶,过滤,干燥得到。

进一步的,酮胺盐酸盐由对氯苯丙肟甲苯液加入缚酸剂,在0-30℃,滴加甲磺酰氯,进行酯化反应,然后加入甲醇钠和催化剂,在0-50℃保温反应,再加水分层,有机相用盐酸成盐,离心得到。

进一步的,催化剂选用四丁基溴化铵、三乙基苄基氯化胺、十二烷基苯磺酸钠、聚乙二醇中的一种。

进一步的,对氯苯丙肟是以甲醇为溶剂,加入缚酸剂,对氯苯丙酮与盐酸羟胺肟化得到。

上述缚酸剂采用氢氧化钠、碳酸钠、氢氧化钾、碳酸钾或三乙胺。

本发明的一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法,经

(1)肟化反应

(2)重排反应

(3)还原反应

(4)酯化反应

(5)环化反应

(6)氧化反应

(7)加成反应

,最终得到产物噻螨酮。

与现有技术相比,本发明的有益效果:采用在常压碱性条件下2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐与二硫化碳成环技术,替代有毒有污染的硫氧化碳成环工艺,大大降低了酸性废水的排放,常压反应取代加压反应更利于工业化大生产;本工艺没有了致癌原材料苄氯,从而避免了有毒及催泪性产物苄硫醇的生产,改善了生产环境,降低了环境污染;本工艺反应温和,工艺流程短、收率高,得到噻螨酮原药的含量在98%以上。

附图说明

图1是本发明的色谱图。

具体实施方式

为了加深对本发明的理解,下面结合具体实施方式进行详细描述,本说明书中描述的实施例仅用于解释本发明,并非用来限定本发明。

实施例1

本发明的一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法,它包括以下步骤:

(1)肟化反应

在500ml四口烧瓶中投入甲醇200ml、对氯苯丙酮34.06g(0.2mol)、盐酸羟胺14.46g(0.204mol),升温回流反应,反应完毕后降温,加入氢氧化钠8.08g(0.2mol)中和至ph=7,然后减压回收甲醇,再加入甲苯200ml、水100ml,搅拌溶解30min,静置分层,分出水层后,有机相升温回流脱尽水份,得到对氯苯丙肟甲苯液;

(2)重排反应

将上步肟化反应所得对氯苯丙肟甲苯液加入三乙胺20.44g(0.2mol),降温至5±3℃,滴加甲磺酰氯23.38g(0.2mol),滴加完毕,保温反应1小时,然后加入水100g,搅拌溶解30min,分去水层,有机相加入28%的甲醇钠38.57g(0.2mol)和四丁基溴化铵0.5g,控制温度在25±3℃反应5小时,再加入水100g,搅拌30min,静置分层,有机相控制温度在25±3℃,滴加31%的盐酸23.55g(0.2mol),加完保温反应1小时,抽滤,干燥,得到酮胺盐酸盐43.56g(0.19mol),含量96%;

(3)还原反应

在500ml四口烧瓶中,先加入水250g,再投入酮胺盐酸盐43.56g,溶解均匀后,冷却降温到5±3℃,通入氮气保护,慢慢加入硼氢化钠1.83g(0.048mol)固体,加毕,在5-10℃保温反应1小时,取样合格后,加入少量盐酸,调节ph=7,减压蒸馏将水脱除,然后加入无水乙醇120ml,降温至0℃,结晶,过滤,干燥,得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐38.36g(0.171mol),含量99%;

(4)酯化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml和2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐38.36g(0.171mol),控制温度在30℃以下,加入50%硫酸33.85g(0.173mol),然后升温至114℃共沸脱水,脱水完毕,降温至20-25℃,抽滤,干燥得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐51.67g(0.162mol),含量95%;

(5)环化反应

先将2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐51.67g(0.162mol)投入500ml四口烧瓶中,再加入20%氢氧化钾溶液140g(0.5mol)、二硫化碳13.71g(0.178mol)加入环化釜中,然后升温至60℃保温4小时,保温完毕减压将水减压脱尽,然后加入甲醇100ml,降温到0℃结晶,抽滤,烘干得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮37.31g(0.15mol),含量98%。

(6)氧化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲醇200ml和氢氧化钠12.24g(0.3mol),搅拌溶解均匀,然后投入5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮37.31g(0.15mol),控制反应温度在35±5℃,滴加50%双氧水40.81g(0.6mol),滴加时间3-4小时,加完后保温反应1-2小时。取样中控,合格后降温到10℃以下,抽滤,滤饼用水进行漂洗,烘干滤饼得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮28.46g(0.12mol),含量96%。

(7)加成反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml、5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮28.46g(0.12mol)、dbu0.5g,升温至35-40℃,在1-2小时内滴加环己基异氰酸酯15.17g(0.12mol),滴毕,继续反应6-7小时,加水2*100g水洗两次,有机相减压脱除甲苯,然后加入甲醇100ml,降温至0℃结晶,抽滤,烘干得到98%的噻螨酮产品36g(0.1mol),含量98%。

实施例2

本发明的一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法,它包括以下步骤:

(1)肟化反应

在500ml四口烧瓶中投入甲醇200ml、对氯苯丙酮34.06g(0.2mol)、盐酸羟胺17.02g(0.24mol),升温回流反应,反应完毕后降温,加入氢氧化钾14.93g(0.24mol)中和至ph=7,然后减压回收甲醇,再加入甲苯200ml、水100ml,搅拌溶解30min,静置分层,分出水层后,有机相升温回流脱尽水份,得到对氯苯丙肟甲苯液;

(2)重排反应

将上步肟化反应所得对氯苯丙肟甲苯液加入三乙胺22.49g(0.22mol),降温至5±3℃,滴加甲磺酰氯25.45g(0.22mol),滴加完毕,保温反应1小时,然后加入水100g,搅拌溶解30min,分去水层,有机相加入28%的甲醇钠42.43g(0.22mol)和聚乙二醇0.5g,控制温度在0±3℃反应5小时,再加入水100g,搅拌30min,静置分层,有机相控制温度在25±3℃,滴加31%的盐酸23.55g(0.2mol),加完保温反应1小时,抽滤,干燥,得到酮胺盐酸盐44.71g(0.195mol),含量96%;

(3)还原反应

在500ml四口烧瓶中,先加入水250g,再投入酮胺盐酸盐44.71g,溶解均匀后,冷却降温到15±3℃,通入氮气保护,慢慢加入硼氢化钠1.91g(0.05mol)固体,加毕,在20-25℃保温反应1小时,取样合格后,加入少量盐酸,调节ph=7,减压蒸馏将水脱除,然后加入无水乙醇120ml,降温至0℃,结晶,过滤,干燥,得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐41.5g(0.185mol),含量99%;

(4)酯化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml和2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐41.5g(0.185mol),控制温度在30℃以下,加入50%硫酸43.51g(0.222mol),然后升温至114℃共沸脱水,脱水完毕,降温至20-25℃,抽滤,干燥得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐54.07g(0.17mol),含量95%;

(5)环化反应

先将2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐54.07g(0.17mol)投入500ml四口烧瓶中,再加入20%氢氧化钾溶液156.8g(0.56mol)、二硫化碳19.61g(0.255mol)加入四口烧瓶中,缓慢升温至80℃反应6小时,然后减压将水脱尽,加入甲醇100ml,降温到0℃结晶,抽滤,烘干得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮41.04g(0.165mol),含量98.34%。

(6)氧化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲醇200ml和氢氧化钠14.69g(0.36mol),搅拌溶解均匀,然后投入5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮41.04g(0.165mol),控制反应温度在5±5℃,滴加50%双氧水49.67g(0.73mol),滴加时间3-4小时,加完后保温反应1-2小时。取样中控,合格后降温到0℃,抽滤,滤饼用水进行漂洗,烘干滤饼得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮37.95g(0.16mol),含量96%。

(7)加成反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml、5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮37.95g(0.16mol)、n,n-二乙基苯胺0.5g,升温至55-60℃,在1-2小时内滴加环己基异氰酸酯24.02g(0.19mol),滴毕,继续反应2小时,加水2*100g水洗两次,有机相减压脱除甲苯,然后加入甲醇100ml,降温至0℃结晶,抽滤,烘干得到98%的噻螨酮产品50.41g(0.14mol),含量98.12%。

实施例3

本发明的一种高效低毒杀螨剂噻螨酮的制备方法,它包括以下步骤:

(1)肟化反应

在500ml四口烧瓶中投入甲醇200ml、对氯苯丙酮34.06g(0.2mol)、盐酸羟胺17.02g(0.24mol),升温回流反应,反应完毕后降温,加入氢氧化钠9.79g(0.24mol)中和至ph=7,然后减压回收甲醇,再加入甲苯200ml、水100ml,搅拌溶解30min,静置分层,分出水层后,有机相升温回流脱尽水份,得到对氯苯丙肟甲苯液;

(2)重排反应

将上步肟化反应所得对氯苯丙肟甲苯液加入三乙胺21.46g(0.21mol),控制温度15±3℃,滴加甲磺酰氯25.45g(0.22mol),滴加完毕,在25-30℃保温反应1小时,然后加入水100g,搅拌溶解30min,分去水层,有机相加入28%的甲醇钠57.86g(0.3mol)和三乙基苄基氯化胺0.5g,控制温度在20±3℃反应5小时,再加入水100g,搅拌30min,静置分层,有机相控制温度在25±3℃,滴加31%的盐酸23.55g(0.2mol),加完保温反应1小时,抽滤,干燥,得到酮胺盐酸盐45.39g(0.198mol),含量96%;

(3)还原反应

在500ml四口烧瓶中,先加入水300g,再投入酮胺盐酸盐45.39g(0.198mol),溶解均匀后,控制温度到0±3℃,通入氮气保护,慢慢加入硼氢化钾3.0g(0.055mol)固体,加毕,在5-10℃保温反应1小时,取样合格后,加入少量盐酸,调节ph=7,减压蒸馏将水脱除,然后加入无水乙醇150ml,降温至0℃,结晶,过滤,干燥,得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐40.38g(0.18mol),含量99%;

(4)酯化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml和2-氨基-1-(4-氯苯基)丙烷-1-醇盐酸盐40.38g(0.18mol),控制温度在30℃以下,加入98%硫酸19g(0.19mol),然后升温至114℃共沸脱水,脱水完毕,降温至10-15℃,抽滤,干燥得到2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐52.55g(0.16mol),含量92%;

(5)环化反应

先将2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐52.55g(0.16mol)投入500ml四口烧瓶中,再加入15%氢氧化钾溶液179.2g(0.48mol)、二硫化碳13.71g(0.18mol)加入四口烧瓶中,缓慢升温至90℃反应8小时,然后减压将水脱尽,加入甲醇150ml,降温到10℃结晶,抽滤,烘干得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮32.33g(0.13mol),含量98%。

(6)氧化反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲醇250ml和氢氧化钠12.24g(0.30mol),搅拌溶解均匀,然后投入5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-硫酮32.33g(0.13mol),控制反应温度在15±5℃,滴加50%双氧水40.82g(0.6mol),滴加时间3-4小时,加完后25-30℃保温反应1-2小时。取样中控,合格后降温到10℃,抽滤,滤饼用水进行漂洗,烘干滤饼得到5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮29.07g(0.12mol),含量94%。

(7)加成反应

在500ml的四口烧瓶中,投入甲苯200ml、5-(4-氯苯基)-甲基噻唑啉-2-酮29.07g(0.12mol)、dbu0.5g,升温至25-30℃,在1-2小时内滴加环己基异氰酸酯17.7g(0.14mol),滴毕,继续反应4小时,加水2*100g水洗两次,有机相减压脱除甲苯,然后加入甲醇150ml,降温至10℃结晶,抽滤,烘干得到98%的噻螨酮产品39.61g(0.11mol),含量98.48%。

图1所示是本发明产品的色谱图。

分析结果表如下:

峰参数表如下:

组分表如下:

本发明(1)以对氯苯丙酮为起始原料具有反应温和,工艺流程短、收率高、污染少,采用重排反应生成对氯苯丙酮胺盐酸盐,然后用还原剂硼氢化钠或硼氢化钾在水溶液中还原为β-醇胺物,避免了高危的催化加压加氢反应,更利于安全生产,以水做反应介质也减少了环境污染;

(2)采用在常压碱性条件下2-氨基-1-(4-氯苯基)丙基硫酸酯盐酸盐与二硫化碳成环技术,替代有毒有污染的硫氧化碳成环工艺,大大降低了酸性废水的排放,常压反应取代加压反应更利于工业化大生产;本工艺没有了致癌原材料苄氯,从而避免了有毒及催泪性产物苄硫醇的生产,改善了生产环境,降低了环境污染;

(3)采用高效选择性催化剂,以提高反应收率、减少副产物的形成,提高了产品质量,得到噻螨酮原药的含量在98%以上,并降低环境污染。

本发明制备的噻螨酮属于噻唑烷酮类杀螨剂。本品具广谱性,对多种叶螨的幼若螨和卵有良好的作用,但对成螨效果差,经药剂处理后雌螨成虫,其所产卵不能孵化。以触杀作用为主,对植物组织有良好的渗透性,无内吸作用。药效速度缓慢,但残效期可长达1个月以上。对作物、哺食螨和益虫安全。

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