专利名称：一种5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种杀菌剂的制备方法，更具体地说涉及一种5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯即5-甲基多菌灵的制备方法。
背景技术：
5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯即5-甲基多菌灵，属于高效、广谱、低毒的内吸杀菌剂，化学性质稳定，毒性低，急性毒性半数致死剂量即LD50值对大白鼠经口大于20g/ kg(优于多菌灵的LD50值，为15g/kg)。属于高效广谱类杀菌剂，可被植物吸收并经传导转移到其它部位，干扰病菌细胞的有丝分裂，抑制其生长。对多种作物由真菌(如半知菌、多子囊菌等)引起的病害有防治效果，可用于叶面喷雾、种子处理和土壤处理等。还可广泛用于木材、造纸、纺织、皮革、橡胶等工业的防霉杀菌领域。目前国内没有相关的文献报道其合成方法。目 ItT β Ernest Lacey 等(Biochemical Pharmacology, Vol. 34, No. 7, pp. 1073-1077,1985)报道了以对甲基苯胺为原料经乙酰化、硝化、水解、还原、成环、重排等步骤制备5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯，其中反应步骤过长，所用的试剂如氯化亚锡、 溴化氰、异硫脲等毒性较大，且不易工业化生产。
发明内容
本发明的目的是解决现在技术中存在的问题与不足，提供一种5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，本发明的方法将反应步骤控制为氰胺化、酸化、合环三步，简化了操作程序，采用强碱如氢氧化钠氰胺化，盐酸酸化，硫代硫酸钠催化合环，减少了废酸的产生，在保证产品质量和收率的前提下，减少了污染物的生成量。本发明的技术方案如下本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，步骤如下以氯甲酸甲酯为原料，经过氰胺化反应、酸化反应和合环反应后得到5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯；其中，所述的氰胺化反应为氯甲酸甲酯碱性条件下与氰胺反应生成氰氨基甲酸甲酯
^rt.；所述的酸化反应为氰氨基甲酸甲酯盐与盐酸反应生成氰氨基甲酸甲酯；所述的合环反应为氰氨基甲酸甲酯与4-甲基邻苯二胺在酸催化条件下发生缩合反应，得到5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其进一步的技术方案是所述的氰胺化反应步骤如下先配制氰胺水溶液，并加入溶剂，再用5mOl/L-10mOl/L强碱水溶液调节PH值大于9，再加入相转移催化剂，升温搅拌，滴加氯甲酸甲酯发生氰胺化反应，反应结束后，将产物倒入冰水混合物中，析出固体，真空抽滤，滤饼依次用甲醇洗和水洗至中性，干燥可得氰氨基甲酸甲酯的盐晶体。再进一步的技术方案是所述的氰胺化反应步骤如下在-10°C -70°C搅拌条件下，先后将10% -80%质量浓度的氰胺水溶液、溶剂、 5mOl/L-10mOl/L强碱水溶液、相转移催化剂投入反应釜中，控制溶液pH值大于9，再以IOg/ h-100g/h的速率均勻滴加氯甲酸甲酯，反应Ihjh后，得到氰氨基甲酸甲酯盐溶液，倒入冰水混合物中，析出晶体，760mmHg真空条件下抽滤，滤饼依次用甲醇洗和水洗至中性，干燥可得氰氨基甲酸甲酯的盐晶体；其中，氯甲酸甲酯、氰胺溶液中的单氰胺、强碱的摩尔比为 1.0 1. 0-2. 0 2. 0-5. 0。本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其再进一步的技术方案还可以是所述的强碱优选为氢氧化钠或氢氧化钾；所述的溶剂优选为水、甲醇、乙醇、丙酮中的一种或它们的混合物，溶剂的用量为氯甲酸甲酯质量用量的1-10倍；所述的相转移催化剂优选为苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或它们的混合物，相转移催化剂用量为氯甲酸甲酯质量用量的0. 1% -10%。本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的酸化反应步骤如下将氰胺化反应得到的氰氨基甲酸甲酯的盐晶体，用 4mol/L-5mol/L盐酸水解酸化，用己醇萃取，收集有机相，减压蒸馏，分馏得到氰氨基甲酸甲酯。更进一步的技术方案是所述的酸化反应步骤如下在20°C-70°C搅拌条件下，将氰氨基甲酸甲酯盐与4m0l/L-5m0l/L盐酸充分混合反应，其中氯甲酸甲酯盐与盐酸溶液中的氯化氢的摩尔比为1.0 1.0-2.0，控制溶液的pH值在6-7之间，反应lh-;3h后，用己醇萃取，收集有机相，减压蒸馏，分馏得到氰氨基甲酸甲酯。本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其进一步的技术方案还可以是所述的合环反应步骤如下取4-甲基邻苯二胺为原料，溶于适量溶剂中，加入酸化反应得到的氰氨基甲酸甲酯和催化剂，均勻滴加35%浓盐酸溶液，滴加终点为pH值在3-4，反应结束后热抽滤，再用35 %甲醛在70 V -80°C下搅拌0. 5h-lh,抽滤，干燥，即得5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。再进一步的技术方案是所述的合环反应步骤如下在20°C -100°C搅拌条件下，先后将纯度为99%的4-甲基邻苯二胺、氰氨基甲酸甲酯、溶剂、催化剂投入反应釜中，再以10g/h-100g/h的速率均勻滴加35%浓盐酸，滴加温度30°C -IOO0C，控制溶液的pH值在3-4，反应2h_;3h后热抽滤，再用35%甲醛溶液在 700C -80°C下搅拌0. 5h-lh，离心，抽滤，干燥，可得5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯；其中4-甲基邻苯二胺与氰氨基甲酸甲酯的摩尔比为1.0 1.0-2.0。本发明的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其更进一步的技术方案还可以是所述的溶剂优选为水、氯仿、己醇、甲醇、乙醇中的一种或它们的混合物，溶剂用量为氯甲酸甲酯质量用量的1-10倍。所述的催化剂优选为硫代硫酸钠，其用量为4-甲基邻苯二胺的 0. -10%。本发明的上述过程涉及的反应方程式如下①氰胺化工序氯甲酸甲酯与氰胺、氢氧化钠反应生成氰氨基甲酸甲酯钠盐。
Na O
H2NCN + CICOOCh3 + 2NaOH-N^C——N——c——O——CH3 + NaCl + IR2O②酸化工序氰氨基甲酸甲酯钠盐与盐酸反应生成氰氨基甲酸甲酯。
权利要求
1.一种5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于以氯甲酸甲酯为原料，经过氰胺化反应、酸化反应和合环反应后得到5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯；其中，所述的氰胺化反应为氯甲酸甲酯碱性条件下与氰胺反应生成氰氨基甲酸甲酯盐；所述的酸化反应为氰氨基甲酸甲酯盐与盐酸反应生成氰氨基甲酸甲酯；所述的合环反应为氰氨基甲酸甲酯与4-甲基邻苯二胺在酸催化条件下发生缩合反应，得到5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的氰胺化反应步骤如下先配制氰胺水溶液，并加入溶剂，再用5mOl/L-10mOl/L强碱水溶液调节PH值大于9，再加入相转移催化剂，升温搅拌，滴加氯甲酸甲酯发生氰胺化反应，反应结束后，将产物倒入冰水混合物中，析出固体，真空抽滤，滤饼依次用甲醇洗和水洗至中性，干燥可得氰氨基甲酸甲酯的盐晶体。
3.根据权利要求2所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的氰胺化反应步骤如下在-10°C -70°C搅拌条件下，先后将10% -80%质量浓度的氰胺水溶液、溶剂、5mOl/L-10mOl/L强碱水溶液、相转移催化剂投入反应釜中，控制溶液pH值大于9，再以10g/h-100g/h的速率均勻滴加氯甲酸甲酯，反应Ihjh后，得到氰氨基甲酸甲酯盐溶液，倒入冰水混合物中，析出晶体，760mmHg真空条件下抽滤，滤饼依次用甲醇洗和水洗至中性，干燥可得氰氨基甲酸甲酯的盐晶体；其中，氯甲酸甲酯、氰胺溶液中的单氰胺、强碱的摩尔比为 1.0 1.0-2.0 2.0-5.0。
4.根据权利要求2或3所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的强碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述的溶剂为水、甲醇、乙醇、丙酮中的一种或它们的混合物，溶剂的用量为氯甲酸甲酯质量用量的1-10倍；所述的相转移催化剂为苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、聚乙二醇、十二烷基苯磺酸钠中的一种或它们的混合物， 相转移催化剂用量为氯甲酸甲酯质量用量的0. 1%-10%。
5.根据权利要求1所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的酸化反应步骤如下将氰胺化反应得到的氰氨基甲酸甲酯的盐晶体，用4mol/ L-5mol/L盐酸水解酸化，用己醇萃取，收集有机相，减压蒸馏，分馏得到氰氨基甲酸甲酯。
6.根据权利要求5所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的酸化反应步骤如下在20°C -70°C搅拌条件下，将氰氨基甲酸甲酯盐与4mol/ L-5mol/L盐酸充分混合反应，其中氯甲酸甲酯盐与盐酸溶液中的氯化氢的摩尔比为 1.0 1.0-2.0，控制溶液的PH值在6-7之间，反应lh-;3h后，用己醇萃取，收集有机相，减压蒸馏，分馏得到氰氨基甲酸甲酯。
7.根据权利要求1所述的5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的合环反应步骤如下取4-甲基邻苯二胺为原料，溶于适量溶剂中，加入酸化反应得到的氰氨基甲酸甲酯和催化剂，均勻滴加35%浓盐酸溶液，滴加终点为pH值在3-4，反应结束后热抽滤，再用35%甲醛在70V -80°C下下搅拌0.釙-lh，抽滤，干燥，即得5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。
8.根据权利要求7所述的制备5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的方法，其特征在于所述的合环反应步骤如下在20°C -100°C搅拌条件下，先后将纯度为99%的4-甲基邻苯二胺、氰氨基甲酸甲酯、溶剂、催化剂投入反应釜中，再以10g/h-100g/h的速率均勻滴加 35%浓盐酸，滴加温度30°C -100°C，控制溶液的pH值在3_4，反应后热抽滤，再用 35%甲醛溶液在70°C _80°C下搅拌0. 5h-lh，离心，抽滤，干燥，可得5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯；其中4-甲基邻苯二胺与氰氨基甲酸甲酯的摩尔比为1.0 1.0-2.0。
9.根据权利要求8所述的制备5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的方法，其特征在于所述的溶剂为水、氯仿、己醇、甲醇、乙醇中的一种或它们的混合物，溶剂用量为氯甲酸甲酯质量用量的1-10倍。
10.根据权利要求8所述的制备5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的方法，其特征在于所述的催化剂为硫代硫酸钠，其用量为4-甲基邻苯二胺的0. 1% -10%。
全文摘要
本发明公开了一种5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯的制备方法，将反应步骤控制为氰胺化、酸化、合环三步，简化了操作程序，采用强碱如氢氧化钠氰胺化，盐酸酸化，硫代硫酸钠催化合环，减少了废酸的产生，在保证产品质量和收率的前提下，减少了污染物的生成量。本发明的步骤如下以氯甲酸甲酯为原料，经过氰胺化反应、酸化反应和合环反应后得到产品；其中，所述的氰胺化反应为氯甲酸甲酯碱性条件下与氰胺反应生成氰氨基甲酸甲酯盐；所述的酸化反应为氰氨基甲酸甲酯盐与盐酸反应生成氰氨基甲酸甲酯；所述的合环反应为氰氨基甲酸甲酯与4-甲基邻苯二胺在酸催化条件下发生缩合反应，得到5-甲基苯并咪唑-2-氨基甲酸甲酯。
文档编号A01P3/00GK102351800SQ20111026734
公开日2012年2月15日 申请日期2011年9月9日 优先权日2011年9月9日
发明者程康华, 顾晓利, 黄涛 申请人:南京林业大学