一种苄基硫代磷酸酯的合成方法与流程

文档序号:16674574发布日期:2019-01-18 23:50阅读:401来源:国知局
技术简介:
本发明发现传统苄基硫代磷酸酯合成方法存在催化剂成本高、工艺复杂等问题,提出以苯甲醇为烷基化试剂,与硫粉、亚磷酸酯在无催化剂、无溶剂条件下70-100℃反应6-24小时的绿色合成新路径,实现一步法高效制备目标产物,原料易得且工艺简化,具有工业化应用前景。
关键词:苄基硫代磷酸酯合成,无催化绿色工艺

本发明属于化合物合成技术领域,具体涉及一种苄基硫代磷酸酯的合成方法。



背景技术:

苄基硫代磷酸酯是一类有机磷杀菌剂,具有内吸作用,由于其高效、低毒、对人眼及皮肤无刺激作用等诸多优点,被广泛地应用于稻瘟病、小粒菌核病、纹枯病,枯穗病等水稻病害的防治。

工业生产中苄基硫代磷酸酯的合成方法主要是亚磷酸二酯和硫粉在过量碱(氨水、碳酸钠、氢氧化钠等)促进下生成硫代磷酸二酯,然后与氯/溴化苄反应,进而得到预期的苄基硫代磷酸酯产品;也有利用水相氨法一步合成苄基硫代磷酸二异丙基酯的文献报道。现有技术仍存在以下几个缺点。1)由于反应体系中需要加入大大过量的碱,导致反应的副产品多,环境危害大;2)稻瘟净类农药活性分子的化学结构在酸性和中性条件下稳定,在碱性条件下容易发生水解反应。采用现有的合成工艺需要严格控制反应中碱的用量、浓度以及反应温度等条件,以此来避免产品的水解。但是,在实际生产过程中,仍可以观察到产品较为明显的的水解反应,导致收率降低且杂质增多;3)现有合成工艺普遍采用比较活泼、毒性较大的卤代烃作为反应原料,副产物多且危害严重。因此,仍亟待发展苄基硫代磷酸酯类农药活性分子绿色、高效的合成方法。

近年来,也有改进方法的报道。如wu等报道了ga(otf)3催化下苄醇和硫代磷酸二酯的直接脱水反应;该方法采用的是商业来源有限的、高毒、恶臭、腐蚀性强的硫代磷酸二乙酯,且使用昂贵的稀土金属催化剂,另外值得指出的是,硫代磷酸二乙酯仍需经过多步反应制备而得。kumaraswamy课题组报道了碘化亚铜催化下苄基磺酰肼和亚磷酸二乙酯的偶联反应;hong等报道了以亚磺酸作为硫源的硫代磷酸酯的合成新方法,上述反应以有机硫试剂作为反应原料。以上缺点极大地制约了这些方法的实际应用。



技术实现要素:

为了克服上述技术中的问题,本发明采用来源广泛、廉价易得、稳定低毒的苯甲醇、硫粉与亚磷酸酯在无催化剂的条件下发生一步脱水反应生成苄基硫代磷酸酯,该合成方法绿色且高效。

为实现上述目的,本发明采用以下技术方案:

一种苄基硫代磷酸酯的合成方法,采用苯甲醇、硫粉与亚磷酸酯为原料,在反应温度为70~100℃的条件下,进行一步脱水反应生成苄基硫代磷酸酯,反应时间为6~24小时,反应式为:

其中:r为烷基。

进一步地,所述反应温度为80~90℃。

进一步地,所述反应在氮气气氛下进行。

进一步地,所述反应在空气气氛下进行。

进一步地,所述反应时间为12~18h。

进一步地,所述苯甲醇:硫粉:亚磷酸酯的摩尔投料比为1~1.2:1~1.2:1~1.2。

更进一步地,所述苯甲醇:硫粉:亚磷酸酯的摩尔投料比为1.2:1.2:1.0。

与现有技术相比较,本发明的有益效果在于:

1、与现有技术相比,本方法使用的原料苯甲醇、硫粉、亚磷酸酯廉价易得、来源广泛、稳定低毒、绿色环保,在无催化剂、无碱、无溶剂条件下实现烷基化试剂苯甲醇、硫粉与亚磷酸酯的一步脱水反应生成苄基硫代磷酸酯化合物。

2、该方法可以很方便地放大到克级制备,对反应条件的要求较低、与已知方法相比优势明显,具有广泛的应用前景。

具体实施方式

以下实施例是为了更好的说明本发明的技术方案,而不是以此来限制本发明的保护范围。

实施例1

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),氮气保护后封管,置于80℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率65%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例2

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(64.0mg,2.0mmol,1.0equiv.)、苯甲醇(216.0mg,2.0mmol,1.0equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),封管,置于80℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率56%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例3

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(216.0mg,2.0mmol,1.0equiv.)和亚磷酸二乙酯(331.2mg,2.4mmol,1.2equiv.),封管,置于80℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率62%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例4

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(384mg,12.0mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(1296mg,12.0mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二乙酯(1380mg,10.0mmol,1.0equiv.),封管,置于80℃下搅拌反应24h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率61%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例5

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二异丙酯制备苄基硫代磷酸二异丙酯(异稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二异丙酯(332.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),封管,置于100℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率60%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(600mhz,cdcl3)δ7.36–7.32(m,2h),7.30(dd,j=10.2,4.8hz,2h),7.26–7.22(m,1h),4.79–4.54(m,2h),4.04(d,j=13.2hz,2h),1.31(d,j=6.0hz,6h),1.26(d,j=6.0hz,6h);13cnmr(151mhz,cdcl3)δ129.03,128.74,127.65,72.76(d,j=6.4hz),35.30(d,j=3.9hz),23.92(d,j=4.3hz),23.61(d,j=5.8hz);31pnmr(243mhz,cdcl3)δ24.77。

实施例6

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二异丙酯制备苄基硫代磷酸二异丙酯(异稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(384mg,12.0mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(1296mg,12.0mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二异丙酯(1660mg,10.0mmol,1.0equiv.),封管,置于100℃下搅拌反应24h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率56%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(600mhz,cdcl3)δ7.36–7.32(m,2h),7.30(dd,j=10.2,4.8hz,2h),7.26–7.22(m,1h),4.79–4.54(m,2h),4.04(d,j=13.2hz,2h),1.31(d,j=6.0hz,6h),1.26(d,j=6.0hz,6h);13cnmr(151mhz,cdcl3)δ129.03,128.74,127.65,72.76(d,j=6.4hz),35.30(d,j=3.9hz),23.92(d,j=4.3hz),23.61(d,j=5.8hz);31pnmr(243mhz,cdcl3)δ24.77。

实施例7

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二甲酯制备苄基硫代磷酸二甲酯

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二甲酯(220.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),封管,置于80℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率63%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(600mhz,cdcl3)δ7.28–7.37(m,5h),4.03(d,j=14.4hz,2h),3.64–3.72(m,6h);13cnmr(151mhz,cdcl3)δ137.2(d,j=5.4hz),128.7,128.5,127.5,53.5(d,j=6.0hz),34.7(d,j=3.6hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ30.55。

实施例8

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),氮气保护后封管,置于70℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率16%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例9

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),氮气保护后封管,置于90℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率60%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例10

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(76.8mg,2.4mmol,1.2equiv.)、苯甲醇(259.2mg,2.4mmol,1.2equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),氮气保护后封管,置于80℃下搅拌反应12h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率60%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

实施例11

苯甲醇、硫粉与亚磷酸二乙酯制备苄基硫代磷酸二乙酯(稻瘟净)

向管形反应器中依次加入硫粉(70.4mg,2.2mmol,1.1equiv.)、苯甲醇(237.6mg,2.2mmol,1.1equiv.)和亚磷酸二乙酯(276.0mg,2.0mmol,1.0equiv.),氮气保护后封管,置于80℃下搅拌反应18h。tlc监测反应完全后,冷却至室温,产物用柱色谱分离提纯(展开剂石油醚/乙酸乙酯=4/1),分离收率62%。反应式如下:

产物的核磁表征:1hnmr(500mhz,cdcl3)δ7.38–7.29(m,4h),7.28–7.24(m,1h),4.16–4.07(m,2h),4.06–3.97(m,4h),1.28(t,j=7.2hz,6h);13cnmr(125mhz,cdcl3)δ137.51(d,j=5.3hz),128.91,128.66,127.63,63.53(d,j=5.8hz),34.97(d,j=3.9hz),15.95(d,j=7.4hz);31pnmr(202mhz,cdcl3)δ26.79。

以上所述之实施例,仅仅用以解释本发明,并非限制本发明实施范围,对于本技术领域的技术人员来说,当然可根据本说明书中所公开的技术内容,通过置换或改变的方式轻易做出其它的实施方式,故凡在本发明的原理及工艺条件所做的变化和改进等,均应包括于本发明申请专利范围内。

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