一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法与流程

1.本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法。


背景技术：

2.氯虫苯甲酰胺一种新型高效、低毒的邻甲酰氨基苯甲酰胺类杀虫剂，化学名称为3-溴-n-[4-氯-2-甲基-6-[(甲氨基甲酰基)苯]-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酰胺，化学式为c
18h14
brcl2n5o2，结构式如下式a所示。该杀虫剂具有广谱高效、环境友好的特点，对鳞翅目、鞘翅目、双翅目、半翅目及白蚁类昆虫均有良好的防治效果，并且安全性好，应用前景广阔。
[0003][0004]
3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸是制备氯虫苯甲酰胺的关键中间体。目前，该关键中间体的常用合成路线如下：
[0005][0006]
上述合成路线中，以化合物i为原料，先在过硫酸盐和浓硫酸作用下脱氢，得到化合物ii，再通过水解得到氯虫苯甲酰胺中间体。上述合成过程中，在脱氢步骤需要采用大量过硫酸钾等硫酸盐，还需要使用腐蚀性较强的浓硫酸，并且溶剂为毒性较高的乙腈等溶剂，反应过程中会产生大量的高盐高cod废水难以处理，反应后含水乙腈需要脱水回收，操作方法复杂，成本较高；并且上述合成路线在得到化合物iv后，需要通过过滤、旋蒸、干燥等手段将化合物iv分离出来，再进行后续的反应，这也造成操作步骤复杂，而且上述合成路线中两步反应的总收率为70％左右，收率有待进一步提高。
[0007]
因此，目前亟需提供一种操作简单、污染小、收率高的氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法。


技术实现要素：

[0008]
有鉴于此，本发明提供了一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法。本发明提供的制备方法操作简单、污染小、收率高。
[0009]
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
[0010]
一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法，包括以下步骤：
[0011]
将具有式i所示结构的化合物、水和氢氧化钠混合进行水解反应，得到水解产物料液，所述水解产物具有式ii所示结构；
[0012][0013]
将所述水解产物料液、四甲基哌啶氧化物和过氧化氢混合进行氧化脱氢反应，反应完毕后进行酸化，得到氯虫苯甲酰胺中间体；所述氯虫苯甲酰胺中间体的结构如式iii所示；
[0014][0015]
优选的，所述具有式i所示结构的化合物的质量和水的体积之比为100g:0.1～5000ml。
[0016]
优选的，所述具有式i所示结构的化合物和氢氧化钠的摩尔比为1:1～2。
[0017]
优选的，所述水解反应的温度为80℃以上，所述水解反应的时间为0.5～64h。
[0018]
优选的，所述四甲基哌啶氧化物的质量为具有式i所示结构的化合物质量的0.5～1％。
[0019]
优选的，所述过氧化氢以双氧水的形式加入；所述具有式i所示结构的化合物和过氧化氢的摩尔比为1:(1～5)。
[0020]
优选的，所述水解产物料液与四甲基哌啶氧化物、过氧化氢混合前，还包括将所述水解产物料液的ph值调节至6～7。
[0021]
优选的，所述氧化脱氢反应的温度为60～80℃，所述氧化脱氢反应的时间为0.5～24h。
[0022]
优选的，所述酸化后，还包括将酸化后析出的固体产物后依次进行过滤、洗涤和干燥，得到氯虫苯甲酰胺中间体。
[0023]
本发明提供了一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法，包括以下步骤：将具有式i所示结构的化合物、水和氢氧化钠混合进行水解反应，得到水解产物料液，所述水解产物具有式ii所示结构；将所述水解产物料液、四甲基哌啶氧化物和过氧化氢混合进行氧化脱氢反应，反应完毕后进行酸化，得到具有式iii所示结构的氯虫苯甲酰胺中间体。本发明以具有式i所示结构的化合物为原料，先以水为溶剂，在氢氧化钠条件下进行水解，再在四甲基哌啶氧化物催化下，以过氧化氢为氧化剂进行氧化脱氢，得到目标产物；本技术的制备方法避免了过硫酸盐、浓硫酸、乙腈等试剂的使用，在反应过程中不会产生高盐高cod废水，原料简单易得，污染小，并且本发明采用一锅煮的方法进行水解和脱氢反应，水解反应后无需将产物分离，直接进行下一步反应即可，操作简单，易于工业化生产，产物收率高。实施例结果表明，采用本发明的方法制备氯虫苯甲酰胺中间体，产物收率可以达到91.7％。
附图说明
[0024]
图1为实施例1制备的3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸的质谱图。
具体实施方式
[0025]
本发明提供了一种氯虫苯甲酰胺中间体的制备方法，包括以下步骤：
[0026]
将具有式i所示结构的化合物、水和氢氧化钠混合进行水解反应，得到水解产物料液，所述水解产物具有式ii所示结构；
[0027][0028]
将所述水解产物料液、四甲基哌啶氧化物和过氧化氢混合进行氧化脱氢反应，反应完毕后采用盐酸进行酸化，得到氯虫苯甲酰胺中间体；所述氯虫苯甲酰胺中间体的结构如式iii所示；
[0029][0030]
在本发明中，所述氯虫苯甲酰胺中间体的合成路线如下：
[0031][0032]
下面对本发明的制备方法进行详细说明。
[0033]
本发明将具有式i所示结构的化合物、水和氢氧化钠混合进行水解反应，得到水解产物料液，所述水解产物具有式ii所示结构。在本发明中，所述具有式i所示结构的化合物的化学名称为3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1h-吡唑-5-甲酸乙酯；所述具有式i所示结构的化合物的质量和水的体积之比优选为100g：0.5～5000ml，更优选为100g：100～1000ml，进一步优选为1g:2ml；所述氢氧化钠优选以氢氧化钠固体或氢氧化钠水溶液的形式使用，本发明对所述氢氧化钠水溶液的浓度没有特殊要求，采用任意质量分数氢氧化钠溶液均可，在本发明的具体实施例中，所述氢氧化钠水溶液的质量分数优选为30％，当采用氢氧化钠水溶液时，计算上述具有式i所示结构的化合物的质量和水的体积之比时，氢氧化钠水溶液中引入的水不计算在内；所述具有式i所示结构的化合物和氢氧化钠的摩尔比优选为1:1～2，更优选为1:1～1.5，进一步优选为1:1.2。
[0034]
在本发明中，所述水解反应的温度为80℃以上，更优选为80～95℃，所述水解反应的时间优选为0.5～64h，更优选为2～48h，进一步优选为4～12h。在本发明的具体实施例中，优选采用hplc检测反应料液，待料液中具有式i所示结构的化合物含量低于0.5wt％，即
可认为反应完毕。
[0035]
水解反应结束后，本发明将所述水解产物料液、四甲基哌啶氧化物和过氧化氢混合进行氧化脱氢反应，反应完毕后采用盐酸进行酸化，得到氯虫苯甲酰胺中间体；所述氯虫苯甲酰胺中间体的化学名称为3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸。在本发明中，水解反应结束后，无需进行后处理，直接降温至氧化脱氢反应的温度即可；降温后，本发明优选先将所述水解产物料液的ph值调节至6～7，然后再与四甲基哌啶氧化物以及过氧化氢混合，调节水解产物料液ph值用试剂优选为盐酸溶液，所述盐酸溶液的浓度优选为30wt％。
[0036]
在本发明中，所述四甲基哌啶氧化物的质量优选为具有式i所示结构的化合物质量的0.5～1％，更优选为0.6～0.8％；所述过氧化氢优选以双氧水的形式加入，本发明对所述双氧水的浓度没有特殊要求，采用任意浓度的双氧水均可，在本发明的具体实施例中，所述双氧水的质量分数优选为30％；所述具有式i所示结构的化合物和过氧化氢的摩尔比优选为1:(1～5)，更优选为1:1.5。在本发明的具体实施例中，优选先将水解产物料液降温，然后采用盐酸调节ph值至6～7，之后加入四甲基哌啶氧化物，再向料液中滴加双氧水，所述双氧水的滴加时间优选为3h，滴加完毕后继续保温进行反应。
[0037]
在本发明中，所述氧化脱氢反应的温度优选为60～80℃，更优选为65～75℃，所述氧化脱氢反应的时间优选为0.5～24h，更优选为0.8～12h，进一步优选为1～5h。
[0038]
脱氢氧化反应完毕后，本发明对产物料液进行酸化，所述酸化用酸优选为盐酸溶液，所述盐酸溶液的质量分数优选为30％，所述酸化优选为将产物料液的ph值调节至3～4；酸化后析出大量白色固体产物，本发明优选将酸化后析出的固体产物后依次进行过滤、洗涤和干燥，得到氯虫苯甲酰胺中间体；所述洗涤用洗涤剂优选为水。
[0039]
下面结合实施例对本发明的方案进行详细地描述，但不能将它们理解为对本发明保护范围的限定。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0040]
实施例1
[0041]
在反应瓶中，加入具有式i所示结构的化合物(3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1h-吡唑-5-甲酸乙酯)(100g，99％，0.3mol)，水200ml和30％氢氧化钠水溶液(48g，0.36mol)，搅拌升温至85℃，反应4h后，体系溶清，hplc检测具有式i所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0042]
将反应料液降温至70℃，滴加30％盐酸，调节ph值为6.5，然后加入催化剂四甲基哌啶氧化物(1g)，滴加30％双氧水(51g，30％，0.45mol)，3h滴完后，再保温1h，hplc检测具有式ii所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0043]
继续滴加30％盐酸，调节体系ph为3.5，大量白色固体析出，过滤，适量水洗涤后，烘干滤饼，得到产品3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸(83.3g，98％，0.275mol，收率91.7％)。
[0044]
图1为本实施例制备的3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸的质谱图，根据图1可以看出，本发明所得产物具有目标结构。
[0045]
实施例2
[0046]
在反应瓶中，加入具有式i所示结构的化合物(3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二
氢-1h-吡唑-5-甲酸乙酯)(100g，99％，0.3mol)，水200ml和30％氢氧化钠水溶液(48g，0.36mol)，搅拌升温至95℃，反应2h后，体系溶清，hplc检测具有式i所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0047]
将反应料液降温至70℃，滴加30％盐酸，调节ph值为6.5，然后加入催化剂四甲基哌啶氧化物(1g)，滴加30％双氧水(51g，30％，0.45mol)，3h滴完后，再保温1h，hplc检测具有式ii所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0048]
继续滴加30％盐酸，调节体系ph为3.5，大量白色固体析出，过滤，适量水洗涤后，烘干滤饼，得到产品3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸(79.6g，97％，0.263mol，收率87.6％)。
[0049]
实施例3
[0050]
在反应瓶中，加入具有式i所示结构的化合物(3-溴-1-(3-氯-2-吡啶基)-4,5-二氢-1h-吡唑-5-甲酸乙酯)(100g，99％，0.3mol)，水200ml和30％氢氧化钠水溶液(48g，0.36mol)，搅拌升温至80℃，反应6h后，体系溶清，hplc检测具有式i所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0051]
将反应料液降温至70℃，滴加30％盐酸，调节ph值为6.5，然后加入催化剂四甲基哌啶氧化物(1g)，滴加30％双氧水(51g，30％，0.45mol)，3h滴完后，再保温1h，hplc检测具有式ii所示结构的化合物占比低于0.5％。
[0052]
继续滴加30％盐酸，调节体系ph为3.5，大量白色固体析出，过滤，适量水洗涤后，烘干滤饼，得到产品3-溴-1-(3-氯吡啶-2-基)-1h-吡唑-5-甲酸(80.6g，97.5％，0.266mol，收率88.7％)。
[0053]
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。