溴虫腈的合成

第45卷第6期农药Vd.45, Na 62006年6月AgrochenincalsJun 2006科技与开发溴虫腈的合成付庆1， 张晓铭2，姚巍2， 孔小林2，陆棋3(1.浙江工业大学农药研究所，杭州310014; 2. 浙江省化工研究院，杭州310023:3.杭州化医工程设计院，杭州310007)摘要:以对氯苯甘氨酸、三氟乙酸、2- 氯丙烯腈为原料，经内酯化、吡咯环化、溴代和乙氧甲基化4步反应合成溴虫腈，总收率大于73.4%，纯度大于99%，均高于国内同行水平4%~5%。该路线采用价格低廉的三氟乙酸和二乙氧基甲烷代替昂贵的三氟乙酸酐和二溴甲烷，大大降低了原料成本，避免了强致癌物.的使用，条件温和，对工艺要求不高，所有原料在国内皆有生产，来源丰富，适宜于工业化生产。关键词:溴虫腈:对氯苯甘氨酸;三氟乙酸; 2-氯丙烯腈;合成中图分类号: TQ460.3文献标识码: A文章编号: 1006 0413( 2006) 06- 0385- 02Synthesis of chlorfenapyrFU Qing', ZHANG Xiao-ming?, YAO Wei, KONG Xiao+in, LU Qi(.Pesticide Institute, Zhejiang University of Technology, Hangzhou 310014, China; 2.Zhejiang Research Institute of Chemical Industry,Hangzhou 310023, China; 3.Hangzhou Chemical & Medicinal Engineering Design Institute, Hangzhou 310007, China)Abstract: Chl orfenapyr Vas synthesi zedwi thchl orophenyl glyci ne, trifl uoroacetic aci dand2- chl oroacryl oni trile byfour steps vialactoni zation prrolecyclizat on brornzati onandethaynethylization 0verall yieldves over 73. 4% andpurity VaS over 9%, whi ch vas 4%-5% hi gher than the donestic average | evel. The expensi ve trifl uoroaceticanhydri de and di br ononethane vere repl aced by trifl uor oacetic aci d and nethyl ene di ethyl ether respectively. Gar-ci nogen vas avoi d use. The rawnaterial s vere abundant and the reacti on condi tionvas mild, sothis vay could beturnedi ntoi ndustri al izationKeywords: chl orfenapyr; chl oropheryl gl yci ne; tri fluoroaceticaci dt; 2-chl oroacryl oni trile; synthesis溴虫腈( chl orfenapyr)，商品名称:除尽，化学名1 试验部分称4溴2:(4氯苯基)-1-乙氧基甲基5(三氟甲基)吡咯- 1.1 仪器和试剂3-腈(mp. 100°C~101C)，为苯基吡咯类新型杀虫杀螨Vari an I NVOA- 400核磁共振仪(以TMS为内标);剂，其作用点为昆虫细胞内线粒体，不同于目前常用的HP1100/ LCQAdvant ager液质联用仪;岛津LC 10AT高效杀虫剂。该产品具有杀虫谱广、活性高、持效期长、液相色谱仪; Voyager GC/ M( HP- 5毛细管柱)。试剂为对有益生物安全和对环境友好等特点，具有触杀、胃毒AR或CP级，经常规处理。作用[1。溴虫腈的合成方法较多，目前国内报道采用的1.2试验方法路线需要用到昂贵的三氟乙酸酐和二溴甲烷[2]，这些原1.2.1中间体4- (4氯苯基) -2-三氟甲基3~嘸唑啉- 5-酮料成本较高，目前主要依赖进口，价格昂贵。笔者查的合成35阅了大量文献资料，综合考虑了14种不同合成路线，选将30.6g对氯苯甘氨酸溶于300mh乙腈溶液中，搅拌择了如下的一- 条可大大降低成本、国内未见报道采用的下加入一定量三氟乙酸，剧烈搅拌下滴入10ml三乙胺，合成路线。即以对氯苯甘氨酸、三氟乙酸、2-氯丙烯再滴入25.0g三氯化磷，在一定温度 下恒温反应3h。减腈为原料，经内酯化、吡咯环化、溴代和乙氧甲基化压蒸馏，残余浅黄绿色固体和部分胶状物，加入一定量4步反应合成溴虫腈。该方法操作简便，原料易得，4的甲苯，冷却至室温，稀碱液洗涤，静置分去水层。率较高，其小试的成功为工业化生产奠定了基础。有机相减压蒸馏，得浅黄色粘稠液体，直接用于下一步crlCooH PCt、反应，CF.COOH1.22中间体2- (4氯苯基)- 5-三氟甲基吡咯- 3腈的合成问中间体2的粗品中先后加入130mt乙腈，搅拌下先后滴入一定量2-氯丙烯腈和15g三乙胺，滴毕升温，一中国煤化工收稿日期: 2005- 09- 22作者简介:付庆( 1980-),女，江西吉安人，硕士, 从事农药及医药的合成研究。电话: 0571- 8522685MHCNMHQ26.com386农药Agrochenincal s第45卷定温度下恒温反应1h，冷却至室温。减压脱溶，少量表3不同温度下2- (4氯苯基)-5-三氟甲基水洗，干燥，得到中间体3，固体，纯度94%，2步吡咯~ 3-腈的收率反应温度(C)502510总收率80 %。收率(%)1.2.3中间体4 溴2-(4氯苯基)-5-三氟甲基吡咯-3-腈注:收率指第2步反应收率。的合成!刀从表3可以看出，较低的温度和较慢的滴速可以显35g( 91%)中间体3用以氯仿为主的混合溶剂250nt溶著提 高纯度和收率，主要是因为2-氯丙烯腈在较高温度解，缓慢滴入液溴28. 0g，控制温度为40C~50C，滴下容 易聚合。毕，室温反应3h。水洗，常压蒸馏脱溶，得浅黄色晶2.2.2 2- 氯丙烯腈用量的选择体，80C烘干后重约44g， 纯度95%，收率98%。产表4不同2- 氯丙烯腈用量下2- (4氯苯基)-5-三氟甲基生含HBr 15%以 上的废水，可通氯气氧化以回收溴素。吡咯- 3-腈的收率1.2.4溴虫腈的合成(B 10摩尔比1.12:11.10: 1 1.07:1 1.05:1 1.02: 1收率(%) 77.28.1中间体4( 92%)42. 0g、250mh 甲苯和一-定量二乙氧基注摩尔比指2-氯丙烯腈与初始原料对氯苯甘氨酸的摩尔比:收率指第1、甲烷，先后加入到500ml三口烧瓶中，搅拌下滴入三2步反应的总收率以上反应温度均为25C~35C。氯氧磷22. 5g，恒温50C反应30min。缓慢滴加一定量从表4可以看出，2- 氯丙烯腈用量以1. 05: 1为宜。三乙胺，滴加过程剧烈放热，体系颜色逐渐变深，恒23 溴化反应温( 30°C~40C)反应1h,加入200mt水，剧烈搅拌，静表5不同溴用量下4溴2-(4氯苯基)- 5-三氟甲基置分层，有机相减压蒸馏，得黄色固体47~48g，即为溴虫腈的粗品，然后加入混合溶剂110md，在原容器溴与原料1的摩尔比 181 13:1 1S:1 1.7:1 2.0:1收率(%6)91.096.199.2 99.5 99.7中重结晶，得到白色晶体，纯度99%，收率95%。以从表5可以看出，溴必须过量才能保证反应完全，上1、2、4等3步均产生含三乙胺盐的废水，可通过以1.5:1为宜，且过量的溴可随溶剂回收。加入过量浓碱液分离回收三乙胺。2.4乙氧甲基化反应2结果与讨论2. 4.1二乙 氧基甲烷用量的选择2.1内酯化划6 不同二乙氧基甲烷用量下溴虫腈的收率2. 1.1反应温度的选择摩尔比1.1 :1.5: 11.8: 2.012.4: 1选择了4个不同的温度，从表1可以看出，反应温收率(%) 82_99599度在65°C~70C左右为宜。温度过高产物部分分解而降注:摩尔比指二乙氟基甲烷与原料1的摩尔比，收率为折纯后的收率。从表6可以看出，二乙氧基甲烷过量可提高产率，低产物的纯度和收率，温度太低反应则很慢。以2倍为宜，同时可以大大增加原料的溶解度，使体系表1不同温度 下4 (4氯苯基)-2-三氟甲基不至过于粘稠。过量二乙氧基甲烷可回收。- 3-嗯唑啉~ 5酮的收率6065707S2.4.2三乙胺用量的选择63.273.073.270.2表7不同三乙胺用 量下溴虫腈的收率从表1可以看出，反应温度在65°C~75°C左右为宜。三乙胺与原料1的摩尔比 1.29:L 1.29:1 1.60:T- 160:1收率(%) _97.199.0 98.899.3温度过高产物部分分解而降低产物的纯度和收率，温度从表7可以看出，当三乙胺用量较少时，收率很不太低反应则很慢。稳定。过量到1.6:1时收率才能稳定。2.1.2三 氟乙酸用量的选择表2不同投料比时4 (4氯苯基) -2-三氟甲基3结论- 3-嚦唑啉- 5-酮的收率该路线采用价格低廉的三氟乙酸和二乙氧基甲烷代替三氟乙酸与原料1的摩尔比1.10:1 1.15:1 1.20:1 1.25:T 昂贵的三 氟乙酸酐和二溴甲烷(前两者的售价不到后两者61.1 70.273.2_71.8_的1/4)，也避免了使用常规路线所采用的强致癌物氯甲注:以上收率指第1、2步反应的总收率。从表2可以看出，三氟乙酸与原料1的摩尔比以基乙基醚，大大降低了原料成本和安全风险。通过大量的条件优化试验确定了最佳工艺条件，在提高收率和纯1.20:1为宜。度的同时，特别考虑了三乙胺和溴素等原料的再生回收利2.2吡咯环化反应用，既减少污染又港V“丁丫中国煤化工冬件温和，2.2. 1反应温度的选择TYHCNM H 2第391页)第6期俞传明:氟草定乙酯的合成391137, 187。[5] LeeAF, DavidWG KeyvanJ A Aconveni ent nethod for thereducti on of ozoni des to al cohol s with bor ane- di nethyl sul -参考文献:fide conpl ex[J].J Qrg Cherm 1989, 54( 6): 1430- 1432.[1] J ohnston, Hward, Senkbeil, et al. 6 FIuoro-3, 5-di hal 0- 2-[6 Nbeni S, AndreaC FrancescaP, et al. Donino process as apyri dyl oxy compounds: u5, 4180395[ P].1979- 12- 25.tool for recoveri ng subst andardreacti ors. synthesis anduseof2] MtKendry; Lennon H Herbici dal use of esters ofni troacetic aci desters andarides[J]. Ogani cLetters, 2002, 4aninohal opyridyl oxy aci ds: U5, 4108629[P]. 1978 8- 22.(6): 965- 968.[3] StanleyD MGregor. Herbicidal use of aninohal opyridylay [切 张竟清，陈国导.固体超强酸Ti Q/SQ3催化合成羟基乙酸酯aci ds and derivatives thereof: us, 4110104[P]. 1978 8 29.[J].佛山技术科学学院学报(自然科学版)，2000 18(2): 42-44.4 VedejsE, Engler DA NMllinsl M. Reactive trifl ate al kyl at-责任编辑:赵平ing agents[J].J Og Chem 1977, 42( 19): 3109- 3113. .(上接第386页)[5 SiegfriedI K Manfred S M Tr ansport devi ce for packages对工艺要求不高，原药合成中的所有原料在国内都有生and/or tubes thereof: Us, 5020735[P]. 1991- 06 04.产，来源丰富，适宜于工业化生产。以初始原料对氯[6 DavidG KunnNP, KenethAM et al.1.1-trifuoro-02-苯甘氨酸计算，生产溴虫腈原药的总收率大于73.4%，17propene compounds: u5, 5068390[P]. 1991- 11- 26.[7] Kaneswaran V. Nethod for the preparation of 2- ary1-5-纯度大于99%，均高于国内同行水平4%~ 5%。trifl uoronethy| pyrrol e conpounds: EP, 0599036[P]. 199406- 01.[1]刘长令. 世界农药信息手册[M.北京:化学工业出版社2000[8 KanesveranV, BartonJ M Process for the manufacture ofpestici dal 1-( al koxynethyl)pyrrol e conpounds: EP, 49113641.[P]. 1992- 06- 24.2] 徐尚成，蒋木庚，俞幼芬,等.杀虫剂溴虫腈的合成[J].南京农[9 KanesweranV. Process for the pr eparation of insecti ci dal ,业大学学报, 2004, 27(2): 105- 108.acarici dal and nenatici dal 2- ary| -3- substituted- 5-[3] Knapp P，WIliam」 R. 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