虫酰肼的合成

第37卷第3期精细化工中间体Vol. 37 No. 32007年6月FINE CHEMICAL INTERMEDIATESJune 2007{农药及中间体}虫酰肼的合成杜升华12,刘卫东',江国防2(1. 湖南化工研究院 国家农药创制工程技术研究中心，湖南长沙410007; 2.湖南大学化学化工学院，湖南长沙410082)摘要:以叔丁基肼盐酸盐为起始原料，与对乙基苯甲酰氯反应合成N-(4-乙基苯甲酰基)-N'-叔丁基肼，反应收率97.9%。其再与3,5-二甲基苯甲酰氯反应合成虫酰肼，纯度大于96%，总收率大于86%。关键词:叔丁基肼盐酸盐;对乙基苯甲酰氯; 3,5-二甲基苯甲酰氯;虫酰肼;合成中图分类号: TQ453文献标识码: A文章编号: 1009- -9212(2007)03- -0032- -03Synthesis of TebufenozideDU Sheng -hud'2, LIU Wei- -dong', JIANG Guo -fang?(1. Hunan Research Institute of Chemical Industry, National Engineering Research Center of Agrochemicals, Changsha410007, China; 2 College of Chemistry and Chemical Enginering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: N-(4 -Ethylbenzoy1) -N'-t-butylhydrazine was prepared from tert -butyl hydrazine hydrochloride and p-ethylbenzoyl chloride, the yield of the product reached 97.9%. After that, reaction of N-(4 - ethylbenzoyl)-N'-t-butylhydrazine with 3,5-dimethylbenzoyl chloride to give target product tebufenozide. The purity and total yield of theproduct was more than 96% and 86%，respectively.Key words: tert -butylhydrazine hydrochloride; p -ethylbenzoyl chloride; 3,5 -dimethyl benzoyl chloride;tebufenozide; synthesis1前言要害虫，用三唑磷、氟虫腈等防治效果虽好，但环境1988年RohmandHass公司的科学家们发现了相容性较差。虫酰肼的防治效果同传统治螟药剂(包二芳酰肼类化合物RH- 58491.21能引起受试昆虫早熟、括有机磷和菊酯类)相当13.4), 是一种既安全又有选择致死性蜕皮，从此诞生了一类新的昆虫生长调节剂一性的新型蜕皮激素兴奋性杀虫剂，广泛应用于水稻、蜕皮激素拮抗剂，并相继开发出以叔丁基肼盐酸盐为棉花、果树、蔬菜等农作物以及森林病虫害的防治5。中间体的系列昆虫生长调节剂，如虫酰肼、氯虫酰笔者采用叔T基肼盐酸为始原料经两步结合成虫肼、甲氧虫酰肼、呋喃虫酰肼和Matric等，成为继保酰肼，收率和纯度均有较大提高。幼激素、几丁质合成抑制剂之后又一类商品化的昆虫2实验部分生长调节剂。与传统意义上的杀虫剂不同的是，它不2.1主要仪器 和试剂是杀死害虫而是限制害虫生长，不仅低毒，而且对其仪器: WRS-1型数字熔点仪(上海物理光学仪它生物无害。虫酰肼代号为RH-5992,化学名称为器厂，未校正)、LC- -20A型高效液相色谱仪(日本岛N-叔丁基-N-(4-乙基苯甲酰基)- 3,5-二甲基苯甲津)。酰肼，微溶于有机溶剂，在通常条件下稳定，虫酰肼试剂:所用试剂均为市售AR或CP。悬浮剂被罗门.哈斯公司推荐用来防治蔬菜、水稻及合成路线果树等多种作物上的鳞翅目害虫。作为-种对环境安2.2.1 N-(4-乙基苯甲 酰基)-N-叔丁基肼的合成全的昆虫蜕皮激素拮抗剂，在西班牙，虫酰肼被用来中国煤化工甲酰基) -N~-叔丁基防治水稻二化螟。二化螟属鳞翅目螟蛾科，是水稻重肼的.MYHCNMHG如下。作者简介:杜升华(1976-), 男，湖南新化人，助理研究员,硕士研究生，主要从事农药合成及有机合成工作。(E- mail: dshh007@163.com)收稿日期: 2007-05-10第3期杜升华，等:虫酰肼的合成331)由乙苯和三氯乙酰氯经过傅氏反应制得收率88.3%，m.p: 190.7~191.3C (文献21值: 191C)。2,2,2-三氯-(4-乙基苯)乙酮，再与叔丁基肼盐酸盐3结果与讨论反应6。3.1 N-(4-乙基苯甲酰基)-N'-叔丁基肼的合成CHs-- >-NG CH,一^~CCl3为了分析N-(4-乙基苯甲酰基)-N-叔丁基肼的合成过程中不同因素对收率的影响，笔者分别在不同NH的反应温度、催化剂及缚酸剂条件下进行反应，结果表明以下3个条件的变化对N-(4-乙基苯甲酰基)-2)对乙基苯甲酰氯与叔丁基肼盐酸盐反应7N-叔丁基肼的收率均有影响。3.1.1反应温 度的影响、iCHs-NauXHINACHrt控制原料n (叔丁基肼盐酸盐):n (对乙基苯甲酰氯)=1.0:0.95，自制催化剂用量0.15 g,反应时间3 h路线1),收率不高，且操作条件较为苛刻;路线(其中滴加2h),缚酸剂采用氢氧化钠和碳酸钠的缓2),采用的原料廉价易得，具有收率高、纯度高、易冲体系，考察不同温度对反应收率的影响，实验结果于工业化生产的特点。经过比较，笔者采用路线2)进如下。行N-(4-乙基苯甲酰基)-N-叔丁基肼的合成研究。temperature/C0~52.2.2虫酰肼的合 成yield/%95.297.996.0虫酰肼的合成文献报道主要采用如下路线合由上可以看出，温度低于0C时，反应收率较低，成08。当反应温度高于15C时，可能导致对乙基苯甲酰氯水解而引起收率降低。因此反应的最佳温度为0~CHor+Ch5C。3.1.2 催化剂种类的影响由于该反应是两相反应，因此相转移催化剂作用CH,-0比较明显10]，在0.18 mol叔丁基肼盐酸盐，0.171 mol2.3实验步骤对乙基苯甲酰氣，反应时间3h (其中滴加2h),缚2.3.1 N-(4-乙基苯甲 酰基)-N'-叔丁基肼的制备酸剂为氢氧化钠和碳酸钠不变的情况下，分别用0.15g在500mL反应瓶中加人叔丁基肼盐酸盐22.4g聚乙二醇- 400 (PEG- 400)、 四丁基溴化铵(TBAB).(折百)，水50g,溶剂120mL， 自制催化剂0.15 g,十六烷基三甲基溴化铵(CTMAB) 和自制催化剂控制反应温度0~59C，通人氮气进行保护。依次滴加(HN-1)进行实验，发现以自制催化剂(HN-1) 效20%氢氧化钠溶液，15%碳酸钠溶液，滴加时间为果最好。实验结果如下。0.5h。然后加入溶剂，之后同时滴加4-乙基苯甲酰catalystPEG- -400 TBAB CTMAB HN-1氯28.8 g和20%氢氧化钠溶液，滴加时间为2 h,再82.394.883.7续后反应1 h。然后升温至60C，至固体全部溶解,由上可以看出，采用自制催化剂(HN-1) 时收静置分层。有机层用1%盐酸溶液80 g洗涤一次，分率最高。当催化剂用量降至0.1 g时仍能表现出良好层，脱去溶剂，得到类白色固体37.9 g，含量97.2%的催化活性。(文献[51值92.5%)，收率97.9% (文献(%值93.0%)。3.1.3缚酸剂种类的影响2.3.2虫酰肼的制备由于对乙基苯甲酰氯在强碱性条件下不稳定，笔在500mL反应瓶中加入2.3.1制备的没有脱溶的者选用不同的碱做缚酸剂，考察N-(4-乙基苯甲酰N-(4-乙基苯甲酰基)-N-叔丁基肼溶液，控制釜温基)-N-叔丁基肼的合成收率。实验结果如下。60C。开始同时滴加3,5-二甲基苯甲酰氯和碱，滴NaOH and Na.CO.NaOHNaCO3加时间为1 h,再续后反应3 h。然后加水50 g，升中国煤化工91.853.7温至92C至固体全部溶解，静置分层。有机层用1%YHCNMHG讷和碳酸钠的缓冲体盐酸溶液100g洗涤1次。有机相在10C左右结晶系时收率最高，由于对乙基苯甲酰氯在强碱性条件下1h,过滤得白色固体，滤饼即为原药。滤液回收套容易水解,所以单独使用氢氧化钠做为缚酸剂时容易用。滤饼干燥后经液相色谱检测平均含量达96.3% ,引起收率偏低，而使用碳酸钠做为缚酸剂时反应速率34精细化工中间体第37卷慢，转化率不高，因此选用缓冲体系做为反应的缚time/h (drop time 1h)酸剂，并且采用缚酸剂和对乙基苯甲酰氯同时滴加,yield/%85.288.2保证反应体系恒定在一定的碱度范围，从而提高反由上可以看出，反应时间为3h时，收率较低,应收率。延长到5h收率没有明显变化，因此反应时间为4 h3.2虫酰肼的合成时最佳。为了分析虫酰肼的合成过程中不同因素对收率的4结论影响，笔者分别在不同的反应温度、物料配比及反应时间下进行反应，结果表明以下3个条件的变化对虫1)笔者采用叔丁基肼盐酸盐为起始原料，经两酰肼的收率均有影响。步反应合成虫酰肼。合成方法简便、廉价,是已知较3.2.1反应温度的影响经济可行的反应路线。控制原料比n (N-(4- 乙基苯甲酰基)-N-叔丁基2)合成N-(4-乙基苯甲酰基)-N-叔丁基肼中采肼) :n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1.0: 1.05，反应时用缓冲体系控制反应过程中的pH值，避免原料水间4h(其中滴加1h),考察不同温度对反应收率的解，同时使用自制的催化剂HN-1提高反应收率。笔者合成的N-(4-乙基苯甲酰基)-N'-叔丁基肼可不脱影响，实验的结果如下。溶直接制备二芳酰肼类化合物，收率和纯度都较文献temperature/C 5(507082.788.3值有一定的提高。由上可以看出，反应温度为50C时，反应收率较3)虫酰肼合成收率(以叔丁基肼盐酸盐计)大低，当反应温度为70C时，可能导致3,5-二甲基苯于86%，纯度大于96%，较文献⑧8值(收率70.5% ,，甲酰氯水解而引起收率降低，因此反应最佳温度为纯度91.2%)有较大的提高。60C。参考文献:3.2.2物料配 比的影响控制反应温度60C,反应时间4 h (其中滴加1[1] Wing K DRH5849，a Nonsteroidal Ecdysone Agonist :Eflects on a Drosophila Cell Line[J]. Science, 1988, 241h)，考察原料N-(4-乙 基苯甲酰基)-N-叔丁基肼(4 864): 467- 469.(1)与3,5-二甲基苯甲酰氯(2)的摩尔比对反应收[2] Wing K D, Slawecki R A，Carlson G R. RH -5849， a率的影响，实验的结果如下。Nonsteroidal EcdysoneAgonist: ffcts on LarvalLepidoptera[J]. Science, 1988, 241 (4 864): 470- 472.n(1):n(2) 1:1.00 .1:1.051:1.10[3] 郭慧芳,方继朝，刘成社，等.虫酰肼对水稻二化螟的拒食.86.188.0致死作用及田间效果[J]农药学学报，2001, 3 (4): 41-47.由上可以看出，虽然N-(4-乙基苯甲酰基)-[4] 王霖. 20%虫酰肼悬浮剂的研究[J]. 精细化工中间体，N'-叔丁基肼与3,5-二甲基苯甲酰氯的反应计量比.2006， 36 (2); 63-66.为1:1,为保证虫酰肼的收率,应多加- -些3,5-二{S]刘长令.世界农药信息手册 [M]. 北京:化学工业出版社，2000. 28-29.甲基苯甲酰氯。但3,5-二甲基苯甲酰氯的量太多会6] Kelly M J. Selective Acylation of Hydrazines [P]. US: 5 675造成浪费且对收率影响不大，当n (N-(4-乙基苯甲037，1997-10-07.酰基)-N'-叔丁基肼):n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1 :7] Hsu A C, Aller H E. Insecticidal N- subtiuted-N,N -dia-1.05时有较高的收率而不增加成本。cylhydrazine[P]. US: 4 985 461, 1991-01-15.8] Hsu A C, Aller H E, Murphy R A, et al. Insecticidal N-3.2.3反 应时间的影响subeituted-N N"diubtituted-daydraines [P] uS: 5 117057,1992-05- -26.肼):n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1: 1.05,反应温度9] 刘长令.国外农药品种手册(增补本)[M]. 沈阳:全国农药60C，考察不同反应时间对反应收率的影响，实验的工业信息站，2001. 52-55.结果如下。[10] 钱旭红.工业精细有机合成原理[M]. 北京:化学工业出版社。2000. 142-145.中国煤化工MYHCNMHG