哌虫啶和其中间体新合成方法探究.doc

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1、哌虫唳和其中间体新合成方法探究1前言哌虫唳是江苏克胜集团与华东理工大学联合创制，具有自主知识产权的新农药品种，获得国内、国际发明专利。是一种硝基亚甲基衍生物，属新烟碱类杀虫剂。对刺吸式、刮吸式口器害虫有很高的杀虫活性，用于防治飞虱、粉虱、W虫、叶蝉、蓟马、蜷象等刺吸式口器害虫及其抗性品系。该品种活性高、安全性好，同时可防治鞘翅目、双翅目和鳞翘目害虫。克胜集团对哌虫唳及其中间体的合成工艺进行了改进和优化，该项研究被列入国家十二五科技支撑农药项目。2合成路线以2—氯一5—氯甲基毗唳为原料，经过胺取代、闭环、稠环化、瞇化等反应步骤合成得到。反应式（3）、（4）中，

2、硝基毗唳咪哇与丁烯醛反应生成稠环化合物，然后与正丙醇催化反应生成瞇。稠环化和瞇化反应较复杂。稠环化反应以盐酸（或硫酸、醋酸、三氟乙酸等）为催化剂，乙月青为溶剂。醞化反应以浓盐酸为催化剂，二氯甲烷为溶剂。两者都是副反应多，收率低。新烟碱类杀虫剂是继有机磷、氨基甲酸酯和拟除虫菊酯之后又一大类重要的杀虫剂，活性高，杀虫谱广，对哺乳动物和水生动物毒性低，有良好的系统物性及适当的田间稳定性。2—氯一5—氯甲基毗噪(CCMP)是哌虫喘这一类农药分子的关键中间体，可以转化为2—氯一5—氨基甲基毗噪，后者也是重要的农药和医药中间体。图1含有2—氯一5—氯甲基毗唳片段的部分农

3、药2—氯一2—氯甲基一4—氤基丁醛是哌虫喘等多种新烟碱类农药的关键中间体2—氯一5—氯甲基毗喘的前体。现在常用的是美国瑞利公司开发的以丙烯醛、环戊二烯为起始原料的合成路线：双环戊二烯裂解成环戊二烯与丙稀醛发生狄尔斯一阿尔德(Diels一Alder)反应得5—降冰片烯一2—醛，然后与丙烯睛发生Michael反应得2—氧乙基一5—降冰片稀一2—醛；减压裂解成2—亚甲基一4—氤基丁醛后，与氯气加成得2—氯一2—氯甲基一4—氟基丁醛。该工艺路线长，产物2—氯一2—氯甲基一4—氧基丁醛的含量约90%,成本较高。图2合成路线1由2—氯一5—甲基毗唳直接氯化的方法，缺点是

4、氯化深度太高，会生成2—氯一5—二氯、三氯甲基毗唳，要分离得到纯度较高的2—氯一5—氯甲基毗唳很困难，而且收率也不很高。此外，也有以烟酸、3—甲基毗唳、2—氨基一5—甲基毗噪为原料的报道，但它们路线较长，总得率较低，不适于工业化生产。为了促进哌虫噪的应用推广和产业化推进，迫切需要开发新的哌虫喘稠环化和瞇化工艺。同时为了促进包括哌虫噪在内的含有2—氯一5—氯甲基毗噪片段的烟碱类农药进一步降低成本，也迫切需要开发其前体"2—氯一2—氯甲基—4—氧基丁醛"新合成工艺。本文在大量实验的基础上系统研究了哌虫噪稠环化、瞇化工艺及其前体"2—氯一2—氯甲基一4—氤基丁醛"

5、的合力-O2.1哌虫唳稠环化反应选用冰醋酸或硫酸、对甲苯磺酸等酸类做催化剂，副反应多。选择有机碱“三乙胺”为催化剂，醇为溶剂，硝基毗喘咪吐与丁烯醛加热回流，可大幅度地提高稠环化反应反应收率。2.2瞇化反应对甲苯磺酸作催化剂，正丙醇作溶剂，兼做原料，提高温度，缩短瞇化时间，可较好抑制副反应。2.3丙烯醛直接氯化温度控制一5〜（TC,反应生成2,3—二氯丙醛。再在催化剂碱及叔丁醇作用下，与丙烯睛加成反应得2—氯一2—氯甲基一4—氧基一丁醛。该方法合成哌虫唳前体“2—氯—2—氯甲基一4—氧基丁醛”，减少了狄尔斯一阿尔德反应和逆狄尔斯一阿尔德反应两个步骤，具有较强的

6、竞争性。3实验部分3.1仪器及试剂AVANCE400MHz核磁共振仪（瑞士Bruker公司）；气相色谱仪（GC—14B日本岛津）；液相色谱一质谱联用仪（LCQAdvantage美国菲尼根）；低温恒温搅拌反应浴（DHJF—4005）；旋转蒸发仪（EyelaN—1000）；SHB—B95A型循环水式多用真空泵；2XZ—1型真空泵。丙烯醛（AR）,二氯乙烷（AR）,氯气（工业纯），丙烯M（AR）,氢氧化钾（AR）,无水叔丁醇（AR）,盐酸（AR）,无水硫酸钠（AR），无水乙醇（AR）,正丙醇（AR），对甲苯磺酸（AR）,三乙胺（AR）等。3.2合成试验3.2.1稠

7、环化在250ml烧瓶中，将10.18g（0.04mol）的2—氯—5—（2—硝基亚甲基一咪哩烷一1—基甲基）一毗噪，溶于60ml无水乙醇中，然后加入5ml（0.06mol）的巴豆醛，再加入0.202&（0.002mol）三乙胺，加热回流，约lh固体逐渐溶解变为橙黄色澄清溶液，约1.5h析出淡黄色固体，TLC跟踪，反应约6h,搅拌冷却，抽滤，滤饼用10ml无水乙醇漂洗，干燥后得到淡黄色粉末状固体（稠环化产物）11.43g,mp175.6〜177.1°C,收率88.06%。醋酸为催化剂的对比试验，将10.18g（0.04mol）2—氯—5—（2—硝基亚甲基一咪哩

8、烷一1—基甲基）一毗唳，70ml乙月青，5ml巴豆醛