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甲氧虫酰肼的合成工艺研究

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甲氧虫酰肼是一种新型特异性苯酰肼类低毒杀虫剂,对蔬菜、苹果、玉米、棉花、葡萄、猕猴桃、核桃、花卉、甜菜、茶叶及水稻、高梁、大豆等作物上的鳞翅目害虫具有高度选择杀虫活性,以触杀作用为主,并具有一定的内吸作用。该药属仿生型蜕皮激素类,害虫取食药剂后,即产生蜕皮反应,由于不能完全蜕皮,导致幼虫脱水、饥饿而死亡。该药高效、低毒,对环境友好,符合人们对现代农药的要求和发展趋势。甲氧虫酰肼由罗姆·哈斯(Rohm- Hass)公司于1990年发现,由于其优异的特性,目前已成为该类农药品种中市场份额最大的品种,全球销售额上亿美元。

甲氧虫酰肼通用名称为methoxyfenozide,商品名称为“雷通”,化学名为N-叔丁基-N'-(3-甲氧基-邻甲苯酰基)-3,5-二甲苯酰肼,结构式如下:

路线(1)虽然反应步骤短,但是由于3-甲氧基-2-甲基苯甲酰氯与叔丁基肼的反应选择性较差,难以得到高含量的中间体,因而产品收率及含量均较低;路线(2)对叔丁基肼进行了保护,因而中间体与产品的质量及收率均较高,本文以此路线进行了甲氧虫酰肼的合成工艺研究

1.3 实验步骤

1.3.1 3,5-二甲基苯甲酰氯的合成

反应瓶中加入152g(1.0mol)3,5-二甲基苯甲酸及100mL甲苯,升温到60℃,2h内滴加亚硫酰氯146g(1.2mol),保温反应3h,减压脱除溶剂,得到中间体3,5-二甲基苯甲酰氯。重量165.9g,含量95%,收率93.3%。

1.3.2 N-(3,5-二甲基苯甲酰基)-N-叔丁基肼的合成

反应瓶中加入145g(1.2mol)叔丁基肼、96g(1.2mol)50%氢氧化钠及300mL甲苯,冷却至0℃。慢慢加入250g(1.2mol)二碳酸二叔丁酯,在0~5℃反应l0h,分去水层。有机层中加入140g(0.8mol)3,5-二甲基苯甲酰氯和64g(0.8mol)氢氧化钠50%水溶液,在0~5℃反应4h。过滤产物,滤饼加入到800 mL甲醇中,反应混合物中加入180g36%盐酸,在35℃反应20h。过滤产物,水洗并干燥,得到N-(3,5-二甲基苯甲酰基)-N-叔丁基肼。重量147.6g,含量93.6%,收率78.5%。

1.3.3 甲氧虫酰肼的合成

反应瓶中加入44g(0.2mol)N-(3,5-二甲苯甲酰基)-N-叔丁基肼及80 mL二氯乙烷,冷却至0℃,滴加38g(0.2mol)3-甲氧基-2-甲基苯甲酰氯的80 mL二氯乙烷溶液。滴加完毕,慢慢升至20℃,搅拌12h,过滤。滤饼用水l00mL洗涤两次,干燥后得到甲氧虫酰肼原药,熔点203℃-204℃。重量72.9g,含量92.4%,收率91.5%。

2 结果与讨论

2.1 3,5-二甲基苯甲酰氯的合成

3 结论

本文选取了先对叔丁基肼进行氨基保护,再与3,5-二甲基苯甲酰氯反应,制得中间体N-(3,5-二甲基苯甲酰基)-N-叔丁基肼,最后与3-甲氧基-2-甲基苯甲酰氯缩合制备甲氧虫酰肼的合成方法。

通过优化,以较高收率合成出高质量的甲氧虫酰肼原药,得出最佳的合成配比和温和的工艺条件,第一步反应3,5-二甲基苯甲酸和亚硫酰氯摩尔比为1∶1.2,反应温度60℃;第二步反应叔丁基肼∶二碳酸二叔丁酯∶3,5-二甲基苯甲酰氯摩尔比为1∶1∶0.67,反应温度0℃-5℃;第三步原药合成N-(3,5-二甲苯甲酰基)-N-叔丁基肼与3-甲氧基-2-甲基苯甲酰氯摩尔配比为1∶1,以二氯乙烷为溶剂,反应温度在20℃,收率最高。原药产品含量为92.4%,三步合成总收率为67.0%。

甲氧虫酰肼高效、低毒、对环境友好,必将成为我国高毒杀虫剂的理想升级换代产品。

(摘自《安徽化工》)