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醚菌酯中间体的合成

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醚菌酯属于甲氧基丙烯酸类杀菌剂,是一种高效、广谱、新型杀菌剂,对草莓白粉病、甜瓜白粉病、黄瓜白粉病、梨黑星病等病害具有良好的防效。醚菌酯不仅具有广谱的杀菌活性,同时兼具有良好的保护和治疗作用。与其它常用的杀菌剂无交互抗性,且比常规杀菌剂持效期长。具有高度的选择性,对作物、人畜及有益生物安全,对环境基本无污染。

由于醚菌酯在合成中,结构上存在Z、E结构,而正式结构杀菌活性要远高于Z式结构,因此合成中的选择性和Z式转化为正式的问题就变得很重要。1 合成路线

有文献报道过的合成路线多达10余条,比较经典的两条是以邻甲基苯甲酸或苯酞为起始原料,具体路线为:

邻甲基苯甲酸路线: 湖南化工院刘卫东等人介绍了苯酞路线:

这里介绍一条中间体(E)-2-(邻溴甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成路线,避免使用剧氰化钠,具体合成路线如下:2 实验部分2.1 亚硝酸叔丁酯的合成

在500ml的烧瓶中加入55.6 g亚硝酸钠,68.4g叔丁醇,80ml水,搅拌,降温至0℃。在此温度下缓慢滴加75g含量为37%的盐酸,滴加时间为2h。滴加结束后在0℃~5℃保温反应0.5h。转移到分液漏斗中分去水层,有机层用少量水洗涤一次,分层,得85.6g淡黄色液体,用无水硫酸钠干燥,放到冰箱中备用。2.2 邻甲基苯乙酸甲酯的合成

在250mL烧瓶中依次投入33g邻甲基苯乙 酸,28.2g无水甲醇,2mL的浓硫酸,回流反应3小时,降温,减压蒸馏出过量的甲醇,加入100mL 甲苯和50mL水,用碳酸钠中和至中性(pH为 7)。分去水层,减压除去甲苯,减压精馏得32g无色产品,含量大于99%。2.3 (E)-2-(邻甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成

在250mL三口烧瓶中加入10.6g叔丁醇钾和100mL甲苯,在室温下滴加10g苯乙酸甲酯和10g亚硝酸叔丁酯的混合液。滴加结束后,保温反应2h。降温到10℃,滴加硫酸二甲酯11.4g,滴加结束后在20℃下保温反应2h。加入50mL水,搅拌0.5h后分去水层,甲苯层减压脱去溶剂,柱层析(石油醚∶乙酸乙酯=4∶1),得到5.8g白色固体,熔点:68.2℃-70.5℃。2.4(E)-2-(邻溴甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成

在100mL三口烧瓶中加入2.1 g(E)-2-(邻甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯,1.9gNBS(N-溴代丁二酰亚胺),20mL四氯化碳,0.02gAIBN,升温回流反应2h,降温后过滤,母液经浓缩后得到3.2g淡黄色油状物。经柱层析(石油醚∶乙酸乙酯=15∶1)提纯后得到2.4g油状粘稠液体,纯度90%。3结果与讨论

亚硝酸叔丁酯存放时间最好别超过3d,久置的亚硝酸叔丁酯会有较多分解产物。

肟化反应中,所用的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠等位阻比较大的碱,而亚硝酸酯则使用位阻大的亚硝酸叔丁酯或亚硝酸叔戊酯等。实验证明位阻小的碱反应效果不好。 肟化反应中生成两种异构体,其中E、Z成分所占的比例大约6∶1。Z式产物为无色油状液体,E式产物为白色晶体。虽然通过柱层析可以分开两个产物,但降低了收率,有文献报道在甲醇中通入氯化氢气体可以将Z式转化为E式,这样做提高了转化率,又减少副产物。

甲基化反应中有副产物生成,经过分析,确定其结构为:

其含量大约为10%左右。甲基化反应中,甲基化试剂可选择碘甲烷、溴甲烷等,效果和硫酸二甲酯差不多,但同样不能避免副产的生成。