一種中間體反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的合成方法

2023-11-07 22:23:37

專利名稱：一種中間體反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種農藥殺蟎劑關鍵中間體的合成方法，具體是採用2-氨 基-1-(4-氯代苯基)丙醇製備反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的生產方 法，屬於農藥化工領域。
背景技術：
噻蟎酮(hexythiazox)化學名為反式_5_ (4_氯苯基)_N_環己基_4_甲基_2_氧 代-1，3-噻唑烷-3-羧醯胺，是由日本曹達公司開發的殺蟎劑。它是可同時殺滅幼蟲和蟲 卵的殺蟎劑，具有高效、低毒、環保、對植物表皮穿透性好的特點。主要用於防治果樹、棉花、 茶樹、菸草、西瓜等作物的害蟎。噻蟎酮的合成是以反式-5-(4_氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮和環己基 異氰酸酯為原料，經縮合而成，這步反應條件溫和，操作簡便，收率亦高。但中間體反 式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮的合成就比較複雜，所以噻蟎酮的合成關鍵 是中間體的製備。中間體反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的合成路線有兩條。第一 條是氨基鹽酸鹽路線以赤式-1-對氯苯基丙醇-2-氨基鹽酸鹽為原料，在鹼存在下與二 硫化碳及苄氯反應，反應產物在二氯甲烷中與氯化亞碸一起進行化合，然後，將生成物在鹽 酸水溶液中加熱進行回流開環成酮反應，最後，再經環合得目標產物，即取代的反式噻唑烷 酮。此路線反應步驟長，操作繁瑣，收率也低，不適合工業化生產。
氨基鹽酸鹽路線第二條是硫酸酯路線此路線以赤式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇的硫酸酯為原料， 在鹼存在下與二硫化碳反應得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮，然後用 雙氧水氧化得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮。此路線較第一條路線收 率要高，操作較為簡單。但從反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇算起也有三步反應。反應步 驟越多，相應地操作變得更為複雜、廢液就會增多、生產成本也會增加。

發明內容
本發明的目的是克服中間體反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮現有 合成方法中步驟繁多的缺點，提供一條操作簡單、安全、三廢少，並且合成收率較高、產品質 量較好的方法。本發明合成中間體反式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮的方法，其特 徵是將原料反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇和鹼溶液(按一定計量比)投入到反應釜中 攪拌均勻，再加入三倍計量的cs2在iio°c攪拌反應ioh。冷卻至常溫，用氯仿萃取，有機層 旋幹，用水做重結晶，最後抽濾乾燥得到反式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-硫代噻唑烷酮， 然後用雙氧水氧化得到反式-5_(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮。按本發明的合成中間體反式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮的方法， 所得中間體含量大於98%，以原料反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇計，收率大於90%。本發明的原理如下所示。 本發明所述的鹼溶液的濃度為lmol/L lOmol/L。本發明所述的鹼是1^0!1、妝0!1、1(0!1、03(0!1)2或080!1，優選較為便宜的鹼。本發明所述的原料和鹼的計量是鹼的用量是原料的1-10倍。本發明是一種合成除蟎劑噻蟎酮的中間體反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代 噻唑烷酮的生產方法，其發明具有以下幾個優點1、本發明縮短了反應步驟，簡化了操作；2、通過本發明的合成方法生產產品的總體收率比現有的合成方法高；3、本發明不需要使用硫酸與原料進行酯化反應，避免了強酸的使用，降低了對生 產設備的腐蝕和對環境的汙染，操作安全係數高。4、本發明避免了生成大量的廢酸，降低了對環境的損害。具體實施方法實施例1將原料反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇2. 8g(14mmol)和7OmL 2mol/L的KOH水溶液投入到反應釜中攪拌均勻，再加入3. 280&在110°C攪拌反應10h。冷卻至常溫，用氯仿萃 取，有機層旋幹，用水做重結晶，最後抽濾乾燥得到反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代 噻唑烷酮3. 13g，經高效液相色譜分析含量為99. 0%，結果見圖1。以反式-2-氨基-1-對 氯苯基丙醇計收率為92.2%。反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮粗品用乙酸 乙酯溶解，水浴加熱至70°C，在溶液中滴加石油醚，至溶液渾濁，冷卻。等析出晶體，抽濾，用 少量乙酸乙酯洗滌，乾燥得到反式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-硫代噻唑烷酮純品。純品 經核磁共振波譜和質譜分析，結果見圖2、3、4。將反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻 唑烷酮2. 43g(10. Ommol)溶於25mL甲醇中，室溫下將12mL20%甲醇鈉的甲醇溶液滴入，攪 拌0. 5h。然後在不高於40°C下，緩慢滴入4. Ig30%的雙氧水，滴加畢，在30°C攪拌2h。反 應畢，減壓蒸除甲醇，將殘渣溶於20mL三氯甲烷中，水洗，無水硫酸鎂乾燥，減壓蒸除溶劑， 得固體反式-5_(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮1.91g，經高效液相色譜分析含量 為95. 0 %，結果見圖5。以反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮計收率為收率 84.5%。將粗產品反式-5-(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮溶於乙酸乙酯，水浴加 熱至70°C，在溶液中滴加石油醚，至溶液渾濁，冷卻。等析出晶體，抽濾，用少量乙酸乙酯洗 滌，乾燥得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮純品。純品經核磁共振波譜 分析和質譜分析，結果見圖6、7、8。實施例2將實施例1中的KOH水溶液改為CsOH水溶液，用量相同，其他條件、操作不變。則 得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮3. 23g，經高效液相色譜分析含量為 98. 5%，以反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇計收率為85. 6%。雙氧水氧化步驟不變。實施例3將實施例1中的KOH水溶液改為NaOH水溶液，用量相同，其他條件、操作不變。則 得到反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮2. 76g，用LC-MS檢測含量為96. 2 %， 以反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇計收率為81.5%。雙氧水氧化步驟不變。


圖1為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-硫代噻唑烷酮的LC譜圖。
圖2為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-硫代噻唑烷酮的1H NMR譜圖。
圖3為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-硫代噻唑烷酮的13C NMR譜圖。
圖4為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-硫代噻唑烷酮的MS譜圖。
圖5為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-氧代噻唑烷酮的LC譜圖。
圖6為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-氧代噻唑烷酮的1H NMR譜圖。
圖7為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-氧代噻唑烷酮的13C NMR譜圖。
圖8為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-氧代噻唑烷酮的MS譜圖。
圖9為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基--2-硫代噻唑烷酮的結構圖。
圖10為反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的結構圖。
實施例1的第一步產物反式_5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮經高效液
相色譜、核磁共振波譜和質譜分析，其分析情況如下 高效液相色譜分析如圖1所示，色譜條件柱溫室溫，流速為0. 2mL/min,流動相V(甲醇)V(水)=80 20，進樣量為2yL，檢測波長為254nm。其保留時間為5. 32min， 其純度為99.0%。以氘代氯仿(⑶Cl3)為溶劑的反式-5-(4_氯苯基)-4_甲基-2-硫代噻唑烷 酮的氫-核磁譜圖如圖2所示，從核磁共振1H譜圖可以顯示屯NMR (⑶Cl3，500MHz)， δ :1. 33(d, J = 6. 29Hz，3H)，4. 21-4. 26(m，1H)，4. 62(d，J = 8. 33Hz，1H)，7. 28 (s，4H)， 8. 32 (br, 1H)。以氘代氯仿(⑶Cl3)為溶劑的反式-5_(4-氯苯基)-4_甲基-2-硫代噻唑烷酮 的碳-核磁譜圖如圖 4 所示。13C NMR(CDCl3), δ 18. 51,60. 61,67. 24,129. 24,129. 30, 134. 69，135. 07，199. 29。質譜分析條件ESI離子源，正離子檢測模式，鞘氣(N2) 37流量單位(a. u.)，輔助 氣(N2)7流量單位(a. u.)，噴霧電壓5.00kV，毛細管溫度275°C，毛細管電壓45. 00V，管透 鏡補償電壓25. OOV0在正離子檢測模式下質譜如圖5所示，m/z 244為[M+H]+，故可以推斷反 式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮分子量為243，與理論值一致(見圖9)。實施例1的第二步產物反式-5- (4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮經高效液 相色譜、核磁共振波譜和質譜分析，其分析情況如下高效液相色譜分析如圖7所示，色譜條件柱溫室溫，流速為0. 2mL/min,流動相 V(甲醇)V(水)=80 20，進樣量為2yL，檢測波長為254nm。其保留時間為5. 36min， 其純度為95.0%。以氘代氯仿(⑶Cl3)為溶劑的反式-5-(4_氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷 酮的氫-核磁譜圖如圖8所示，從核磁共振1H譜圖可以顯示1H NMR (⑶Cl3，500MHz)， δ 1. 24 (d, J = 6. 21Ηζ，3Η)，3· 84-3. 88 (m, 1Η)，4· 46 (d, J = 8. 12Hz, 1Η)，5. 86 (br, 1Η)， 7. 28 (d, J = 8. 43，2Η)，7. 33 (d, J = 8. 43，2Η)。以氘代氯仿(⑶Cl3)為溶劑的反式-5_(4-氯苯基)-4_甲基-2-氧代噻唑烷酮 的碳-核磁譜圖如圖 9 所示。13C NMR(CDCl3), δ 19. 15，56. 88，59. 06，129. 19，129. 40， 134. 46，136. 22，173.32。質譜分析條件同的反式-5-(4_氯苯基)-4_甲基-2-硫代噻唑烷酮。在正離子 檢測模式下質譜如圖5所示，m/z 228為[M+H]+，故可以推斷反式-5-(4-氯苯基)-4-甲 基-2-氧代噻唑烷酮分子量為227，與理論值一致(見圖10)。
權利要求
一種中間體反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的方法，其特徵是將原料反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇和鹼溶液(按一定計量比)投入到反應釜中攪拌均勻，再加入三倍計量的CS2在110℃攪拌反應10h。冷卻至常溫，用氯仿萃取，有機層旋幹，用水做重結晶，最後抽濾乾燥得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-硫代噻唑烷酮，然後用雙氧水氧化得到反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮。
2.根據權利要求1所述的合成工藝，其特徵是所述的鹼溶液的濃度為lmol/L 10mol/L。
3.根據權利要求1所述的合成工藝，其特徵是所述的鹼是Li0H、Na0H、K0H、Ca(OH)2或 CsOH，優選便宜的鹼。
4.根據權利要求1所述的合成工藝，其特徵是所述的原料和鹼的計量是鹼的用量是原 料的1-10倍。
全文摘要
發明一種中間體反式-5-(4-氯苯基)-4-甲基-2-氧代噻唑烷酮的合成方法涉及一種農藥殺蟎劑——噻蟎酮的關鍵中間體的合成方法，以反式-2-氨基-1-對氯苯基丙醇為原料，在鹼溶液的存在下與二硫化碳環化，再經雙氧水氧化得到中間體。本發明的創新是將原來的三步工藝路線縮短到現在的兩步。本發明的工藝方法具有操作簡單、安全、三廢少，並且合成收率高、產品質量好的特點。
文檔編號C07D277/14GK101880261SQ20101000427
公開日2010年11月10日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者吳澄雷, 成江, 潘長多, 陳帆 申請人:溫州大學