一種噻呋醯胺關鍵中間體—2,6‑二溴‑4‑(三氟甲氧基)苯胺的製備方法與流程
2023-07-01 17:43:36 1
本發明屬於有機合成領域，具體涉及一種噻呋醯胺關鍵中間體-2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的合成方法。
背景技術：
噻呋醯胺最先由孟山都在1992年開始研製，1994年賣給羅門哈斯公司開發，2001年羅門哈斯併入美國陶氏益農公司，商品名為滿穗。滿穗是一種新的噻唑羧基N-苯醯胺類廣譜性殺菌劑，在水稻、小麥、其他大田作物和草坪、草場上對許多擔子菌綱病害有特效。
目前，製備2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的工藝路線主要是選擇以4-三氟甲氧基苯胺為原料，通過在不同體系體中發生溴化反應而獲得。
US5045554公開了2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺是製備噻呋醯胺的關鍵中間體，公開了以溴素為溴化劑，冰乙酸為溶劑體系的合成2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的方法，雖然反應能順利進行，但乙酸用量大，溴元素浪費嚴重，不環保且不經濟，適合工業化生產。
US6114584公開了以水做溶劑，用溴素作為溴化劑，由於反應生成的溴化氫不能有效利用，造成溴原子的浪費，違背了經濟性原則，同時因為是非均相反應，反應不能徹底，收率偏低，不經濟也。
《有機氟工業》2008年第3期，34-36頁公開了以溴素-雙氧水為溴化劑，以有機溶劑和水作為溶劑體系合成2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的方法，該方法溴元素得到較好的利用，因引入有機溶劑，使得反應能夠在均相條件下進行，反應較徹底。但由於用到有機溶劑，使得合成過程變得複雜，同時有機溶劑也會對水體和大氣產生汙染，經劑性和環保性能都不好。
ZL 2011 1 0406829.8公開了公開了以溴素-雙氧水為溴化劑，以水作反應介質加入了惰性的研磨介質合成2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的方法，該方法提高了溴素的利用率，避免了有機溶劑的使用，不存在有機溶劑的消耗和環保問題，同時因為加入了惰性的研磨介質，闢免了中間的包裹，提高了成品收率。但該方法是非均相反應，反應時間長，在工業化生產中惰性介質和成品的分離比較困難，同時因溴素毒性大、蒸氣易揮發大規模的使用對環保和安全要求較高。
以上方法雖然有已經工業化生產的例子，但在環保、安全、經濟性等方面不能兼顧，因此開發一種安全、環保、經濟的合成2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的方法是非常有意義的。
技術實現要素：
本發明主要解決的技術問題是提供一種提供一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，該方法採用金屬溴化物（溴化鈉或溴化鉀）、硫酸與雙氧水作為溴化劑，以水作為反應介質，以四丁基溴化銨作為相轉移催化劑，避免了使用溴素、有機溶劑，解決了反應不徹底問題。
為解決上述技術問題，本發明採用的一個技術方案是：
一種噻呋醯胺關鍵中間體—2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，其特徵在於該方法包括以下操作步驟：
（1）將水投入反應瓶中，攪拌下滴入濃硫酸，再投入金屬溴化物和催化劑，然後再加入4-三氟甲氧基苯胺，攪拌30 min；
（2）在30℃下，滴加雙氧水，控制滴加速度，使反應溫度慢慢上升至50℃，並在50～ 55℃用冷卻液控制反應瓶內溫度繼續滴加雙氧水，滴加完畢後，在50 ～ 55℃下保溫反應2 ～ 3.0h ；
（3）反應畢，加水攪拌，過濾得到類白色2,6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺；過濾後的母液降溫至0度，析出硫酸鈉或硫酸鉀晶體，再過濾所得母液可直接套用，催化劑在母液套用過程中不添加。
進一步的，所述的金屬溴化物為溴化鈉或溴化鉀，優選溴化鈉。
進一步的，所述的催化劑為四丁基溴化銨。
進一步的，三氟甲氧基苯胺的摩爾比為1.8～2.3 ：1。
進一步的，所述的金屬溴化物與硫酸的摩爾比為2.0～2.2 ：1。
進一步的，所述的雙氧水與金屬溴化物的摩爾比為0. 9～1.5 ：1。
進一步的，所述的催化劑四丁基溴化銨與4-三氟甲氧基苯胺的摩爾比為0.002～0.01 ：1。
進一步的，母液通過降溫結晶方法付產硫酸鹽後可直接套用至體系。
進一步的，滴加雙氧水溫度為30～65度，最佳滴加溫度為50～55度。
作為本發明的第七種限定，所述的投料順序為 水——硫酸——溴化鈉或溴化鉀——催化劑——4-三氟甲氧基苯胺——滴加雙氧水，按此投料順序4-三氟甲氧基苯胺先形成白色的溴酸鹽，滴加雙氧水後溴化氫中的溴被氧化為溴單原子，在相轉移催化劑的作用下溴單原子迅速取代4-三氟甲氧基苯胺苯環上胺基鄰位的氫原子，形成液態單溴代物，單溴代物再被溴代，生成二溴代物並以固體形式析出，經濾出成品，母液降溫結晶，析出硫酸鹽後，母液再套用至反應體系中，最終使得溴元素被充分利用，避免了資源的浪費，更適用於工業化生產。
本發明的原理如下化學式所示：
由於採用了上述的技術方案，本發明與現有技術相比，所取得的技術進步在於：
本發明採用溴化鈉或溴化鉀為金屬溴化物、稀硫酸和4-三氟甲氧基苯胺反應生成酸式鹽，再與雙氧水反應進行溴化反應，避免使用溴素對生產造成的不安全因素，並使用水作介質，使用相轉移催化劑，使反應變得迅速徹底，更安全環保，更適用於工業化生產，本發明所述製備方法較目前已報導的製備方法在收率和純度上均有提高，具體地，收率能夠達到98.0%以上，純度能夠達到99.2～ 99.8%。
本發明適用農藥殺菌劑噻呋醯胺的關鍵中間體的製備，也適用於除草劑和殺蟲劑重要中間體的製備。
具體實施方式
實施例1
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將250g 水投入1000mL 三口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，再投入45g的溴化鉀（0.378moL）和四丁基溴化銨0.3g,然後再投入30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g ，滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺55.6g,純度99.8%（HPLC）,收率99%。
抽濾母液降溫到0度，再過濾，得濾餅10g,母液310g。
實施例2
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將實例1 中濾去硫酸鉀結晶的母液310g投入1000mL 三口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，再投入43.5g的溴化鉀（0.365moL）和30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g （0.391mol），滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3.5小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺55.3g,純度99.7%（HPLC）,收率98.4%。
抽濾母液降溫到0度，再過濾，得濾餅30.5g,母液350g。
實施例3
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將實例2 中濾去硫酸鉀結晶的母液350g投入1000mL 三口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，再投入43.5g的溴化鉀（0.365moL）和30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g （0.391mol），滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3.5小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺55.4g,純度99.2%（HPLC）,收率98.1%。
抽濾母液降溫到0度，再過濾，得濾餅31g,母液389g。
實施例4
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將130g 水投入250mL 四口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，投入40g的溴化鈉（0.388moL）和四丁基溴化銨0.3g,再投入30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g ，滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺56g,純度99.7%（HPLC）,收率99.6%。
抽濾母液降溫到0度，過濾，得濾餅40g,母液156克。
實施例5
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將實施例4 中濾去硫酸鈉結晶母液156g 投入250mL 四口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，再投入36.5g的溴化鈉（0.354moL）,再投入30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g ，滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺55.8g,純度99.6%（HPLC）,收率99.2%。
抽濾母液降溫到0度，再過濾，得濾餅56.5g,母液163克。
實施例6
一種2,6-二溴-4-(三氟甲氧基)苯胺的製備方法，包括以下操作步驟：
將實施例5 中濾去硫酸鈉結晶母液163 g 投入250mL 四口瓶中，開動攪拌滴入 17.5(0.175mol)硫酸，再投入36.5g的溴化鈉（0.354moL）,再投入30g(99%,0.168mol)4-三氟甲氧基苯胺，調節溫度到30℃以上，開始滴加35%雙氧水38g ，滴加時溫度上升，當溫度上升到50℃時，通過控制冷卻液控制滴加溫度在50～55℃之間，保持該溫度滴完，滴完保溫3小時，降溫至30℃左右，過濾，濾餅烘乾，得白色結晶2，6- 二溴-4- 三氟甲氧基苯胺55.5g,純度99.7%（HPLC）,收率98.7%。
抽濾母液降溫到0度，再過濾，得濾餅57g,母液169克。
以上所述僅為本發明的實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。