噻蟲(chóng)胺的合成

研究寫(xiě)開(kāi)發(fā)農咼鉀孕士管理Pesticide Science and Administration 2010,31(4)噻蟲(chóng)胺的合成陸陽(yáng)(信陽(yáng)農專(zhuān)有機化學(xué)教研室,河南信陽(yáng)464000)Synthesis of ClothiandinLu Yang (Ofice of Organic chemistry ，Xinyang Agriculture Collge, Xinyang 464000 HenanProvince, China)Abstract: Using propylene 2,3 -dichloride and sodium cyanide sulfur as raw material, combineintermiate 2 -chloride propylene sulfide isocyanate ( 1) ; clothiandin was synthesized bycataluytic reacting 1- (2- chlorothiazole- 5- -methyl) -2-nitro- aminous- -3-methyl-5-benzylic-sixhydrogen-1,3,5-thiazine (3) using alcolol as solvent; (3) prepared from -1methyl -2 -nitro-aminous- -5- -benzylic -six -hydrogen-1,3,5- -thiazine and 2- -chlorine -5-chloromethyl-1.3-thiazole(2) prepared from ( 1) through chlorination. The total yield was 51.38%. The process mayreduce production cost efectively, the results indicated that the improvement is of remarkableeconomic and social benefits with prospects of being applied extensively.Key words: propylene 2,3- dichloride; synthesis; clothiandin; insecticide摘要:以2,3-二氯丙烯和硫氰酸鈉為起始原料,首先生成中間體2-氯丙烯硫代異氰酸酯(1)，(1)經(jīng)過(guò)氯化反應得到2-氯-5-氯甲基-1,3-噻唑(2); (2)與1-甲基-2-硝基亞胺基-5-芐基-六氫-1,3,5-三嗪反應得到1- (2-氯噻唑-5-甲基) -2-硝基亞胺基-3-甲基-5-芐基-六氫-1,3,5-三嗪(3) ; (3)在乙醇溶劑中，催化合成了產(chǎn)物噻蟲(chóng)胺。合成總收率達到51.38%。該工藝可以有效降低生產(chǎn)成本，經(jīng)濟效益和社會(huì )效益顯著(zhù)，具有很好的推廣應用價(jià)值。關(guān)鍵詞: 2,3- 二氯丙烯;合成;噻蟲(chóng)胺;殺蟲(chóng)劑中圖分類(lèi)號: S482.3文獻標識碼: A文章編號: 1002 -5480 (2010) 04- 22-04噻蟲(chóng)胺是新煙堿類(lèi)廣譜、內吸性殺蟲(chóng)劑。甲基)-2-硝基亞胺基-3,5-二甲基_六氫-1,3,5-主要用于水稻、蔬菜、果樹(shù)等作物，防治半翅三嗪制備產(chǎn)物。第(1)種方法需要通過(guò)硅膠分目、鞘翅目、雙翅目和某些鱗翅目害蟲(chóng)。目前離柱，后處理困難，產(chǎn)物不易分離，僅限于實(shí)國內外報道的合成方法主要有: (1) 2-氯-5-氯驗室，產(chǎn)率為67%;第(2) 種方法需要催化劑甲基-1,3-噻唑與N-甲基-N/-硝基-S-甲基異硫和大量溶劑，反應時(shí)間較長(cháng)，溫度較高;第脲反應; (2) 2-氯-5-氯甲基-1,3-噻唑與N-甲(3)種方法反應步驟長(cháng)，反應后副產(chǎn)物較多,基-N/-硝基脲反應; (3) 2- 氯-5-氯甲基-1,3-分離和提純比較困難，收率和含量均不令人滿(mǎn)噻唑與N-硝基- -S- 甲基異硫脲反應，得到1- (2-意。 第(4)種方法中間體不易獲得，原材料成.氯-噻唑甲基) -N-硝基-S-甲基異硫脲，再甲本較中國煤化工但是僅僅一步胺化得到產(chǎn)物; (4)通過(guò)分解1- (2- 氯噻唑- -5-分解CNMHG修返日期: 2009-12-24-22-農為鐘營(yíng)s譽(yù)哩Pesticide Science and Administration 2010,31(4)研究與開(kāi)發(fā)合成方法酸鈉溶液，攪拌，靜置分層，得到純品1.25mol1.1 工藝路線(xiàn)(212.8g)，收率95.4%，含量99.5%。1.2.2 1-甲基-2-硝基亞胺基5-芐基-六氫-auno >1,3,5-三嗪的合成在裝有電動(dòng)攪拌器、 滴液漏HICHN斗和溫度計的三口燒瓶中將0.772 1mol (80.3g)硝基胍加人到0.912mol (61.52g)甲胺溶液中,加熱，攪拌，在45C反應1h,冰浴冷卻至0吵,ona+ >=-器0o m過(guò)濾，烘干得到白色粉狀物甲基硝基胍0.695mol(85.41g)，含量96%。將2.78mol (225.4g) 37%甲醛溶液在冰浴冷卻下緩慢地滴人0.695mola(85.41g)甲基硝基胍，加人0.9035mol芐胺和經(jīng)過(guò)摸索。我們采用下列路線(xiàn)設計合成了69mL乙醇,加入催化劑碘化鋅0.576g(0.001 8mol),再攪拌1~2h,冷卻，過(guò)濾，烘干得到0.594mol噻蟲(chóng)胺，該合成方法目前尚未見(jiàn)報道。(146g) 1-甲基-2- 硝基亞胺基-5-芐基-六氫-Bc=f -cn+NsCN→nc=f -an- -N=C=S c.cy-ana1,3,5-三嗪40,含量98.9%。 二步收率為76.86%。1.2.3 1- (2-氯噻唑-5-甲基) -2-硝基亞胺HN-C=NENO:+CHNH -。HN co MHNO:1Ch。gCHOGE-基-3-甲基-5-芐基-六氫-1,3,5-三嗪的合成在裝有電動(dòng)攪拌器、回流冷凝器和溫度計的四口燒瓶中將0.482mol (118.43g) 1-甲基-2-硝基E-C~ I0+rcagan- +⑦告--w亞胺基-5-芐基-六氫-1,3,5-(a)三嗪溶于3) CH1 326mLDMF,分批加人19.28g 60%氫化鈉到反應體系中，待停止放出氣體后,加熱到50C，攪拌1h后，向混合液中加人碳酸鉀93.6g( 0.689mol)，然后緩慢加入0.627mol ( 106.4g)2-氯-5-氯甲基-1,3-(b)噻唑，溶于531mLDMF1.2 制備方法1.2.1 2-氯-5-氯甲基-1,3-噻唑的合成 在裝中，控溫反應，在70~80C反 應2~3h,冰浴冷有電動(dòng)攪拌器、冷凝管和溫度計的三口燒瓶中.卻，用二氯甲烷提取，用乙酸乙酯萃取，合并將1.45mol (162.4g) 2,3-二氯丙烯溶于乙腈中,有機相7號，用飽和食鹽水洗，無(wú)水硫酸鎂干燥,加入1.54mol (124.5g) 硫氰酸鈉，攪拌,加熱反得到0.38mol (144.8g) 1-(2- 氯噻唑-5-甲基)-應結束后冷卻至室溫，靜置分出油層，減壓蒸2-硝基亞胺基-3-甲基-5-芐基-六氫-1,3,5-三餾得到淡黃色油狀液體2-氯丙烯硫代異氰酸酯嗪,收率為78.9%。1.39mol (187.6g)， 收率96.1%。在冰浴冷卻下1.2.4 噻蟲(chóng)胺的合成 將0.285mol (108.6g)1-往2-氯丙烯硫代異氰酸酯的乙腈溶液中通人氯(2-氯噻唑-5-甲基) -2-硝基亞胺基-3-甲基-5-氣，加人催化劑3.52g (0.011mol) 四丁基溴化芐基-六氫-1,3,5-三嗪加人到適當安裝的反應容銨，然后溫度控制在40心以下，直至放熱停止,器中，加入546mL乙醇和80.7g吡咯烷19-10),攪合成反應結束后，于20C向反應體系中通人氯化拌,在60C反應8h.反應液冷卻后,用乙酸乙酯氫氣體，冷卻至0吣,過(guò)濾,得到2-氯-5-氯甲萃取中國煤化工(69.8g),收率基-1,3-噻唑鹽酸鹽(-1,收率94.5%。 加入5%碳為97.CNMHG一23-研究與開(kāi)發(fā)農藥鉀孕s管哩Pesticide Science and Administration2010,31(4)2結果與討論2.3 1- (2-氯噻唑-5-甲基) -2-硝基亞胺基-2.1 2-氯-5-氯甲基-1,3. -噻唑的合成3-甲基-5-芐基-六氫-1,3,5-三嗪的合成2.1.1不同溶劑對收率的影響2.3.1反應溫度 對收率的影響表1 不同溶劑對收率的影響表5反應溫度對收率的影響溶劑甲苯四氯化碳氧仿乙腈溫度C 30-40 40~-50 50-60 60-70 70-80 80~90收率(%)60.481.582.391.6收率(%) 51.8 60.361.774.6 78.9 78.5含量(%)81.7)090.194.5由表5可知，當反應溫度為70~-80C時(shí)，收率由表1可以看出用乙腈為溶劑最佳。最高。當反應溫度低于70C時(shí)，收率隨著(zhù)溫度地2.1.2不同氯化劑對收率的影響升高而增加，溫度過(guò)低，造成反應體系能量不.足，影響收率。過(guò)高和過(guò)低的溫度都不利于反表2不同氯化劑對收率的影響應地進(jìn)行，因此在實(shí)驗中控制溫度在70~80C。氯化劑.三氯氧磷氧化亞砜氯氣2.3.2不同溶劑對收率的影響82.484.11.688.790.9表6不同溶劑對 收辜的影響乙醇丙酮二氯甲烷氟仿DMF由表2可知，最佳氯化劑為氯氣。因為使用.67.468.269.170.678.9氯氣后不僅生成鹽酸，而且避免了因使用氯化亞砜帶來(lái)的大量二氧化硫和使用三氯氧磷帶來(lái)由表6可知，選用DMF做溶劑最佳。2.3.3 1-甲基-2-硝基亞胺基-5-芐基-六氫-的含磷酸廢水。2.2 1-甲基-2-硝基亞胺基-5-芐基-六氫-1,3,5-三嗪(a)和2-氯-5-氯甲基-1,3-噻唑(b)的物料比對收率的影響, 1,3,5-三嗪的合成表7物料比對收率的影晌2.2.1催化劑對對收率的影響ab (mo) 1:1.01:1.2 1:1.25 1:1.30 1:1.35 1:1.40表3催化劑對 收率的影響收率(%) 71.872.8 77.6 78.9 78.8 78.6催化劑無(wú)硫酸鐵氯化鐵氯化鋁氧化鋁碘化鉀碘化鋅由表7可以看出，在相同的反應條件下，當收率(%) 42.1 63.7 65.2 71.6 72.4 81.2 85.5物料比從1:1.0增加到1:1.30時(shí)，反應的收率逐漸由表3可以看出，使用催化劑碘化鋅效果最增大，當繼續增加物料比，反而造成收率下降,佳，可以有效地促進(jìn)反應的發(fā)生。因為副反應增加，所以物料比為1:1.30時(shí)最佳。2.2.2 N-甲基硝基胍(a) 和芐胺(b) 的物料2.3.4不同縛 酸劑對收率的影響比對收率的影響表8不同縛酸劑對收率 的影響表4物料比對收率的影響碳酸氫氧氫氧縛酸劑三乙胺碳酸鉀碳酸鈉化鉀化鈉N-甲基硝基胍(a);1 1:1.1 1:1.2 1:1.3 1:14 .收率(%) 40.862.470.1 68.4 65.3芐胺(b)85.4 85.5 85.3由表8可知，碳酸鉀做縛酸劑時(shí)，收率最高。95.1 97.4 98.798.9 98.63噻蟲(chóng)胺的合成由表4可知，隨著(zhù)物料比的增加，反應速度3.1反應時(shí)間對收率 的影響加快，濃度增大,從而增加收率，當物料比等中國煤化工一于1:1.3時(shí)，收率最大，此后繼續增大物料比，時(shí)間收率有所下降。收率YCNMHG.891.3-24-農丙鉀學(xué)s營(yíng)哩Pesticide Science and Adrinistration2010,31(4)研究寫(xiě)開(kāi)發(fā)由表9可以看出，反應時(shí)間在8h之前收率提參考文獻高較快，8h之后繼續延長(cháng)反應時(shí)間則收率明顯1 M Decker Process for preparing 2-chlorine- 5-chlorome-下降，這是因為隨著(zhù)反應時(shí)間地延長(cháng)，反應物thylthiazole[P]. US 6214998,2001-04 -10.濃度下降，使得反應物之間地碰撞幾率變小，2 P Thomas. Process for a 2-chlorine -5-chloromethythia-zole compound [P]. US 6187927 ,2001-02-13.產(chǎn)率減小。因此從實(shí)際生產(chǎn)成本考慮反應時(shí)間3 Maienfisch P, Widmer H. Method for producing nitro -控制在8h為宜。guanidine derivatives. US 6252072,2001-06 -26.3.2反 應溫度對收率的影響4 YaoJ B, Wang R H. The thiadiazole deribatives used asantiwear extreme pressure additives [J]. Lubricating Oil,表10 反應溫度對收率的影響2005 ,20(2): 53~58.溫度C607085 Hovsepian T R, Dilanian E R, Engoyan A P, et al. Syn-收率(%) 81.794.797.895.780.6thesis of Substituted 1,2,4- thiazoles and 1,3,4- thiadiazoles[J]. Chemistry of Heteroceyelic Compounds. 2004,40 (9):由表10可知，隨著(zhù)反應溫度地升高，收率1194~1198.逐漸增加，升至60C時(shí),達到最大;高于60°C后,6 GLAO DFT13C NMR chemical shifs of 13,4-thiadiazoles收率反而下降，當然反應溫度也不能過(guò)抵，否[J]. Phosphorus, Sulfur, and Silicon,2007,182:2217~2225.則反應速度太慢，因此適宜的反應溫度為60號。7 Shuang Gao, Zuwei Xi. Reaction- Controlled Phase -Tran-4結論sfer Catalysis for Epoxidation of Olefins [M]. Mechanismsin Homogeneous and Heterogeneous Epoxidation Catalysis,以2,3-二氯丙烯和硫氰酸鈉為起始原料，首2008,429- 447.先生成中間體2-氯丙烯硫代異氰酸酯(1),8 Morrel A, Placdzek M, Parmley s, Antony s, et al. Nit-(1)經(jīng)過(guò)氯化反應得到2-氣-5-氯甲基-1,3-噻rated Indenoisoquinolines as Topoisomerase Inhibitors:A唑(2); (2) 與1-甲基-2-硝基亞胺基5-芐基-systematic study and Optimization [J]. Med Chem,2007,六氫-1,3,5-三嗪反應得到1- (2-氯噻唑-5-甲50: 4419-4430.基) -2-硝基亞胺基-3-甲基-5-芐基-六氫- 9Cui B. Zheng B L He K, et al lidaole akaloids from1,3,5-三嗪(3); (3)在乙醇溶劑中，催化合Lepidiummeyeni[J]. Natprod ,2003 ,66(8);1101.成了產(chǎn)物噻蟲(chóng)胺，合成總收率達到51.38%。本10 Wang L M,Tian,H,Yao,Y F Shao,J H,et al. Ytter-bium triflate as an eficient catalyst for one- pot synthesis工藝反應條件溫和，催化劑制備簡(jiǎn)單，收率高，of subtituted imidazoles through three - component con-無(wú)腐蝕性，無(wú)三廢污染，符合綠色有機合成的densation of benzil, aldehydes and ammonium acetate[J]. .要求，具有極好的工業(yè)化應用價(jià)值。Fluorine Chem, 2006, 127: 1570-1573.中國煤化工MYHCNMHG-25一