蟲(chóng)酰肼的合成

第37卷第3期精細化工中間體Vol. 37 No. 32007年6月FINE CHEMICAL INTERMEDIATESJune 2007{農藥及中間體}蟲(chóng)酰肼的合成杜升華12,劉衛東',江國防2(1. 湖南化工研究院 國家農藥創(chuàng )制工程技術(shù)研究中心，湖南長(cháng)沙410007; 2.湖南大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院，湖南長(cháng)沙410082)摘要:以叔丁基肼鹽酸鹽為起始原料，與對乙基苯甲酰氯反應合成N-(4-乙基苯甲?；?-N'-叔丁基肼，反應收率97.9%。其再與3,5-二甲基苯甲酰氯反應合成蟲(chóng)酰肼，純度大于96%，總收率大于86%。關(guān)鍵詞:叔丁基肼鹽酸鹽;對乙基苯甲酰氯; 3,5-二甲基苯甲酰氯;蟲(chóng)酰肼;合成中圖分類(lèi)號: TQ453文獻標識碼: A文章編號: 1009- -9212(2007)03- -0032- -03Synthesis of TebufenozideDU Sheng -hud'2, LIU Wei- -dong', JIANG Guo -fang?(1. Hunan Research Institute of Chemical Industry, National Engineering Research Center of Agrochemicals, Changsha410007, China; 2 College of Chemistry and Chemical Enginering, Hunan University, Changsha 410082, China)Abstract: N-(4 -Ethylbenzoy1) -N'-t-butylhydrazine was prepared from tert -butyl hydrazine hydrochloride and p-ethylbenzoyl chloride, the yield of the product reached 97.9%. After that, reaction of N-(4 - ethylbenzoyl)-N'-t-butylhydrazine with 3,5-dimethylbenzoyl chloride to give target product tebufenozide. The purity and total yield of theproduct was more than 96% and 86%，respectively.Key words: tert -butylhydrazine hydrochloride; p -ethylbenzoyl chloride; 3,5 -dimethyl benzoyl chloride;tebufenozide; synthesis1前言要害蟲(chóng)，用三唑磷、氟蟲(chóng)腈等防治效果雖好，但環(huán)境1988年RohmandHass公司的科學(xué)家們發(fā)現了相容性較差。蟲(chóng)酰肼的防治效果同傳統治螟藥劑(包二芳酰肼類(lèi)化合物RH- 58491.21能引起受試昆蟲(chóng)早熟、括有機磷和菊酯類(lèi))相當13.4), 是一種既安全又有選擇致死性蛻皮，從此誕生了一類(lèi)新的昆蟲(chóng)生長(cháng)調節劑一性的新型蛻皮激素興奮性殺蟲(chóng)劑，廣泛應用于水稻、蛻皮激素拮抗劑，并相繼開(kāi)發(fā)出以叔丁基肼鹽酸鹽為棉花、果樹(shù)、蔬菜等農作物以及森林病蟲(chóng)害的防治5。中間體的系列昆蟲(chóng)生長(cháng)調節劑，如蟲(chóng)酰肼、氯蟲(chóng)酰筆者采用叔T基肼鹽酸為始原料經(jīng)兩步結合成蟲(chóng)肼、甲氧蟲(chóng)酰肼、呋喃蟲(chóng)酰肼和Matric等，成為繼保酰肼，收率和純度均有較大提高。幼激素、幾丁質(zhì)合成抑制劑之后又一類(lèi)商品化的昆蟲(chóng)2實(shí)驗部分生長(cháng)調節劑。與傳統意義上的殺蟲(chóng)劑不同的是，它不2.1主要儀器 和試劑是殺死害蟲(chóng)而是限制害蟲(chóng)生長(cháng)，不僅低毒，而且對其儀器: WRS-1型數字熔點(diǎn)儀(上海物理光學(xué)儀它生物無(wú)害。蟲(chóng)酰肼代號為RH-5992,化學(xué)名稱(chēng)為器廠(chǎng)，未校正)、LC- -20A型高效液相色譜儀(日本島N-叔丁基-N-(4-乙基苯甲?；?- 3,5-二甲基苯甲津)。酰肼，微溶于有機溶劑，在通常條件下穩定，蟲(chóng)酰肼試劑:所用試劑均為市售AR或CP。懸浮劑被羅門(mén).哈斯公司推薦用來(lái)防治蔬菜、水稻及合成路線(xiàn)果樹(shù)等多種作物上的鱗翅目害蟲(chóng)。作為-種對環(huán)境安2.2.1 N-(4-乙基苯甲 ?；?-N-叔丁基肼的合成全的昆蟲(chóng)蛻皮激素拮抗劑，在西班牙，蟲(chóng)酰肼被用來(lái)中國煤化工甲?；? -N~-叔丁基防治水稻二化螟。二化螟屬鱗翅目螟蛾科，是水稻重肼的.MYHCNMHG如下。作者簡(jiǎn)介:杜升華(1976-), 男，湖南新化人，助理研究員,碩士研究生，主要從事農藥合成及有機合成工作。(E- mail: dshh007@163.com)收稿日期: 2007-05-10第3期杜升華，等:蟲(chóng)酰肼的合成331)由乙苯和三氯乙酰氯經(jīng)過(guò)傅氏反應制得收率88.3%，m.p: 190.7~191.3C (文獻21值: 191C)。2,2,2-三氯-(4-乙基苯)乙酮，再與叔丁基肼鹽酸鹽3結果與討論反應6。3.1 N-(4-乙基苯甲?；?-N'-叔丁基肼的合成CHs-- >-NG CH,一^~CCl3為了分析N-(4-乙基苯甲?；?-N-叔丁基肼的合成過(guò)程中不同因素對收率的影響，筆者分別在不同NH的反應溫度、催化劑及縛酸劑條件下進(jìn)行反應，結果表明以下3個(gè)條件的變化對N-(4-乙基苯甲?；?-2)對乙基苯甲酰氯與叔丁基肼鹽酸鹽反應7N-叔丁基肼的收率均有影響。3.1.1反應溫 度的影響、iCHs-NauXHINACHrt控制原料n (叔丁基肼鹽酸鹽):n (對乙基苯甲酰氯)=1.0:0.95，自制催化劑用量0.15 g,反應時(shí)間3 h路線(xiàn)1),收率不高，且操作條件較為苛刻;路線(xiàn)(其中滴加2h),縛酸劑采用氫氧化鈉和碳酸鈉的緩2),采用的原料廉價(jià)易得，具有收率高、純度高、易沖體系，考察不同溫度對反應收率的影響，實(shí)驗結果于工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。經(jīng)過(guò)比較，筆者采用路線(xiàn)2)進(jìn)如下。行N-(4-乙基苯甲?；?-N-叔丁基肼的合成研究。temperature/C0~52.2.2蟲(chóng)酰肼的合 成yield/%95.297.996.0蟲(chóng)酰肼的合成文獻報道主要采用如下路線(xiàn)合由上可以看出，溫度低于0C時(shí)，反應收率較低，成08。當反應溫度高于15C時(shí)，可能導致對乙基苯甲酰氯水解而引起收率降低。因此反應的最佳溫度為0~CHor+Ch5C。3.1.2 催化劑種類(lèi)的影響由于該反應是兩相反應，因此相轉移催化劑作用CH,-0比較明顯10]，在0.18 mol叔丁基肼鹽酸鹽，0.171 mol2.3實(shí)驗步驟對乙基苯甲酰氣，反應時(shí)間3h (其中滴加2h),縛2.3.1 N-(4-乙基苯甲 ?；?-N'-叔丁基肼的制備酸劑為氫氧化鈉和碳酸鈉不變的情況下，分別用0.15g在500mL反應瓶中加人叔丁基肼鹽酸鹽22.4g聚乙二醇- 400 (PEG- 400)、 四丁基溴化銨(TBAB).(折百)，水50g,溶劑120mL， 自制催化劑0.15 g,十六烷基三甲基溴化銨(CTMAB) 和自制催化劑控制反應溫度0~59C，通人氮氣進(jìn)行保護。依次滴加(HN-1)進(jìn)行實(shí)驗，發(fā)現以自制催化劑(HN-1) 效20%氫氧化鈉溶液，15%碳酸鈉溶液，滴加時(shí)間為果最好。實(shí)驗結果如下。0.5h。然后加入溶劑，之后同時(shí)滴加4-乙基苯甲酰catalystPEG- -400 TBAB CTMAB HN-1氯28.8 g和20%氫氧化鈉溶液，滴加時(shí)間為2 h,再82.394.883.7續后反應1 h。然后升溫至60C，至固體全部溶解,由上可以看出，采用自制催化劑(HN-1) 時(shí)收靜置分層。有機層用1%鹽酸溶液80 g洗滌一次，分率最高。當催化劑用量降至0.1 g時(shí)仍能表現出良好層，脫去溶劑，得到類(lèi)白色固體37.9 g，含量97.2%的催化活性。(文獻[51值92.5%)，收率97.9% (文獻(%值93.0%)。3.1.3縛酸劑種類(lèi)的影響2.3.2蟲(chóng)酰肼的制備由于對乙基苯甲酰氯在強堿性條件下不穩定，筆在500mL反應瓶中加入2.3.1制備的沒(méi)有脫溶的者選用不同的堿做縛酸劑，考察N-(4-乙基苯甲酰N-(4-乙基苯甲?；?-N-叔丁基肼溶液，控制釜溫基)-N-叔丁基肼的合成收率。實(shí)驗結果如下。60C。開(kāi)始同時(shí)滴加3,5-二甲基苯甲酰氯和堿，滴NaOH and Na.CO.NaOHNaCO3加時(shí)間為1 h,再續后反應3 h。然后加水50 g，升中國煤化工91.853.7溫至92C至固體全部溶解，靜置分層。有機層用1%YHCNMHG訥和碳酸鈉的緩沖體鹽酸溶液100g洗滌1次。有機相在10C左右結晶系時(shí)收率最高，由于對乙基苯甲酰氯在強堿性條件下1h,過(guò)濾得白色固體，濾餅即為原藥。濾液回收套容易水解,所以單獨使用氫氧化鈉做為縛酸劑時(shí)容易用。濾餅干燥后經(jīng)液相色譜檢測平均含量達96.3% ,引起收率偏低，而使用碳酸鈉做為縛酸劑時(shí)反應速率34精細化工中間體第37卷慢，轉化率不高，因此選用緩沖體系做為反應的縛time/h (drop time 1h)酸劑，并且采用縛酸劑和對乙基苯甲酰氯同時(shí)滴加,yield/%85.288.2保證反應體系恒定在一定的堿度范圍，從而提高反由上可以看出，反應時(shí)間為3h時(shí)，收率較低,應收率。延長(cháng)到5h收率沒(méi)有明顯變化，因此反應時(shí)間為4 h3.2蟲(chóng)酰肼的合成時(shí)最佳。為了分析蟲(chóng)酰肼的合成過(guò)程中不同因素對收率的4結論影響，筆者分別在不同的反應溫度、物料配比及反應時(shí)間下進(jìn)行反應，結果表明以下3個(gè)條件的變化對蟲(chóng)1)筆者采用叔丁基肼鹽酸鹽為起始原料，經(jīng)兩酰肼的收率均有影響。步反應合成蟲(chóng)酰肼。合成方法簡(jiǎn)便、廉價(jià),是已知較3.2.1反應溫度的影響經(jīng)濟可行的反應路線(xiàn)?？刂圃媳萵 (N-(4- 乙基苯甲?；?-N-叔丁基2)合成N-(4-乙基苯甲?；?-N-叔丁基肼中采肼) :n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1.0: 1.05，反應時(shí)用緩沖體系控制反應過(guò)程中的pH值，避免原料水間4h(其中滴加1h),考察不同溫度對反應收率的解，同時(shí)使用自制的催化劑HN-1提高反應收率。筆者合成的N-(4-乙基苯甲?；?-N'-叔丁基肼可不脫影響，實(shí)驗的結果如下。溶直接制備二芳酰肼類(lèi)化合物，收率和純度都較文獻temperature/C 5(507082.788.3值有一定的提高。由上可以看出，反應溫度為50C時(shí)，反應收率較3)蟲(chóng)酰肼合成收率(以叔丁基肼鹽酸鹽計)大低，當反應溫度為70C時(shí)，可能導致3,5-二甲基苯于86%，純度大于96%，較文獻⑧8值(收率70.5% ,，甲酰氯水解而引起收率降低，因此反應最佳溫度為純度91.2%)有較大的提高。60C。參考文獻:3.2.2物料配 比的影響控制反應溫度60C,反應時(shí)間4 h (其中滴加1[1] Wing K DRH5849，a Nonsteroidal Ecdysone Agonist :Eflects on a Drosophila Cell Line[J]. Science, 1988, 241h)，考察原料N-(4-乙 基苯甲?；?-N-叔丁基肼(4 864): 467- 469.(1)與3,5-二甲基苯甲酰氯(2)的摩爾比對反應收[2] Wing K D, Slawecki R A，Carlson G R. RH -5849， a率的影響，實(shí)驗的結果如下。Nonsteroidal EcdysoneAgonist: ffcts on LarvalLepidoptera[J]. Science, 1988, 241 (4 864): 470- 472.n(1):n(2) 1:1.00 .1:1.051:1.10[3] 郭慧芳,方繼朝，劉成社，等.蟲(chóng)酰肼對水稻二化螟的拒食.86.188.0致死作用及田間效果[J]農藥學(xué)學(xué)報，2001, 3 (4): 41-47.由上可以看出，雖然N-(4-乙基苯甲?；?-[4] 王霖. 20%蟲(chóng)酰肼懸浮劑的研究[J]. 精細化工中間體，N'-叔丁基肼與3,5-二甲基苯甲酰氯的反應計量比.2006， 36 (2); 63-66.為1:1,為保證蟲(chóng)酰肼的收率,應多加- -些3,5-二{S]劉長(cháng)令.世界農藥信息手冊 [M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2000. 28-29.甲基苯甲酰氯。但3,5-二甲基苯甲酰氯的量太多會(huì )6] Kelly M J. Selective Acylation of Hydrazines [P]. US: 5 675造成浪費且對收率影響不大，當n (N-(4-乙基苯甲037，1997-10-07.?；?-N'-叔丁基肼):n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1 :7] Hsu A C, Aller H E. Insecticidal N- subtiuted-N,N -dia-1.05時(shí)有較高的收率而不增加成本。cylhydrazine[P]. US: 4 985 461, 1991-01-15.8] Hsu A C, Aller H E, Murphy R A, et al. Insecticidal N-3.2.3反 應時(shí)間的影響subeituted-N N"diubtituted-daydraines [P] uS: 5 117057,1992-05- -26.肼):n (3,5-二甲基苯甲酰氯) =1: 1.05,反應溫度9] 劉長(cháng)令.國外農藥品種手冊(增補本)[M]. 沈陽(yáng):全國農藥60C，考察不同反應時(shí)間對反應收率的影響，實(shí)驗的工業(yè)信息站，2001. 52-55.結果如下。[10] 錢(qián)旭紅.工業(yè)精細有機合成原理[M]. 北京:化學(xué)工業(yè)出版社。2000. 142-145.中國煤化工MYHCNMHG