唑草酮的合成工藝改進(jìn)

唑草酮的合成工藝改進(jìn)

偶氮酮是20世紀(jì)90年代由f8426和p1062開發(fā)的三唑酮雜草。試驗(yàn)代碼：f8426和p1762，一般名稱為卡倫特和ethyl，商品名稱為aim、afiny、aurora、pladtor、福建農(nóng)業(yè)、快速毀滅等。該品種屬原卟啉原氧化酶抑制劑,即通過抑制葉綠素生物合成過程中原卟啉原氧化酶而引起細(xì)胞膜破壞,使葉片迅速干枯、死亡。在噴藥后15分鐘內(nèi)即被植物葉片吸收,不受雨淋影響,主要用于防除闊葉雜草和莎草,防除對磺酰脲類除草劑產(chǎn)生抗性的雜草也具有很好的活性,適用于小麥、大麥、燕麥、水稻、玉米、大豆、柑桔、咖啡、棉花、高粱、葡萄園、草坪等。因其在土壤中的半衰期僅為幾小時(shí),故對下茬作物亦安全。該品種在美國、日本、法國、德國、南非等許多國家登記,由于其安全性好,使用劑量少,適用作物廣,因而引起農(nóng)業(yè)部門和農(nóng)藥生產(chǎn)廠家的極大興趣。目前該品種合成技術(shù)難點(diǎn)還有很多沒有公開,原料藥主要依靠進(jìn)口,我們通過技術(shù)攻關(guān),以光氣環(huán)合法合成關(guān)鍵中間體取代芳基三唑啉酮,以低壓加氫法制得中間體取代芳胺,找到一條適合工業(yè)化生產(chǎn)的工藝路線。1芳基三唑啉酮的合成唑草酮的合成文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)較多,主要涉及到中間體取代芳基三唑啉酮的合成。經(jīng)文獻(xiàn)檢索、工藝路線比較和小試技術(shù)攻關(guān),選擇唑草酮合成路線如圖1所示。2實(shí)驗(yàn)部分2.1氯二氟甲烷氟4-氯-2-氟苯肼(98%,自制);光氣(工業(yè)品,V/V>75%);一氯二氟甲烷(工業(yè)品,液化鋼瓶);雷尼鎳(自制);其它所用的試劑均為市售分析純、化學(xué)純或者工業(yè)級藥品。2.2儀器LC–10AT島津高效液相色譜儀。2.3實(shí)驗(yàn)方法2.3.1醋酸酐的制備在裝有攪拌器、溫度計(jì)、滴液漏斗及冷凝器的500mL四口燒瓶中加入二氯乙烷250mL和4-氯-2-氟苯肼48g,攪拌降溫至10℃左右,開始滴加醋酸酐36.5g,滴加溫度5～10℃,約半小時(shí)滴完,然后在此溫度下保溫反應(yīng)1h,取樣液譜分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99%,反應(yīng)結(jié)束。滴加20%碳酸鉀水溶液調(diào)節(jié)pH值達(dá)7～8,攪拌15min,靜置分去水層,有機(jī)層再用150mL水洗滌一次,用無水硫酸鎂干燥,抽濾得1-乙?；?2-(4-氯-2-氟苯基)肼二氯乙烷溶液備用。2.3.2n-4-氯-2-氟苯基乙基基氯的制備向上述制備的1-乙?；?2-(4-氯-2-氟苯基)肼二氯乙烷溶液中滴加三氯氧磷46g,滴加溫度40℃以下,滴完后升溫至80～85℃保溫反應(yīng)3h,取樣液譜分析轉(zhuǎn)化率達(dá)99%,反應(yīng)結(jié)束。降至室溫得N-(4-氯-2-氟苯基)乙基腙基氯。然后在30℃以下滴加27%氨水,測定溶液的pH值達(dá)12～13,滴加結(jié)束,在25～30℃之間保溫反應(yīng)2h,升溫至回流,靜置分水。有機(jī)層再用150mL水洗滌一次,無水硫酸鎂干燥,過濾此混合物,減壓濃縮濾液得半固態(tài)殘留物。用150mL正己烷研磨此殘留物,抽濾。抽干后再用100mL正己烷洗滌濾餅,濾餅烘干得氨基腙56g,含量98.7%(高效液相色譜法,下同),收率92.6%(以4-氯-2-氟苯肼計(jì)),熔點(diǎn)71～73℃。2.3.3唑啉酮的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、通氣管及冷凝器的1000mL四口燒瓶中加入甲苯500mL、上述制備的氨基腙50g和三乙胺63g,攪拌降溫至0℃,開始通入光氣,光氣流量400～500mL/min,通光1h,累計(jì)通光量達(dá)45～55g,停止通光,緩慢升溫至40～50℃,保溫反應(yīng)2h,取樣液譜分析氨基腙含量小于0.5%,反應(yīng)結(jié)束。然后在40～50℃趕光1.5h,降溫,滴加300mL水,滴加完畢后,在0～5℃攪拌2～3h,抽濾,濾餅用10%碳酸鈉水溶液水洗至中性,再抽濾,濾餅烘干得三唑啉酮53g,含量98.4%,收率93.8%(以氨基腙計(jì)),熔點(diǎn)190～192℃(文獻(xiàn)值189～191℃)。抽濾后的母液靜置分水,甲苯層蒸餾后甲苯回收套用,水層為三乙胺鹽酸鹽水溶液,用于回收三乙胺。2.3.4唑啉酮的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、脫水器及冷凝器的1000mL四口燒瓶中加入500mL二甲基甲酰胺、2g亞硫酸氫鈉、50g無水碳酸鉀和上述制備的50g三唑啉酮,攪拌升溫至回流,通入一氯二氟甲烷1h左右,取樣分析三唑啉酮轉(zhuǎn)化率達(dá)99%以上反應(yīng)結(jié)束,否則繼續(xù)通入一氯二氟甲烷,反應(yīng)結(jié)束后降溫至80℃左右,抽濾,濾餅用50mL二甲基甲酰胺洗滌,合并濾液進(jìn)行減壓脫溶,溶劑基本脫盡后加水200mL,邊攪拌邊降溫,溫度降至5℃左右,抽濾。抽干后的濾餅加入到250mL甲醇中,升溫回流15min,降溫至0℃左右抽濾,濾餅烘干得氟化物46.5g,含量99.1%,收率76.2%(以三唑啉酮計(jì)),熔點(diǎn)113～116℃。2.3.5熱反應(yīng)-氟化物的合成氟化物法在250mL燒瓶中加入100mL濃硫酸,降溫至0℃左右,加入45g氟化物,攪拌10min后開始滴加70%硝酸17.5g,滴加溫度控制在10～15℃,滴加完畢后在此溫度下保溫反應(yīng)1h,取樣分析氟化物含量小于0.5%反應(yīng)結(jié)束,然后將此混合物滴入500mL冰水中,過濾收集生成的固體,得硝基物48g,含量96.8%,收率91.8%(以氟化物計(jì)),熔點(diǎn)102～105℃(文獻(xiàn)值102℃～104℃)。2.3.6催化劑的制備在帶有控制儀的500mL不銹鋼高壓釜中加入甲醇250mL、硝基物45g、雷尼鎳5g和脫鹵抑制劑2g,密閉高壓釜,通入氮?dú)庵脫Q空氣,反復(fù)3次以上,再通入氫氣置換氮?dú)?反復(fù)3次以上,置換結(jié)束。攪拌升溫至50℃,通入氫氣,加氫過程放熱,通過氫氣壓力及夾套水降溫,控制料溫在95～100℃之間,維持壓力1.0～3.0MPa。加氫一段時(shí)間后,溫度下降時(shí),維持壓力2.5～3.0MPa,在95℃～100℃之間,加氫1h,測量氫壓,當(dāng)氫壓不降后保溫20min,加氫結(jié)束,降溫至40℃左右,泄壓,上層物料轉(zhuǎn)移至燒瓶,催化劑套用。減壓蒸出甲醇,加入甲苯200mL,升溫至回流,降溫結(jié)晶,抽濾。濾餅烘干得氨基物38.5g,含量97.5%,收率94.4%(以硝基物計(jì)),熔點(diǎn)127～130℃(文獻(xiàn)值128℃～129℃)。2.3.7化合物的合成在裝有攪拌器、溫度計(jì)、導(dǎo)氣管及冷凝器的1000mL四口燒瓶中加入72g氨基物、300g丙酮,攪拌溶解后過濾除去不溶的固體雜質(zhì)。降溫到0℃以下,通入氯化氫氣體,維持溫度0℃左右,當(dāng)尾氣有氯化氫放出時(shí),停止通氯化氫。加入3g氯化亞銅、320g丙烯酸乙酯,維持反應(yīng)溫度0～5℃,滴加35%亞硝酸鈉水溶液(24g亞硝酸鈉溶于44g水中),2～3h滴加結(jié)束。滴完后在0℃左右保溫反應(yīng)1h。加水100mL攪拌15min,靜置分層,有機(jī)層分別用5%鹽酸100mL、水100mL、5%氫氧化鈉100mL洗滌分層。有機(jī)層進(jìn)行減壓脫溶,蒸去丙酮及丙烯酸乙酯,最終真空度1.33kPa,溫度70℃左右時(shí)停止脫溶,得粗品95g,含量82%。然后再在高真空下蒸出低、高沸點(diǎn)雜質(zhì),得黏稠黃色液體唑草酮70g,含量91%,收率62.8%(以氨基物計(jì))。3唑啉酮的合成唑草酮是超高效含氟類除草劑,具有殺草速度快、低毒、廣譜、安全等優(yōu)點(diǎn),符合當(dāng)今農(nóng)藥研究開發(fā)的新趨勢,在我國具有較大開發(fā)價(jià)值及較好的推廣使用前景。本工藝以4-氯-2-氟苯肼為起始原料,經(jīng)過氨基腙合成、制三唑啉酮,二氟甲基化、硝化、還原、重氮芳基化等7步反應(yīng)合成最終產(chǎn)品唑草酮,產(chǎn)品含量91%左右,總收率36.2%(以4-氯-2-氟苯肼計(jì))。其中中間體