醚菌酯中间体的合成

2013-10-10 08:01魏兴辉周坤英江才鑫杨琳荣
浙江化工 2013年2期
关键词:叔丁醇亚硝酸丁酯

魏兴辉 周坤英 江才鑫 杨琳荣

(浙江禾田化工有限公司,浙江 杭州 310023)

醚菌酯属于甲氧基丙烯酸类杀菌剂,是一种高效、广谱、新型杀菌剂,对草莓白粉病、甜瓜白粉病、黄瓜白粉病、梨黑星病等病害具有良好的防效。醚菌酯不仅具有广谱的杀菌活性,同时兼具有良好的保护和治疗作用。与其它常用的杀菌剂无交互抗性,且比常规杀菌剂持效期长。具有高度的选择性,对作物、人畜及有益生物安全,对环境基本无污染。

由于醚菌酯在合成中,结构上存在Z、E结构,而E式结构杀菌活性要远高于Z式结构,因此合成中的选择性和Z式转化为E式的问题就变得很重要[1]。

1 合成路线

有文献报道过的合成路线多达10余条,比较经典的两条是以邻甲基苯甲酸或苯酞为起始原料,具体路线为:

邻甲基苯甲酸路线[2-3]:

湖南化工院刘卫东等人[4]介绍了苯酞路线:

这里介绍一条中间体 (E)-2-(邻溴甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成路线[5],避免使用剧毒品氰化钠。具体合成路线如下:

2 实验部分

2.1 实验仪器

INOVA-400HZ核磁共振仪,液相色谱Agilent 1100, 气相色谱 GC-14C, 电子天平XS205,显微熔点测定仪 X-6。

2.2 试剂

邻甲基苯乙酸,叔丁醇,NBS为工业级,其他试剂为分析纯。

2.3 实验操作

2.3.1 亚硝酸叔丁酯的合成

在500 ml的烧瓶中加入55.6 g亚硝酸钠,68.4 g叔丁醇,80 ml水,搅拌,降温至 0 ℃。 在此温度下缓慢滴加75 g含量为37%的盐酸,滴加时间为2 h。滴加结束后在0℃~5℃保温反应0.5 h。转移到分液漏斗中分去水层,有机层用少量水洗涤一次,分层,得85.6 g淡黄色液体,用无水硫酸钠干燥,放到冰箱中备用。

2.3.2 邻甲基苯乙酸甲酯的合成

在250 mL烧瓶中依次投入33 g邻甲基苯乙酸,28.2 g无水甲醇,2 mL的浓硫酸,回流反应3小时,降温,减压蒸馏出过量的甲醇。加入100 mL甲苯和50 mL水,用碳酸钠中和至中性 (pH为7)。分去水层,减压除去甲苯,减压精馏得32 g无色产品,含量大于99%。

2.3.3 (E)-2-(邻甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成

在250 mL三口烧瓶中加入10.6 g叔丁醇钾和100 mL甲苯,在室温下滴加10 g苯乙酸甲酯和10 g亚硝酸叔丁酯的混合液。滴加结束后,保温反应2 h。降温到10℃,滴加硫酸二甲酯11.4 g,滴加结束后在20℃下保温反应2 h。

加入50 mL水,搅拌0.5 h后分去水层,甲苯层减压脱去溶剂,柱层析(石油醚:乙酸乙酯=4:1),得到 5.8 g白色固体,熔点:68.2℃~70.5℃。

1H NMR (400MHZ,CDCl3,TMS)δ (ppm)::2.09(3H,S,Ar—CH3),3.76(3H,s,—COOMe),3.93(3H,S,N— OCH3),7.09~7.32(4H,Ar-H)

3.3.4 (E)-2-(邻溴甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯的合成

在 100 mL 三口烧瓶中加入 2.1 g(E)-2-(邻甲基苯基)-2-甲氧亚胺基乙酸甲酯,1.9 g NBS(N-溴代丁二酰亚胺),20 mL 四氯化碳,0.02 g AIBN,升温回流反应2 h,降温后过滤,母液经浓缩后得到3.2 g淡黄色油状物。经柱层析 (石油醚:乙酸乙酯=15:1)提纯后得到 2.4 g油状粘稠液体,纯度90%。

1H NMR (600 MHz,CDCl3,TMS)δ (ppm):3.85(3H,s,-COOMe),4.04(3H,S,N-OCH3),4.39(2H,s,-CH2-),7.01~7.62(m,4H,Ar-H)。

3 结果与讨论

亚硝酸叔丁酯存放时间最好别超过3 d,久置的亚硝酸叔丁酯会有较多分解产物。

肟化反应中,所用的碱为叔丁醇钾、叔丁醇钠等位阻比较大的碱,而亚硝酸酯则使用位阻大的亚硝酸叔丁酯或亚硝酸叔戊酯等。实验证明位阻小的碱反应效果不好。

肟化反应中生成两种异构体,其中E、Z成分所占的比例大约6∶1。Z式产物为无色油状液体,E式产物为白色晶体。虽然通过柱层析可以分开两个产物,但降低了收率,有文献报道在甲醇中通入氯化氢气体可以将Z式转化为E式,这样做提高了转化率,又减少副产物。

甲基化反应中有副产物生成,经过分析,确定其结构为:

其含量大约为10%左右。甲基化反应中,甲基化试剂可选择碘甲烷、溴甲烷等,效果和硫酸二甲酯差不多,但同样不能避免副产的生成。

[1]Pfiffner A.Oxime ethers and their use as pesticides:WO,9606072A1[P].1996-02-29.

[2]Winfried L,Andreas W,Wilfried D,et al.Process for the preparation of phenylglyoxylic acid esters:US,4596885[P].1986-06-24.

[3]Heinz I,Michael K,Bernd W,et al.Preparation of E-oxmie ethers of phenylglyoxylic esters:US,5354883[P].1994-10-11.

[4]刘卫东,徐道庄.苯氧菌酯的合成研究[J].精细化工中间体,2003,33(4):10-11.

[5]Bernd W,Hubert S,Horst W,et al.Oxime ethers and fungicides containing same:US,5145980[P].1992-09-08.

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