本發明屬于有機合成領域,具體地涉及一種制備雙苯菌胺的方法。
背景技術:
中國專利申請CN102199095(A)公開了具有殺菌活性的雙苯菌胺(化合物Ⅰ),結構式如下:
生物試驗結果表明,該化合物生物活性優異,殺菌譜廣,在1mg/L濃度下對桃褐腐病菌、玉米彎孢病菌、水稻紋枯病菌、西瓜炭疽病菌、玉米小斑病菌、梨黑星病菌、棉花炭疽病菌、棉花黃萎病菌、油菜菌核病菌抑菌率均達到95%以上,具有廣闊的市場前景。上述專利申請同時公開了該化合物的制備方法。雙苯菌胺(化合物43)制備如下:
文獻中報道的雙苯菌胺合成方法存在明顯的缺點:由于2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯(中間體B)含有眾多的吸電子基團,導致苯環甲基上的氫很活潑,反應中容易發生副反應,產生雜質,從而反應收率較低(此步平均收率小于50%),且產品提純相當困難,產品純度差(需柱層析提純),因而不適合工業化生產需要。
技術實現要素:
本發明目的在于提供一種制備雙苯菌胺的方法。
為實現上述目的,本發明采用技術方案為:
一種制備雙苯菌胺的方法,反應式如下:
1)向2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯中加入反應溶劑A,于0℃~溶劑A的回流溫度下通入氨氣或氨水,然后繼續反應1~10小時,反應完畢,脫除溶劑,得到中間體取代氨化物;其中,氨水(氣)在1~10小時內滴(通)入完畢;
所述反應溶劑A選自甲醇、乙醇、丙酮、N,N二甲基甲酰胺、二氯甲烷或二氯乙烷;
2)將取代氨化物、3,5-二氯-4-氟硝基苯、堿和反應溶劑B,于室溫~溶劑B的回流條件下反應1~20小時,反應完畢,脫除溶劑,經后處理得到粗品,粗品經重結晶得到產品雙苯菌胺;
所述反應溶劑B選自甲醇、乙醇、二甲苯、甲苯、N,N二甲基甲酰胺或二甲亞砜。
優選的制備方法是,
1)向2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯中加入反應溶劑A,于0℃~溶劑A的回流溫度下通入氨氣或氨水,然后繼續反應1~8小時,反應完畢,脫除溶劑,得到中間體取代氨化物;其中,氨水(氣)在1~8小時內滴(通)入完畢;
所述反應溶劑A選自甲醇、乙醇、丙酮、N,N二甲基甲酰胺、二氯甲烷或二氯乙烷,加入量為2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯重量的2~10倍;2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯與氨水(氣)的摩爾比為1:1.0~5.0;
2)將取代氨化物、3,5-二氯-4-氟硝基苯、堿和反應溶劑B,于室溫~溶劑B的回流條件下反應2~15小時,反應完畢,脫除溶劑,加入水降溫至45~50℃,靜置分層,取下層粘稠有機層加水溶解,再用濃鹽酸調節pH值為中性,然后升溫至45~50℃,攪拌,降溫,抽濾,水洗,干燥得粗品,粗品經重結晶得到產品雙苯菌胺;
所述反應溶劑B選自甲醇、乙醇、二甲苯、甲苯、N,N二甲基甲酰胺或二甲亞砜,加入量為取代氨化物重量的2~10倍;堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鉀、乙醇鈉或氨基鈉;取代氨化物、2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯和堿的摩爾比為1:1.1~3.0:1.0~3.0。
進一步的優選制備方法是,
1)向2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯中加入反應溶劑A,于20℃~溶劑A的回流溫度下通入氨氣或氨水,然后繼續反應1~6小時,反應完畢,脫除溶劑,得到中間體取代氨化物;其中,滴(通)入氨水(氣)在2~5小時內滴(通)完畢;
所述反應溶劑A選自甲醇、乙醇、N,N二甲基甲酰胺或二氯乙烷,加入量為2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯重量的2~8倍;2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯二硝基物與氨水(氣)的摩爾比為1:1.0~3.0;
2)將取代氨化物、3,5-二氯-4-氟硝基苯、堿和反應溶劑B,于50℃~溶劑B的回流條件下反應5~15小時,反應完畢,脫除溶劑,加入水降溫至45~50℃,靜置分層,取下層粘稠有機層加水溶解,再用濃鹽酸調節pH值為中性,然后升溫至45~50℃,攪拌,降溫,抽濾,水洗,干燥得粗品,粗品經重結晶得到產品雙苯菌胺;
所述反應溶劑B選自甲醇、乙醇、甲苯、N,N二甲基甲酰胺或二甲亞砜,加入量為取代氨化物重量的3~8倍;堿選自氫氧化鉀、碳酸鉀、乙醇鈉或氨基鈉;取代氨化物、2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯和堿的摩爾比為1:1.1~2.5:1.5~3.0。
再進一步的優選制備方法是,
1)向2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯中加入反應溶劑A,于20~60℃下加入氨氣,然后繼續反應1~4小時,反應完畢,脫除溶劑,得到中間體取代氨化物;其中,氨氣在2~4小時內加入完畢;
所述反應溶劑A選自甲醇、乙醇或N,N二甲基甲酰胺,加入量為2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯重量的2~5倍;2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯與氨氣的摩爾比為1:1.0~2.0;
2)將取代氨化物、3,5-二氯-4-氟硝基苯、堿和反應溶劑B,于60℃~溶劑B的回流條件下反應6~12小時,反應完畢,脫除溶劑,加入水降溫至45~50℃,靜置分層,取下層粘稠有機層加水溶解,再用濃鹽酸調節pH值為中性,然后升溫至45~50℃,攪拌,降溫,抽濾,水洗,干燥得粗品,粗品經重結晶得到產品雙苯菌胺;
所述反應溶劑B選自甲醇、乙醇或N,N二甲基甲酰胺或二甲亞砜,加入量為取代氨化物重量的3~6倍;堿選自氫氧化鈉、氫氧化鉀或碳酸鉀;取代氨化物、2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯和堿的摩爾比為1:1.1~2.0:2.0~3.0。
最優選制備方法是,
1)向2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯中加入反應溶劑A,于20~50℃下2~3小時通入氨氣,然后繼續反應1~3小時,反應完畢,脫除溶劑,得到中間體取代氨化物;其中,氨氣在2~3小時內通入完畢;
所述反應溶劑A選自甲醇或N,N二甲基甲酰胺,加入量為2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯重量的2~3倍;2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯與氨氣的摩爾比為1:1.5~2.0;
2)將取代氨化物、3,5-二氯-4-氟硝基苯、堿和反應溶劑B,于80~130℃下反應7~10小時,反應完畢,脫除溶劑,加入水降溫至45~50℃,靜置分層,取下層粘稠有機層加水溶解,再用濃鹽酸調節pH值為中性,然后升溫至45~50℃,攪拌,降溫,抽濾,水洗,干燥得粗品,粗品經重結晶得到產品雙苯菌胺;
所述反應溶劑B選自N,N二甲基甲酰胺或二甲亞砜,加入量為取代氨化物重量的4~5倍;堿選自碳酸鉀;取代氨化物、2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯和堿的摩爾比為1:1.1~1.5:2.0~2.5。
本發明的制備方法具有如下有益效果:
本發明提供的制備方法,操作簡便,條件溫和,收率和純度較高,適宜工業化推廣應用,產品總收率大于78%,含量大于95%。具體為:
1.通過采用本發明的工藝技術制備雙苯菌胺,使得該化合物的合成工藝有了較大的突破,不僅收率和含量有了較大的提高,而且成本也有了較大的降低,滿足工業化生產雙苯菌胺的需要。
2.雙苯菌胺成本的降低,使其在同類的殺菌劑中具有更好的競爭優勢,從而為我國農業病蟲草害的防治增添了一個新的品種,具有廣闊的市場前景。
具體實施方式
以下實施例用于進一步說明本發明,但本發明絕非僅限于此。
實施例1
將126g(0.5mol)2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯加入到500mL的反應瓶中,再加入250mLDMF,升溫至50℃,于2小時內通入氨氣大約13.0g(0.75mol),氣體通完后保溫1小時取樣分析。HPLC分析反應完畢,減壓蒸餾,0.09MPa下脫溶至100℃,至無明顯餾分分出為止。大約脫除200mLDMF。停止脫溶,降溫,在容器內溫度降到80℃,向反應瓶中加入300mL的水,50℃攪拌1小時,降溫至室溫,過濾、60mL水洗、干燥得取代氨化物108.4g,收率89.1%,純度95.1%。
將116g(0.5mol)上述方式獲得的取代氨化物、126g(0.6mol)3,5-二氯-4-氟硝基苯、138g(1.0mol)碳酸鉀和500mLDMF放入1000mL的四口燒瓶中,升溫至100℃反應。反應10小時,取樣分析,原料含量≤2%時,視為反應完全。減壓蒸餾,0.09MPa下脫溶至100℃,至無明顯餾分分出為止。加入500mL的水,降溫至40℃,靜置分層。將下層粘稠有機層放入1000mL的四口燒瓶中,加入500mL水,用36%鹽酸調節pH值為6~7。升溫至50℃,攪拌1小時,降溫,抽濾,水洗,干燥得雙苯菌胺粗品202.4g,含量93.7%。該粗品加入反應瓶中,加入100mL甲醇,加熱回流1小時。降溫,過濾,濾餅用20mL甲醇洗滌,干燥得亮黃色固體186.3g收率84.9%,純度96.1%。
實施例2
向300L反應釜中加入2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯48kg、DMF100kg,攪拌下于3小時內向反應瓶內通入干燥的氨氣6.5kg(0.38kmol)。此反應為放熱反應,反應溫度為20℃,最高不超過40℃。然后繼續反應2小時,液相色譜跟蹤反應進程。反應結束后,鼓入空氣1小時,以趕走多余的氨氣。
減壓蒸溶劑,真空0.095MPa,DMF的回收率在80%左右時結束蒸餾。蒸完溶劑后在80℃下慢慢加入110L水,不能太快,否則溫度下降太快容易生成大塊固體,然后在60℃攪拌0.5小時。降溫到20℃,過濾,20L水洗,烘干得43kg取代氨化物,收率95.9%,純度98.1%。
向300L的反應釜中依次加入DMF100kg、取代氨化物23kg、無水碳酸鉀28kg和3,5-二氯-4-氟硝基苯23kg,攪拌下升溫至115℃反應,保溫10小時取樣,液相色譜跟蹤。
反應完成后減壓蒸除溶劑,真空度0.095MPa,DMF的回收率在80%時結束蒸餾。蒸完溶劑后向反應釜內加入100L水,攪拌降溫到40℃,把物料放入開口的200L的大塑料桶中處理。
上層水層分出。向塑料桶中加入100L溫度為50℃的水,用36%鹽酸調節pH為6~7,攪拌降溫,抽濾,10L水洗,干燥。
把兩批烘干后的粗品加入300L反應釜中,加入120L甲醇,加熱回流1小時。降溫,過濾,濾餅用30L甲醇洗滌,干燥得亮黃色固體,含量大于95%。如有必要的話,可以進行二次精制。第二次仍采用上述方法,得產品68kg,收率81.5%,純度98.0%。
對照例
取60%的氫化鈉40g(1mol)于四口燒瓶中,加入150mLDMF攪拌,分批加入2,6-二氯-4-硝基苯胺104g(0.5mol),加完后室溫下攪拌30分鐘,在30分鐘內將151g(0.6mol)2,6-二氯-3,5-二硝基甲苯分批加入,然后在40℃下繼續反應3小時。取樣分析,原料含量≤2%時,視為反應完全。反應完畢后,減壓蒸餾,0.09MPa下脫溶至100℃,至無明顯餾分分出為止。降溫,加入1000mL水,用乙酸乙酯萃取2次,每次1000mL。先常壓脫溶,再減壓脫凈溶劑,得到紅褐色粘稠半固體。然后用THF進行重結晶,得到黃色固體932g,收率42.1%,純度95.1%。