氰霜唑中间体合成工艺研究.pdf

第4 6 卷第4 期 2 0 1 7 年4 月 化工技术与开发 T e c h n o l o g y D e v e l o p m e n to fC h e m i c a lI n d u s t r y V o l 。4 6N o 4 A p r 2 0 1 7 氰霜唑中间体合成工艺研究 范清华，彭春莲，谭洋，舒展，王超 ( 西南科技大学材料科学与工程学院，四川绵阳6 2 1 0 1 0 ) 摘要：本文通过乌洛托品季铵盐在盐酸乙醇中发生分解反应，合成农药氰霜唑的中间体氨基酮盐酸盐。通过 单因素变量法探讨了物料比、反应温度和反应时间对产率的影响，得出反应的最佳条件为：物料比n 。：豫料= 5 5 ：1 ， 反应温度1 5 。C ，反应时间2 4 h ，纯化后产率可达7 4 2 。 关键词：氰霜唑；中间体；氨基酮盐酸盐 中图分类号：T Q4 5 5 4 0 文献标识码：A 文章编号：1 6 7 1 9 9 0 5 ( 2 0 1 7 ) 0 4 - 0 0 11 0 2 氰霜唑，化学名称为4 氯一2 氰基N ，N 二甲基5 一 对甲苯基咪唑一1 一磺酰胺，是由日本石原产业株式会 社生产的新一代苯基咪唑类杀菌剂，主要用于防治 卵菌类病害如霜霉病、霜疫霉病、晚疫病等，适用于 马铃薯、番茄、辣椒、黄瓜等农作物，具有低毒性、耐 雨水冲刷和环保性等特点。由于技术壁垒限制，氰 霜唑原药的生产在国内几乎被日本石原产业所垄 断，国内厂家自主开发的工艺路线成本较高，使得国 内氰霜唑价格居高不下。为降低成本，我们以甲苯 为起始原料，通过9 步反应，开发出一条适合工业化 的路线，合成路线示意图如下： 仅o 九吼m 删姚 ； r 叫 S 0 2 N ( C H 3 ) 2 l23 但中间体氨基酮盐酸盐2 的产率较低，这对整 个工艺路线的产率影响很大，因此本文对这步反应 进行优化，采用乌洛托品季铵盐4 在盐酸乙醇中分 解来合成氨基酮盐酸盐2 。反应方程式如下： R ：2 饕音R c n 42 1实验部分 1 1 主要试剂和仪器 乌洛托品季铵盐，无水乙醇，浓盐酸等( 均为化 学纯) o Z F 一6 型三用紫外灯分析仪，J M A 3 0 0 3 电子天 平，R E 5 2 C S 旋转蒸发器，Z N H W 一1 1 型电子智能控 温仪。 1 2 合成步骤 室温下，向三口烧瓶中边搅拌边加入无水乙 醇( 3 4 5 m L ) 、浓盐酸( 2 8 4 m L ，0 3 4 4 m 0 1 ) ，搅拌均 匀并冷却至室温，加入乌洛托品季铵盐4 ( 2 0 9 ， 0 0 6 2 m 0 1 ) ，恒温搅拌反应2 4 h 后停止，抽滤，少量无 水乙醇洗涤至滤饼白色，弃去滤饼，滤液浓缩至无 溶剂。加入无水乙醇1 0 0m L ，搅拌后抽滤，弃去滤 饼，滤液浓缩至淡褐色产物析出，室温冷却至产物 大量析出，抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼后置于3 5 烘箱内烘干，母液重复进行上述浓缩、析晶步骤共3 次，所得粗产品经乙醇重结晶后得纯品8 5 1 9 ，收率 7 4 2 。 2 结果与讨论 2 1 反应物料比对产率的影响 物料配比对产率影响较为显著。适当提高反应 物料比可提高反应物分子碰撞几率，使产率上升；物 料比过高又可能导致盐酸过多，整体浓度下降，反应 产率下降，因此合适的配比才可得到最大产率。采 用单因素实验法，固定乌洛托品季铵盐用量为2 0 9 ( 0 0 6 2 m 0 1 ) ，无水乙醇3 4 5 m L ，反应时间4 8 h ，反应 温度为2 5 ，探讨物料比咒H c l ：n 原料对产率的影响， 通讯联系人：王超( 1 9 7 6 ) ，男，美国田纳西大学博士，现就职西南科技大学材料科学与工程学院，副教授，硕士生导师，主要研究方向 高分子基生物纳米复合材料、生物质材料及其产业化、新型有机反应及其机理。E - m a i l ：w a n g c h a o s w u s t e d u c n 收稿日期：2 0 1 7 0 2 2 3 万方数据 1 2化工技术与开发第4 6 卷 结果见表1 。 表1反应物配比对产率的影晌 由表1 可知，随着物料比n 舳：咒原料的增加，产 率先增大后减小，当，z 叫：n 原料= 5 5 ：l 时产率达到 最大值，继续增大物料比，产率趋于稳定，故选取 nH c l ：n 原料= 5 5 ：1 为最佳物料比。 2 2 反应温度对产率的影响 提高反应温度可以增加反应物分子动能，增加 反应物碰撞几率，提高反应产率，但反应温度过高 可能导致副产物增多，产率下降，因此合适的温度可 缩短反应时间，提高反应产率。采用单因素实验法， 固定乌洛托品季铵盐用量为2 0 9 ( 0 0 6 2 m 0 1 ) ，物料 比n H c l ：n 原料= 5 5 ：1 ，无水乙醇3 4 5 m L ，反应时间为 4 8 h ，探究反应温度对产率的影响，结果见表2 。 表2 反应温度对产率的影响 由表2 可知，在5 2 5 范围内，温度对反应产 率的影响较小，当温度升高到3 5 时反应产率大幅 下降，这是由于在较高温度下氨基酮发生了较严重 的副反应。由此确定1 5 2 5 是最佳反应温度。 2 3 反应时间对产率的影响 反应时间是影响反应较为常见的因素，反应时 间太短，反应不充分，导致产率不高；反应时间太 长，副产物增多，导致产率下降，故选取合适的反应 时间可提高产率，节约成本。采用单因素实验法， 固定乌洛托品季铵盐用量为2 0 9 ( 0 0 6 2m 0 1 ) ，物料 比n H C l ：n 原料= 5 5 ：1 ，无水乙醇3 4 5 m L ，反应温度为 1 5 ，探究反应时间对产率的影响，结果见表3 。 由表3 可知反应2 4 h 后，产率达到最大值并基 本持平，并且随着反应时间继续增加而有小幅度下 降；少于2 4 h 则反应不充分，产率较低，故选取2 4h 为最佳反应时间。 表3 反应时间对产率的影响 3结论 通过单因素变量法探究了物料比、反应温度 和反应时间对氰霜唑中间体氨基酮盐酸盐合 成的影响，确定了最佳反应条件：物料比n H a ：n 原料 = 5 5 ：1 ，反应温度为1 5 ，反应时间为2 4 h ，最高产 率为7 4 2 。该反应条件温和、工艺环保、产率较高， 可为工业化生产提供参考。 致谢：感谢西南科技大学大学生创新基金资助( 项 目编号C X l 6 - 0 0 6 ) 。 参考文献： 1 程志明杀菌剂氰霜唑的开发 J 】世界农药，2 0 0 5 ( 3 ) ：1 - 4 2 】朱丽超，黄超群，庞怀林，兰支利，陶贤鉴1 羟基_ 4 _ ( 4 甲基苯基) 2 甲肟基咪唑3 氧化物的合成工艺研究 J 精细化工中间体，2 0 1 1 ( 4 ) ：3 1 3 3 3 王月梅，杨翠凤，林双政，徐泽刚，王伦，刘康云， 李秉擘，陈涛，卫天琪杀菌剂氰霜唑的合成新方法 J 】- 农药，2 0 1 5 ( 5 1 ：3 2 4 - 3 2 6 4 】宁斌科，许诚，李宗英，王月梅，孙侨南氰霜唑的合成、 表征与晶体结构 J 】应用化工，2 0 1 0 ( 9 ) ：1 3 5 1 1 3 5 4 5 许诚，丁秀丽，李宗英，鲁鸣久杀菌剂氰霜唑的合成 与表征 J 】应用化工，2 0 0 9 ( 7 ) ：1 0 7 6 1 0 7 7 S t u d yo nS y n t h e s i so fC y a z o f a m i dI n t e r m e d i a t e F A NQ i n g h u a ，P E N GC h u n l i a n ，T A NY a n g , S H UZ h a n ，W A N GC h a o ( S c h o o lo f M a t e r i a lS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g ，S o u t h w e s tU n i v e r s i t yo f S c i e n c ea n dT e c h n o l o g y , M i a n y a n g ，6 2 1 0 1 0 ，C h i n a ) A b s t r a c t ：I nt h i sa r t i c l e ，t h ei n t e r m e d i a t eo fp e s t i c i d ec y a z o f a m i d ，a m i n o k e t o n eh y d r o c h l o r i d e ，w a ss y n t h e s i z e db yd e c o m p o s i t i o n o fq u a t e r n a r ya m m o n i u ms a l to fm e t h e n a m i n ei nh y d r o c h l o r i ca c i d e t h a n 0 1 T h ee f f e c t so fr e a c t a n tr a t i o ，r e a c t i o nt e m p e r a t u r ea n d r e a c t i o nt i m eo nt h er e a c t i o ny i e l dw e r es t u d i e d T oc o n c l u d e ，t h eo p t i m i z e dc o n d i t i o n sw e r e ：r e a c t a n tr a t i on H C I ：聆s t a r t i 。g 。a l e d m = 5 5 ：1 ， r e a c t i o nt e m p e r a t u r e15c C ，r