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.doc

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第41卷第4期2011年8月精细化工中间体FINECHEMICALINTERMEDIATESVo1.41No.4August20111一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物的合成工艺研究朱丽超1,2,31黄超群z-一,庞怀林2,3,兰支利.陶贤鉴0(1.湖南师范大学化学4_T-学院,湖南长沙410081;2.湖南化工研究院国家农药创制工程技术研究中心.湖南长沙410007:3.农用化学品湖南省重点实验室,湖南长沙410007)摘要:以2,2一二氯一4,_甲基苯乙酮为原料,在六水合氯化铁促进下,与羟胺盐和乙二醛反应,得到1一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物.研究了反应时间,物料配比,溶剂的种类和三氯化铁的用量等因素对环化反应的影响,优惠条件下的收率达到87.5%.该法原料来源广,成本低,反应条件温和,收率高.具有工业化应用前景.关键词:1一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物;环化反应;氰霜唑;合成中图分类号:TQ455文献标志码:A文章编号:10099212(2011)04003103StudyontheSynthesisof1-Hydroxy-4-(4-methylpheny1)-2-oxyiminomethrlimidazole-3-oxideZHULi-chao?.,HUANGChaoqun,PANGHuailin.,LANZhili,TA0Xian-jian,(1.CollegeofChemistryandChemicalEngineering,HunanNormalUniversity,Changsha40081,China;2.NationalEnigineeringResearchCenterforAgrochemicals,HunanResearchInstituteofChemicalIndustry,Changsha410007,China;3.HunanProvinceKeyLaboratoryforAgrochemieals,Changsha410007,China)Abstract:1一Hydroxy一4一(4一methylpheny1)-2-oxyiminomethylimidazole一3-oxidewaspreparedunderthepromotionofFeC13O?6H20throughaglyoxalreactionusing2,2-dichloro-4-methylacetophenonewithhydroxylaminesalt.Theeffectofreactiontime,materialratioandsolventtypesonthecyclizationreactionwasdiscussed.withayieldof87.5%underanoptimizedcondition.Thismethodhasvariousadvantages,suchasrichsourceofthereadilyavailablerawmaterials,lowcost,mildreactionconditionsandhighyield,andithasagoodprospectforindustrialization.Keywords:1一hydroxy一4一(4-methylpheny1)-2-oxyiminomethylimidazole一3一oxide;cyclization;Cyazofamid;synthesis1前言氰霜唑(cyazofamid)1-2是由日本石原株式会社研制并与巴斯夫共同开发的新一代咪唑类杀菌剂,是第一个作用于线粒体电子传递络合物Qi部位的第一个农用杀菌剂3,它对霜霉病,疫病为代表的卵菌性病害和油菜科的根腐病有特异的防效.氰霜唑具有很低的毒性和良好的环境兼容性E3J,具有较广阔的应用前景.l一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物(简称甲肟基咪唑氧化物),是合成氰霜唑的重要中间体,结构式如下.根据文献报道.合成甲肟基咪唑氧化物的方法主要有:1)将2,2一二氯_4一甲基苯乙酮,羟胺作者简介:朱丽超(1984一),男,江西吉安人,硕士研究生,从事有机合成方面研究.(E-mail:)联系人:黄超群.副研究员,主要从事农药及其中间体合成工艺研究及分析.(Email:hcq1865sina.corn)收稿日期:2011-072132精细化:【中间体第41卷盐,乙二醛(40%)溶液和甲醇加入到反应瓶中,加热回流13h上,得到目标物.该方法虽然操作简单,但反应时间过长,收率不高,仅77%;2)将2.2一二氯一4甲基苯乙酮与游离羟胺反应,再与乙二醛(40%)同流反应得到目标物,收率86%.该法投料要分成2步,且生产游离的羟胺,不仅增加了丁业成本,也使工业生产的操作变得非常较为复杂.在文献基础上,笔者对以2,2一二氯一4一甲基苯乙酮为原料的合成工艺路线进行了优化,采用六水合氯化铁后促进肟化反应,避免使用游离羟胺,大大缩短了反应的时间,且收率提高了近l0个百分点.操作简单并降低了成本,具有一定的实用价值.2实验部分2.1合成路线合成路线如下.aH.l2o2.2仪器与试剂仪器:LC一20AT型高效液相色谱仪(日本岛津公司),Agilent1100seriesLC/MS液相一质谱联崩仪(APCI源,美国Agilent公司),PESystem2000FTIR型红外光谱仪(溴化钾压片,美国PerkinElmer公司),Agilent5973-6890GC/MSsystem(美国Agilent公司).试剂:乙二醛水溶液(40%),硫酸羟胺,甲醇(以上试剂均为CP,国药集团化学试剂有限公司);2,2二氯一4一甲基苯乙酮(按文献【8_川合成,含量99.6%).2.3实验步骤在装有冷凝管,搅拌器和温度计的500mL的口烧瓶中加入40.4g(0.20too1)2,2一二氯一4一甲基苯乙酮,82.1g(O.50mo1)硫酸羟胺,23.2g(0.16too1)乙二醛(40%)溶液,27.0g(0.10mo)六水合氯化铁和150mL甲醇,加热至50反应30min,再提高温度至65,回流反应5h.反应完毕,冷却至室温,过滤干燥得40.7g灰白色固体.含量90.6%(HPLC),收率:87.5%.LC/MSM1(%):232.8(100);HNMR(DMSOd6),:2.523(S,3H,CH3),7.269-7.285(d,2H,ArH),7.8407.865(d,2H,ArH),8.166(S,1H,咪唑5H);IR(KBr,v/cm):1424,1485,1533,1569(苯环骨架振动),1616(C=N伸缩振动),3255(咪唑环上OH伸缩振动).3结果与讨论3.1反应时间对甲肟基咪唑氧化物合成的影响反应条件为:n(1):(硫酸羟胺):(40%乙二醛)=1.0:2.5:O.8,750mL/mol甲醇,反应温度65,此条件下考察了反应时间对产物含量及收率的影响.结果见表1.表1时间对反应的影响Table1Effectoftimeonreac廿on反应时间短.反应物没有反应完全:反应时间过长,副产物会增加,对反应都是不利的:从表1中的数据可以看出适宜的反应时间为5h3.2物料配比对甲肟基咪唑氧化物合成的影响反应条件为:750mL/mol甲醇,反应温度为65,反应时间为5h,此条件下考察了不同物料配比对反应的影响.结果见表2表2物料配比对反应的影响Table2Effectoftheproportionofrawmaterialsonreaction由表2可知.增加乙二醛,直接导致水量的增加从而降低了反应的收率及产品含量;硫酸羟胺的量与的物质的量比小于2.5,肟化不能完全进行,导致最终的反应收率低;物质的量比大于2.5,收率变化不大.故适宜的物料配比为n():(硫第4期朱丽超,等:l一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物的合成工艺研究33酸羟胺):(40%乙二醛)=1.0:2.5:溶剂的种类对甲肟基咪唑氧化物合成的影响反应条件为:(1):凡(硫酸羟胺):n(4O%乙二醛)=1.0:2.5:0.8,750mL/mol溶剂,反应温度65cc,反应时间5h.此条件下考察了醇的种类对反应的影响.结果见表3.表3醇的种类对反应的影响Table3EffectofalcoholtypesOnreactiotl由表3可知,用无水乙醇和正丙醇做溶剂可以适当提高反应的含量,但收率偏低.故选用甲醇作为反应溶剂.3.4六水合氯化铁的用量对甲肟基咪唑氧化物合成的影响反应条件为:n(1):n(硫酸羟胺):(40%的乙二醛)=1.0:2.5:0.8,750mL/mol溶剂,反应温度为65,反应时间5h,此条件下考察了六水合氯化铁的用量对反应的影响.结果见表4.表4六水合氯化铁的用量对反应的影响Table4EffectofamountoftheFercchloridehexahydrateonreaction4结论1)以2,2一二氯一4一甲基苯乙酮为原料,在六水合氯化铁促进下与羟胺盐和乙二醛反应,得到1一羟基一4一(4一甲基苯基)一2一甲肟基咪唑一3一氧化物.优化的反应条件为:n(1):n(硫酸羟胺):n(40%的乙二醛)=1.0:2.5:0.8,n(FeC13?6H20):n()=0.5:1,反应温度为65cI二,反应时间为5h,150mL甲醇作溶剂.反应条件温和,操作简单,原材料易得廉价,产物后处理简单方便,总收率为87.5%.2)环化反应包括肟化和环化2个过程.六水合氯化铁的加入大大缩短肟化的时问.在合成过程中2个过程同时进行,中间的产物不需要分离纯化,使得操作简单,更适宜工业化生产.其收率比文献_6高近l0个百分点.反应时间缩短至少8h,有一定的工业化应用前景.参考文献:23456789从表中的数据可以看出,适宜的比值关系为:n(FeC13.6H2O):n():0.5:1.0刘长令.世界农药大全一杀菌剂卷M.北京:化学工业出版社,2006:203205.程志明.杀菌剂氰霜唑的开发J.世界农药,2005,27(03):1-4.OhshimaT,komyojiaT,MitaniS.Developmentofanovelfungicide,cyazofamidJ.JPesticsci,2004,29:136138.许诚,丁秀丽,李宗英,等.杀菌剂氰霜唑的合成与表征J.应用化工,2009,38(7):10761078.许诚,丁秀丽,李宗英,等,杀菌剂氰霜唑的合成进展J.农药科学与管理,2009,30(10):4041.Jonishi.Processforproducing1一substituted-2一cyanoimidazolecompounds:EP,0705823A1P.19950906.Esh【ghiH.HassankhaniA.RegioselectivesynthesisofEoximescatalyzedbyferricchlorideundersolxentfreeconditionsJ.OppiBriefs,2005,37(6):575579.V.TextbookofpracticalorganicchemistryM.4thed.London:LongmanGroupLimited,1978:730.(日)化学工业日报社.11290)化学商品M.东京:化学工业日报社.1990:1122.(日)宫道悦男,中叹浩一.反应别,有机化合物实验法集成M.东京:广川书店,1959:291.化学工程2012年征订启事化学工程于1972年创刊,月刊,国内外公开发行.现由中国国际网书贸易总公司代理对外发行,发行代号:4814BM.化学工程是国家科技部中国科技核心期刊(中国科技论文统计源期刊),中文核心期刊,为被引频次最高的500名中国科技期刊之一.期刊发表的论文被国际着名索引系统CA,俄罗斯文摘杂志,美国剑桥科学文摘,荷兰Scopus等引用,在国内被”中国化学化工文摘”,”中国科学引文数据库”,”中国期刊全文数据库”,”中国学术期刊综合评价数据库”,”中文科技期刊数据库”,”中国科技期刊精品数据库”等机构收录.期刊获历届陕西省优秀科