化工中間體.20.Chemical Intermediate2010年第01期科研開發(fā)噻蟲嗪的合成技術(shù)陸陽‘陶京朝2周志蓮3(1.信陽農(nóng)專有機(jī)化學(xué)教研室,河南信陽400;2:鄭州大學(xué)化學(xué)系,河南鄭州450001 ;3.河南科易集團(tuán)新藥研究開發(fā)中心河南信陽464000)0摘要:以2.3-二氯丙烯和硫氰酸鈉為起始原料,首先生成中間體2-氯丙烯硫代異氰酸酯()(1)再與芐基硫醇加成,環(huán)合生成中間體2-芐硫基-5-氯甲基噻唑2);(2)與3-甲基4-硝基亞胺-1.3.5-惡=嗪反應(yīng)生成中間體芐硫基噻蟲嗪(3);(3)與氯氣反應(yīng)生成目標(biāo)化合物噻蟲嗪.合成總收率達(dá)到50.6%。研究了噻蟲嗪的合成工藝,分析并實(shí)驗(yàn)優(yōu)化了主要的合成工藝參數(shù)。該合成路線原料易得，反應(yīng)過程穩(wěn)定,收率高,產(chǎn)品質(zhì)量好,有利于工業(yè)化生產(chǎn)。關(guān)鍵詞:.3-.二氯丙晞;芐基硫醇;噻蟲嗪;合成中圈分類號:TQ453.21文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A文章編號:1672-8114(2010)01-0020-05胃毒、觸殺及內(nèi)吸活性,用于葉面噴霧及土壤灌根20世紀(jì)90年代中后期,外來入侵害蟲B生處理。其施藥后迅速被內(nèi)吸，并傳導(dǎo)到植株各部.物型:煙粉虱已成為我國許多地區(qū)蔬菜作物的主要位,對刺吸式害蟲如蚜蟲、飛虱、葉蟬、粉虱等有良害蟲,噻蟲嗪(thiamethoxam)是新-代高效、低毒硫好的防效。噻蟲嗪使用技術(shù)要點(diǎn):25%噻蟲嗪水分代煙堿類殺蟲劑,商品名阿克泰,對溫室白粉虱和散粒劑3.2~4.8g/667m2。B型煙粉虱成蟲有優(yōu)良的生物活性和田間防效。國內(nèi)外報(bào)道的噻蟲嗪5-4)的合成方法主要有以噻蟲嗪于害蟲發(fā)生初期施用,速效性比較好,持效下幾種:期達(dá)10d以上,具有推廣應(yīng)用前景。從當(dāng)今國內(nèi)種植業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀看，特別對于規(guī)?；Z食生產(chǎn)過程中因?yàn)楦黝惒∠x害頻頻滋生危害還必須在很大程Ya度上依賴農(nóng)藥,尤其是依賴化學(xué)農(nóng)藥的投入使用，N-NO2N -NO2才能真正有效的最大限度的挽回因病蟲害危害造成的糧食減產(chǎn)和品質(zhì)下降。我國過去幾十年的種植業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)證明,農(nóng)藥的使用對糧食作物、經(jīng)濟(jì).Q-00作物、蔬菜園藝作物的增產(chǎn)增收起到了舉足輕重和保駕護(hù)航的積極作用?？梢哉f目前以及可以預(yù)測到的未來，化學(xué)防治仍然是綜合防治中的主要O ..9-009m措施，農(nóng)藥的使用是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上不可或缺的N-NG2N +NO2增產(chǎn)手段。噻蟲嗪是1991年由瑞士諾華公司開發(fā)的新- -代煙堿類殺蟲劑14。噻蟲嗪是一種全新結(jié)構(gòu)的第二代煙堿類高效低毒殺蟲劑，對害具有O 0-→O g4TM中國煤化工作者簡介:陸陽( 19.7.7)信陽農(nóng)業(yè)高等?？茖W(xué)校有機(jī)教研窒講[.HCN MH C-業(yè)生產(chǎn)的新技術(shù),師。鄭州大學(xué)化學(xué)系碩士學(xué)位，講師從事新產(chǎn)品開發(fā)和技術(shù)推廣、有機(jī)并對工藝條件進(jìn)行了優(yōu)化，從而為其產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)工作。和應(yīng)用提供了保證。合成路線:*通訊聯(lián)系人.第01期噻蟲嗪的合成技術(shù)H2C=q-CH2+ NaSCN 一十H2C-f -CH2- -N=C=S .1.2.2 (2-氯甲基)-二硫代碳酸芐酯的合成cI在裝有溫度計(jì)和攪拌器的三口燒瓶中加入0.62mol (83.5g)2- 氯丙烯硫代異氰酸酯, 0.632mol(78.4g)芐基硫醇,適量催化劑0.94g,溶劑,加熱到70Co,攪拌,減壓脫溶,用石油醚重結(jié)晶,過濾,烘干得到晶體0.61mol(158.9g)(2-氯甲基)-二硫代碳酸芐酯,收率為98.6%->-< yon . 90.9< >-0-se riyrora .NaHCO:1.2.3 2-芐硫基-5-氯甲基噻唑的合成(2在裝有溫度計(jì)、導(dǎo)氣管和攪拌器的三口燒瓶NH2NHCHs中在氮?dú)獗Ｗo(hù)下加人0.278mol(72.4g)(2-氯甲基)HN=C-NHNO2 + CHJNH2- 一HN=C -NHINO2 HCOOH + HN-二硫代碳酸芐酯,66.8g碳酸氫鈉,520mL氯苯,N-NO2 .然后保持反應(yīng)器內(nèi)溫度在5oC以下,1h內(nèi)將56.7gSO2Cl,滴加到該混合物中,保溫反應(yīng)15S17,冷卻,過濾,固體依次用120mL冰水,180mL氯苯洗滌,抽干,得到0.266mo(68.9g)2-芐硫基-5-氯甲基噻唑,收率為95.6%。-CH,N-NO2;1.2.4 3-甲基-4-硝基亞胺-1,3,5-惡二嗪的合成在裝有電動攪拌器、滴液漏斗和溫度計(jì)的三口燒瓶中將95.8g (0.921mol) 硝基胍加入到73.4g1實(shí)驗(yàn)部分(1.088mol)甲胺溶液中,加熱,攪拌,在45oC反應(yīng)1.1 儀器與藥品1h，冰浴冷卻至0oC，過濾，烘干得到101.9g熔點(diǎn)用X-4數(shù)字顯示顯微熔點(diǎn)測定儀,溫度(0.829mol)白色粉狀物甲基硝基胍,含量96%。將計(jì)未經(jīng)校正;IR用FT-8000紅外光譜儀(KBr 壓37%甲醛溶液268.9g(3. 32mol)在冰浴冷卻下緩慢片);PE--2400型元素自動分析儀,核磁共振氫譜用地滴人甲基硝基胍,加入甲酸溶液,再攪拌1~21,Bruker Avance 500DMX核磁共振儀(TMS 為內(nèi)標(biāo),冰浴冷卻,過濾,烘干得到126.3g(0.772mol)3- 甲溶劑用CDCI3);日本島津公司LC- -9A高效液相色基-4-硝基亞胺基-1,3,5-惡二嗪，二步收率為譜儀。83.8%。2,3-二氯丙烯,硫氰酸鈉,芐基硫醇,石油1.2.5芐硫基噻蟲嗪的合成醚,碳酸氫鈉,氯苯,硝基胍,甲胺，丁酮,乙酸乙在裝有電動攪拌器、滴液漏斗和溫度計(jì)的四酯,試劑為分析純或化學(xué)純,試劑購自中國醫(yī)藥集口燒瓶中加入0.482mol (78.86g)3- 甲基-4-硝基團(tuán)上海化學(xué)試劑公司.亞胺基-1,3,5-惡二嗪,催化劑,丁酮,升溫,滴加1.2實(shí)驗(yàn)方法0.554moj (143.5g)2- 芐硫基-5-氯甲基噻唑的丁1.2.1 2-氯丙烯硫代異氰酸酯的合成酮溶液,保溫反應(yīng),反應(yīng)后分層,用乙酸乙酯溶解在裝有溫度計(jì)、回流冷凝管和攪拌器的三口瓶底粘稠物,冷卻,過濾,濾液用無水硫酸鈉干燥,燒瓶中加入89.5g (0.799mol)2,3- 二氯丙烯和蒸出溶劑，用石油醚萃取,得到0.36mol(136.8g)芐74.4g(0.919mol)硫氰酸鈉,攪拌,加熱,反應(yīng)一定時硫基噻蟲嗪,收率為74.6%。間后,停止攪拌及加熱,冷卻,靜置,分離出油層,1.2.6 目標(biāo)化合物噻蟲嗪的合成用蒸餾水洗滌至中性,無水硫酸鎂干燥后,再進(jìn)行中國煤化工和攪拌器的三口燒減壓蒸餾,收集到103.8g(0.771mol)黃色透明油狀瓶中:6mol(108.7g)芐硫基物2-氯丙烯硫代異氰酸酯，收率96.5%，含量J.HCNMHG噻蟲榮,50g浴劑，保于溫度在,攪拌,向反應(yīng)體99.5%。系中通入206g氯氣,過濾出固體,固體用乙醇,飽化工中間體.22.Chemical Intermediate2010年第01期和食鹽水洗滌,無水硫酸鎂干燥,得到目標(biāo)化合物2.32-芐硫基-5-氯甲基噻唑的合成噻蟲嗪0.254mol (75.99g)， 收率為88.9%， 含量2.3.1物料比對收率的影響97.5%。表5物料比對收率的影響SO,C: (2:氨甲基)._葫代碗酸芐酯1:1.1 1:13 1:1.5 1:1.7 1:1.92結(jié)果與討論收率/%91.693.8 95.6 94.1 93.2.1 2-氯丙烯硫代異氰酸酯的合成2.1.1物料比對收率的影響表1物料比對收率的影響由表5可以看出:當(dāng)SO2Cl2和(2-氯甲基)-硫氰酸鈉: 23-氯丙烯1:1.05 1:1.10 1:1.15 1:1.20 1:1.25二硫代碳酸芐酯物料比為1:1.5時,收率最佳。2.3.2不同溶劑對收率的影響91.895.2 96.5 963 95.7表6不同溶劑對收率的影響溶劑甲苯四氯化碳氯苯環(huán)已烷由表1可以看出:在相同的反應(yīng)條件下,當(dāng)硫氰酸鈉: 2,3- 二氯丙烯物料比為1:1.15 時,收收率%71.490.395.687.2率最佳。2.2.2反應(yīng)時間對收率的影響由表6可以看出:改變?nèi)軇?考察反應(yīng)收率，表2反應(yīng)時間對收率的影響當(dāng)選擇氯苯作溶劑時,收率最大。時間/t262.4 3-甲基-4-硝基亞胺-1,3,5-惡二嗪的合成92.695.395294.82.4.1反應(yīng)溫度對收率的影響表7反應(yīng)溫度對收率的影響由表2可知:隨著反應(yīng)時間的延長,收率不斷增加,當(dāng)超過4h后繼續(xù)延長反應(yīng)時間,收率開溫度/t708()000始下降,所以當(dāng)反應(yīng)時間為4h,收率最大。81.483.882.781.22.2 (2-氯甲基)-二硫代碳酸芐酯的合成2.2.1反應(yīng)溫度對收率的影響改變反應(yīng)溫度,考察反應(yīng)收率。從表7可以表3反應(yīng)溫度對收率的影響看出:當(dāng)反應(yīng)溫度為80C時,收率最高。2.4.2催化劑對收率的影響溫度C° 5070 75 8C表8催化劑對收率的影響收率1% 91.3 92.7 96.7 98.1 98.6 98.2 97.4化劑無硫酸鐵 氯化鐵氯化鋁氧化鋁碘化鉀碘化鋅(率/% 45.165.767.2 70.671.480.2 83.8由表3可以看出:反應(yīng)溫度對收率有明顯影響，溫度低時催化活性低,不利于反應(yīng),溫度高由表8可知:當(dāng)選擇碘化鋅作催化劑時,收.了則副反應(yīng)加劇，所以當(dāng)反應(yīng)溫度為70時,收率最佳率最高。2.5芐硫基噻蟲嗪的合成2.2.2 催化劑用量對收率的影響2.5.1 反應(yīng)溫度對收率的影響表4催化劑用量對收率的影響表9反應(yīng)溫度對收率的影響催化劑用量%.4 0.8 1.0 1.2 14 1.6溫度/C°6070 7:875.6 85.8 94.6 98.6 97.5 96.1中國煤化工JrHCNMHG收率。從表9可以由表4可知:當(dāng)催化劑的用量增加時,收率看出:當(dāng)反應(yīng)溫度為65T時,收率最高。大幅度上升,當(dāng)催化劑用量為1.2時,收率最高。第01期噻蟲嗪的合成技術(shù).23.2.5.2反應(yīng)時間對收率的影響2.6.1 反應(yīng)溫度對收率的影響表10反應(yīng)時間對收率的影響表15反應(yīng)溫度對收率的影響時間t22533.54.5.溫度/C 102030405(收率% 85.4 88.388987.1收率% 67.4 70.6 71.6 73.4 74.6 725 71.3由表10可知:當(dāng)反應(yīng)時間為4h,收率最大。改變反應(yīng)溫度,考察反應(yīng)收率。從表15可以5.3物料比對收率的影響看出:當(dāng)反應(yīng)溫度為30C時,收率最高。表11物料比對收率的影響2.6.2反應(yīng)時間對收率的影響惡二嗪:芐表16反應(yīng)時間對收率的影響基噻唑鹽1:1.05 1:1.10 1:1.15 l:1.20 1:1.25 1:1.30時間/t4.5收率/970.2 73.8 74.6732 718 70.6收率19% 84.687.588.988.7改變物料比,考察反應(yīng)收率。從表11可以看出:當(dāng)物料比為1:1.15 時,收率最高。改變反應(yīng)時間,考察反應(yīng)收率。從表16可以5.4不同縛酸劑對收率的影響看出:當(dāng)反應(yīng)時間為4時,收率最高。表12不同縛酸劑對收率的影響3結(jié)論縛酸劑三乙胺碳酸氫鉀 碳酸鉀 氫氧化鉀 氫氧化鈉3.1筆者以2,3-二氯丙烯和硫氰酸鈉為起收率/% 39.757.374.657.459.6始原料,首先生成中間體2-氯丙烯硫代異氰酸酯(1),(1)再與芐基硫醇加成,環(huán)合生成中間體2-芐由表12可知:當(dāng)選用碳酸鉀作縛酸劑是時，硫基-5-氯甲基噻唑(2);(2)與3-甲基-4-硝基收率最佳。亞胺-1,3,5-惡二嗪反應(yīng)生成中間體芐硫基噻蟲5.5 不同溶劑對收率的影響嗪(3);(3)與氯氣反應(yīng)生成目標(biāo)化合物噻蟲嗪，合表13不同溶劑對收率的影響成總收率達(dá)到50.6%。，3.2該路線操作簡單,各步收率高,無特殊溶劑甲醇乙醇甲苯環(huán)已烷二氯乙烷氯仿丙酮丁酮設(shè)備要求,原材料立足國內(nèi)市場,易于工業(yè)化,具收率/% 51.6 62.7 63.1 63.864.774.6 70.1 70.3有一定的開發(fā)價值,是比較理想的合成方法。它的工業(yè)化生產(chǎn)緩解了國產(chǎn)殺蟲劑不足、市場短缺的考察不同溶劑對反應(yīng)收率的影響,從表13可矛盾,節(jié)約了外匯,具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效以看出:當(dāng)用氯仿作溶劑時,收率最高。益。5.6催化劑對收率的影響3.3 在我國推進(jìn)節(jié)能減排,發(fā)展綠色農(nóng)藥是表14催化劑對收率的影響當(dāng)前擴(kuò)內(nèi)需、保增長、惠民生的重要舉措,也是化解資源環(huán)境瓶頸制約的長遠(yuǎn)之計(jì)。堅(jiān)持節(jié)約資源、催化劑四丁基硫酸聚乙二醇芐基三乙四丁基四丁基保護(hù)環(huán)境,把推進(jìn)節(jié)能減排、建設(shè)生態(tài)文明作為應(yīng)氫胺基氯化胺溴化胺氯化胺對國際金融危機(jī)、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)平穩(wěn)較快發(fā)展的重要收率/% 61.772.673.172.8任務(wù),加快發(fā)展資源消耗低、環(huán)境污染少、經(jīng)濟(jì)效益好的綠色產(chǎn)業(yè),培育新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn),節(jié)能環(huán)保考察不同催化劑對反應(yīng)收率的影響,從表14中國煤化工既重視節(jié)能環(huán)保產(chǎn)可以看出:當(dāng)用四丁基溴化胺作催化劑時,收率最品生YHCN MH C節(jié)能環(huán)保技術(shù)改造高。傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè),大刀推進(jìn)較不創(chuàng)新,廣泛推廣應(yīng)用新技2.6噻蟲嗪的合成術(shù)新產(chǎn)品新服務(wù),逐步構(gòu)建綠色產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu),拓展新化工中間體.24●Chemical Intermediate2010年第01期的發(fā)展空間,實(shí)現(xiàn)節(jié)約發(fā)展、清潔發(fā)展、高效發(fā)展。2000,22(1): 60~62.把產(chǎn)業(yè)做大做強(qiáng),形成新的競爭優(yōu)勢。[11] G Beck. H Heitzer Preparation of 2-chlorine -5- -horomehlthia-zoleP]. Us 4748243, 1988 -05-31.參考文獻(xiàn)[12]M Decker Process for preparing 2- chorine -5- chomethylthiazole[1]程霞.第二代煙堿類殺蟲劑噻蟲嗪的開發(fā)[I]. 世界農(nóng)藥,001,23[PI. US 6214998,2001-04-10.(4):17-25.[13] P Thomas. Process for a 2-chlorine-5- chloromethylthiazole com-[2范文政,程志明,顧保權(quán),等.殺蟲劑新品種噻蟲嗪的合成研究[]pound [P]. 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The influence of reaction wasinvestigated detailedly in molar ratio, temperature, reaction time and charging -up mode. Optimumreaction condition were as follows: The route is easy to get raw material, stable process, high yield,good quality, applicable for manufacture.中國煤化工Key words: propylene 2,3- -dichloride; benzylic thiol;.MHCNMHG