一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺的制作方法
一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种农药中间体的合成工艺，尤其是涉及一种提高氟咯草酮环化合成 收率的工艺，涉及铜催化原子转移自由基环化合成氟咯草酮的工艺改进。
【背景技术】
[0002] 氟咯草酮（fluorochloridone，商品名为Racer, Rainbow)是原美国施多福公司 (Staufer Chemical Co.) 20世纪70年代末开发、80年代中期投产的旱田除草剂，主要用 于冬小麦、棉花、向日葵、胡萝卜田，防除繁缕、田茧菜、常春藤、婆婆纳、马齿览、猪秧秧及大 多数阔叶杂草，用药量为500-750g/m2,对作物安全。氟咯草酮原药有两种异构体，分别为 3RS，4RS和3RS，4S R(或顺式和反式），两种异构体均有活性且无明显差异，但熔点不同。 氟咯草酮原药制备的最后一步是N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在铜类催化 剂的催化下进行原子转移自由基环化合成氟咯草酮，其中，铜催化剂主要包括氯化亚铜、氧 化亚铜等。在专利US4132713中，报道了不加溶剂，氯化亚铜做主催化剂，2,2'-联吡啶做 助催化剂，主、助催化剂摩尔比为1 : 1，100~125°C反应2. 5~4.0小时，收率为59%~ 64%，反顺比彡3 : 1。在专利US4645843中，报道了以甲苯或者叔丁醇为溶剂，主催化剂 主要是氯化亚铜、氧化亚铜，助催化剂有二正丙胺、二正丁胺、二异丁胺、四甲基乙二胺等， 在50~150°C下反应30~170分钟，所得氟咯草酮粗品含量一般在80~90%，反顺比 彡3 : 1，同时还有3.6~24.2%的焦油生成，要得到95%含量的氟咯草酮原药需要进一步 蒸馏、重结晶等纯化操作，收率74~93. 3%。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高氟咯草酮 粗品含量，提高环化反应收率的工艺。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g原料，以氯化亚铜做 主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用 量为10~30mol %，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。
[0006] 所述的溶剂量优选为20~30ml/g原料。
[0007] 所述的催化剂用量优选为20~25mol %。
[0008] 所述的反应温度优选为80°C。
[0009] 与现有技术相比，本发明的原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在 铜类催化剂的催化下，先失去一个氯原子并进攻分子内的双键碳成为关键的自由基中间 态，与氯自由基反应成氟咯草酮，与水、胺、溶剂等给质子化合物进行氢交换生成缺氯的副 产物，继续进攻另一分子的双键而生成各种聚合副产物（焦油）。焦油副产物是主要的副 产物，合成机理是原子转移自由基聚合反应，其与环化主反应是竞争反应。原料的浓度高， 则聚合副产物就很多，相反，原料浓度低，则聚合副反应就很低。另外，温度的高低对缺氯 副产物的生成影响很大，高温下容易生成缺氯副产物，低温下可以减少缺氯副产物的生成。 因而本专利的关键是使用了无水1，2_二氯乙烷（非给质子溶剂）作溶剂，降低了反应温 度，减少了缺氯副产物的生成；并且溶剂用量大，原料浓度低，减少了焦油副产物的生成，只 需短的硅胶柱过滤，无需蒸馏、重结晶等纯化即可得到含量>95%氟咯草酮的原药，反顺比 彡3 : 1，环化收率彡95%。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0011] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g原料，以氯化亚铜做 主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用 量为10~30mol %，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮，其反应
[0012]
[0013] 以下是具体的实施方式
[0014] 实施例1
[0015] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和715mll，2-二氯乙烷作溶剂，搅拌下溶解，然后加入氯化亚铜（2. 97g，0. 03mol)和2， 2,-二联吡啶（4. 68g，0. 03mol)，80°C反应3小时，冷至室温，反应液经短的硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，脱溶得到氟咯草酮31.3g，含量97%，反顺比彡3 : 1，收率97.6%。
[0016] 实施例2
[0017] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和311mll，2-二氯乙烷作溶剂，搅拌下溶解，然后加入氯化亚铜（1.49g，0. 015mol)和2， 2,-二联吡啶（2. 34g，0· 015mol)，80°C反应3小时，冷至室温，反应液经短的硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，脱溶得到氟咯草酮30. 9g，含量96%，反顺比>3 : 1，收率95.3%。
[0018] 实施例3
[0019] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为lOml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 IOmol %，控制反应温度为70°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0020] 实施例4
[0021] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2_二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为20ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 20mol %，控制反应温度为80°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0022] 实施例5
[0023] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2_二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为30ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 25mol %，控制反应温度为80°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0024] 实施例6
[0025] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为45ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 30mol %，控制反应温度为90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0026] 本发明中采用了无水1，2_二氯乙烷作溶剂，另外降低了反应温度。氟咯草酮的环 化合成机理是原子转移自由基环化反应，具体反应如下所示：
[0027]
[0028] 原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在铜类催化剂的催化下，先失 去一个氯原子并进攻分子内的双键碳成为关键的自由基中间态，与氯自由基反应成氟咯草 酮，与水、胺、溶剂等给质子化合物进行氢交换生成缺氯的副产物，继续进攻另一分子的双 键而生成各种聚合副产物（焦油）。焦油副产物是主要的副产物，合成机理是原子转移自由 基聚合反应，其与环化主反应是竞争反应。原料的浓度高，则聚合副产物就很多，相反，原料 浓度低，则聚合副反应就很低。另外，温度的高低对缺氯副产物的生成影响很大，高温下容 易生成缺氯副产物，低温下可以减少缺氯副产物的生成。因而本专利的关键是使用了无水 1，2-二氯乙烷（非给质子溶剂）作溶剂，降低了反应温度，减少了缺氯副产物的生成；并且 溶剂用量大，原料浓度低，减少了焦油副产物的生成。
【主权项】
1. 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，该工艺以N-烯丙基-N-二氯 乙酰基-间三氟甲基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g 原料，以氯化亚铜做主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔 比为1 : 1，催化剂用量为10~30mol%，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应 液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。2. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的溶剂量优选为20~30ml/g原料。3. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的催化剂用量优选为20~25mol%。4. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的反应温度优选为80°C。
【专利摘要】本发明涉及一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10～45ml/g原料，以氯化亚铜做主催化剂，2，2′-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1∶1，催化剂用量为10～30mol％，控制反应温度为70～90℃反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。与现有技术相比，本发明只需短的硅胶柱过滤，无需蒸馏、重结晶等纯化即可得到含量≥95％氟咯草酮的原药，反顺比≥3∶1，环化收率≥95％。
【IPC分类】C07D207/273
【公开号】CN104892481
【申请号】CN201410078619
【发明人】邱惊雷, 黄志文, 汪幼强, 谢思勉, 田晓宏
【申请人】上海泰禾化工有限公司, 南通泰禾化工有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种农药中间体的合成工艺，尤其是涉及一种提高氟咯草酮环化合成 收率的工艺，涉及铜催化原子转移自由基环化合成氟咯草酮的工艺改进。
【背景技术】
[0002] 氟咯草酮（fluorochloridone，商品名为Racer, Rainbow)是原美国施多福公司 (Staufer Chemical Co.) 20世纪70年代末开发、80年代中期投产的旱田除草剂，主要用 于冬小麦、棉花、向日葵、胡萝卜田，防除繁缕、田茧菜、常春藤、婆婆纳、马齿览、猪秧秧及大 多数阔叶杂草，用药量为500-750g/m2,对作物安全。氟咯草酮原药有两种异构体，分别为 3RS，4RS和3RS，4S R(或顺式和反式），两种异构体均有活性且无明显差异，但熔点不同。 氟咯草酮原药制备的最后一步是N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在铜类催化 剂的催化下进行原子转移自由基环化合成氟咯草酮，其中，铜催化剂主要包括氯化亚铜、氧 化亚铜等。在专利US4132713中，报道了不加溶剂，氯化亚铜做主催化剂，2,2'-联吡啶做 助催化剂，主、助催化剂摩尔比为1 : 1，100~125°C反应2. 5~4.0小时，收率为59%~ 64%，反顺比彡3 : 1。在专利US4645843中，报道了以甲苯或者叔丁醇为溶剂，主催化剂 主要是氯化亚铜、氧化亚铜，助催化剂有二正丙胺、二正丁胺、二异丁胺、四甲基乙二胺等， 在50~150°C下反应30~170分钟，所得氟咯草酮粗品含量一般在80~90%，反顺比 彡3 : 1，同时还有3.6~24.2%的焦油生成，要得到95%含量的氟咯草酮原药需要进一步 蒸馏、重结晶等纯化操作，收率74~93. 3%。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种提高氟咯草酮 粗品含量，提高环化反应收率的工艺。
[0004] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
[0005] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g原料，以氯化亚铜做 主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用 量为10~30mol %，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。
[0006] 所述的溶剂量优选为20~30ml/g原料。
[0007] 所述的催化剂用量优选为20~25mol %。
[0008] 所述的反应温度优选为80°C。
[0009] 与现有技术相比，本发明的原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在 铜类催化剂的催化下，先失去一个氯原子并进攻分子内的双键碳成为关键的自由基中间 态，与氯自由基反应成氟咯草酮，与水、胺、溶剂等给质子化合物进行氢交换生成缺氯的副 产物，继续进攻另一分子的双键而生成各种聚合副产物（焦油）。焦油副产物是主要的副 产物，合成机理是原子转移自由基聚合反应，其与环化主反应是竞争反应。原料的浓度高， 则聚合副产物就很多，相反，原料浓度低，则聚合副反应就很低。另外，温度的高低对缺氯 副产物的生成影响很大，高温下容易生成缺氯副产物，低温下可以减少缺氯副产物的生成。 因而本专利的关键是使用了无水1，2_二氯乙烷（非给质子溶剂）作溶剂，降低了反应温 度，减少了缺氯副产物的生成；并且溶剂用量大，原料浓度低，减少了焦油副产物的生成，只 需短的硅胶柱过滤，无需蒸馏、重结晶等纯化即可得到含量>95%氟咯草酮的原药，反顺比 彡3 : 1，环化收率彡95%。
【具体实施方式】
[0010] 下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。
[0011] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g原料，以氯化亚铜做 主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用 量为10~30mol %，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮，其反应
[0012]
[0013] 以下是具体的实施方式
[0014] 实施例1
[0015] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和715mll，2-二氯乙烷作溶剂，搅拌下溶解，然后加入氯化亚铜（2. 97g，0. 03mol)和2， 2,-二联吡啶（4. 68g，0. 03mol)，80°C反应3小时，冷至室温，反应液经短的硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，脱溶得到氟咯草酮31.3g，含量97%，反顺比彡3 : 1，收率97.6%。
[0016] 实施例2
[0017] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和311mll，2-二氯乙烷作溶剂，搅拌下溶解，然后加入氯化亚铜（1.49g，0. 015mol)和2， 2,-二联吡啶（2. 34g，0· 015mol)，80°C反应3小时，冷至室温，反应液经短的硅胶柱过滤，二 氯甲烷洗脱，脱溶得到氟咯草酮30. 9g，含量96%，反顺比>3 : 1，收率95.3%。
[0018] 实施例3
[0019] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为lOml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 IOmol %，控制反应温度为70°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0020] 实施例4
[0021] 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2_二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为20ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 20mol %，控制反应温度为80°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0022] 实施例5
[0023] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2_二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为30ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 25mol %，控制反应温度为80°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0024] 实施例6
[0025] -种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲 基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为45ml/g原料，以氯化亚铜做主催 化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1 : 1，催化剂用量为 30mol %，控制反应温度为90°C反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制 备得到氟咯草酮。
[0026] 本发明中采用了无水1，2_二氯乙烷作溶剂，另外降低了反应温度。氟咯草酮的环 化合成机理是原子转移自由基环化反应，具体反应如下所示：
[0027]
[0028] 原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺在铜类催化剂的催化下，先失 去一个氯原子并进攻分子内的双键碳成为关键的自由基中间态，与氯自由基反应成氟咯草 酮，与水、胺、溶剂等给质子化合物进行氢交换生成缺氯的副产物，继续进攻另一分子的双 键而生成各种聚合副产物（焦油）。焦油副产物是主要的副产物，合成机理是原子转移自由 基聚合反应，其与环化主反应是竞争反应。原料的浓度高，则聚合副产物就很多，相反，原料 浓度低，则聚合副反应就很低。另外，温度的高低对缺氯副产物的生成影响很大，高温下容 易生成缺氯副产物，低温下可以减少缺氯副产物的生成。因而本专利的关键是使用了无水 1，2-二氯乙烷（非给质子溶剂）作溶剂，降低了反应温度，减少了缺氯副产物的生成；并且 溶剂用量大，原料浓度低，减少了焦油副产物的生成。
【主权项】
1. 一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，该工艺以N-烯丙基-N-二氯 乙酰基-间三氟甲基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10~45ml/g 原料，以氯化亚铜做主催化剂，2,2'-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔 比为1 : 1，催化剂用量为10~30mol%，控制反应温度为70~90°C反应至原料消失，反应 液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。2. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的溶剂量优选为20~30ml/g原料。3. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的催化剂用量优选为20~25mol%。4. 根据权利要求1所述的一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，其特征在于，所述 的反应温度优选为80°C。
【专利摘要】本发明涉及一种提高氟咯草酮环化合成收率的工艺，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-间三氟甲基苯胺为原料，无水1，2-二氯乙烷作溶剂，控制溶剂量为10～45ml/g原料，以氯化亚铜做主催化剂，2，2′-联吡啶做助催化剂，控制主催化剂与助催化剂摩尔比为1∶1，催化剂用量为10～30mol％，控制反应温度为70～90℃反应至原料消失，反应液经硅胶柱过滤，二氯甲烷洗脱，即制备得到氟咯草酮。与现有技术相比，本发明只需短的硅胶柱过滤，无需蒸馏、重结晶等纯化即可得到含量≥95％氟咯草酮的原药，反顺比≥3∶1，环化收率≥95％。
【IPC分类】C07D207/273
【公开号】CN104892481
【申请号】CN201410078619
【发明人】邱惊雷, 黄志文, 汪幼强, 谢思勉, 田晓宏
【申请人】上海泰禾化工有限公司, 南通泰禾化工有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2014年3月5日
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