一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝的制作方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種農藥中間體的合成工藝，尤其是涉及一種提高氟咯草酮環化合成 收率的工藝，涉及銅催化原子轉移自由基環化合成氟咯草酮的工藝改進。
【背景技術】
[0002] 氟咯草酮（fluorochloridone，商品名為Racer, Rainbow)是原美國施多福公司 (Staufer Chemical Co.) 20世紀70年代末開發、80年代中期投產的旱田除草劑，主要用 于冬小麥、棉花、向日葵、胡蘿卜田，防除繁縷、田繭菜、常春藤、婆婆納、馬齒覽、豬秧秧及大 多數闊葉雜草，用藥量為500-750g/m2,對作物安全。氟咯草酮原藥有兩種異構體，分別為 3RS，4RS和3RS，4S R(或順式和反式），兩種異構體均有活性且無明顯差異，但熔點不同。 氟咯草酮原藥制備的最后一步是N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺在銅類催化 劑的催化下進行原子轉移自由基環化合成氟咯草酮，其中，銅催化劑主要包括氯化亞銅、氧 化亞銅等。在專利US4132713中，報道了不加溶劑，氯化亞銅做主催化劑，2,2'-聯吡啶做 助催化劑，主、助催化劑摩爾比為1 : 1，100~125°C反應2. 5~4.0小時，收率為59%~ 64%，反順比彡3 : 1。在專利US4645843中，報道了以甲苯或者叔丁醇為溶劑，主催化劑 主要是氯化亞銅、氧化亞銅，助催化劑有二正丙胺、二正丁胺、二異丁胺、四甲基乙二胺等， 在50~150°C下反應30~170分鐘，所得氟咯草酮粗品含量一般在80~90%，反順比 彡3 : 1，同時還有3.6~24.2%的焦油生成，要得到95%含量的氟咯草酮原藥需要進一步 蒸餾、重結晶等純化操作，收率74~93. 3%。
【發明內容】
[0003] 本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種提高氟咯草酮 粗品含量，提高環化反應收率的工藝。
[0004] 本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：
[0005] -種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為10~45ml/g原料，以氯化亞銅做 主催化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用 量為10~30mol %，控制反應溫度為70~90°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二 氯甲烷洗脫，即制備得到氟咯草酮。
[0006] 所述的溶劑量優選為20~30ml/g原料。
[0007] 所述的催化劑用量優選為20~25mol %。
[0008] 所述的反應溫度優選為80°C。
[0009] 與現有技術相比，本發明的原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺在 銅類催化劑的催化下，先失去一個氯原子并進攻分子內的雙鍵碳成為關鍵的自由基中間 態，與氯自由基反應成氟咯草酮，與水、胺、溶劑等給質子化合物進行氫交換生成缺氯的副 產物，繼續進攻另一分子的雙鍵而生成各種聚合副產物（焦油）。焦油副產物是主要的副 產物，合成機理是原子轉移自由基聚合反應，其與環化主反應是競爭反應。原料的濃度高， 則聚合副產物就很多，相反，原料濃度低，則聚合副反應就很低。另外，溫度的高低對缺氯 副產物的生成影響很大，高溫下容易生成缺氯副產物，低溫下可以減少缺氯副產物的生成。 因而本專利的關鍵是使用了無水1，2_二氯乙烷（非給質子溶劑）作溶劑，降低了反應溫 度，減少了缺氯副產物的生成；并且溶劑用量大，原料濃度低，減少了焦油副產物的生成，只 需短的硅膠柱過濾，無需蒸餾、重結晶等純化即可得到含量>95%氟咯草酮的原藥，反順比 彡3 : 1，環化收率彡95%。
【具體實施方式】
[0010] 下面結合具體實施例對本發明進行詳細說明。
[0011] 一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為10~45ml/g原料，以氯化亞銅做 主催化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用 量為10~30mol %，控制反應溫度為70~90°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二 氯甲烷洗脫，即制備得到氟咯草酮，其反應
[0012]
[0013] 以下是具體的實施方式
[0014] 實施例1
[0015] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和715mll，2-二氯乙烷作溶劑，攪拌下溶解，然后加入氯化亞銅（2. 97g，0. 03mol)和2， 2,-二聯吡啶（4. 68g，0. 03mol)，80°C反應3小時，冷至室溫，反應液經短的硅膠柱過濾，二 氯甲烷洗脫，脫溶得到氟咯草酮31.3g，含量97%，反順比彡3 : 1，收率97.6%。
[0016] 實施例2
[0017] 往IL三口瓶中投入N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺（31. lg，0.1mol) 和311mll，2-二氯乙烷作溶劑，攪拌下溶解，然后加入氯化亞銅（1.49g，0. 015mol)和2， 2,-二聯吡啶（2. 34g，0· 015mol)，80°C反應3小時，冷至室溫，反應液經短的硅膠柱過濾，二 氯甲烷洗脫，脫溶得到氟咯草酮30. 9g，含量96%，反順比>3 : 1，收率95.3%。
[0018] 實施例3
[0019] 一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為lOml/g原料，以氯化亞銅做主催 化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用量為 IOmol %，控制反應溫度為70°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制 備得到氟咯草酮。
[0020] 實施例4
[0021] 一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2_二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為20ml/g原料，以氯化亞銅做主催 化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用量為 20mol %，控制反應溫度為80°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制 備得到氟咯草酮。
[0022] 實施例5
[0023] -種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2_二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為30ml/g原料，以氯化亞銅做主催 化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用量為 25mol %，控制反應溫度為80°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制 備得到氟咯草酮。
[0024] 實施例6
[0025] -種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲 基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為45ml/g原料，以氯化亞銅做主催 化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1 : 1，催化劑用量為 30mol %，控制反應溫度為90°C反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制 備得到氟咯草酮。
[0026] 本發明中采用了無水1，2_二氯乙烷作溶劑，另外降低了反應溫度。氟咯草酮的環 化合成機理是原子轉移自由基環化反應，具體反應如下所示：
[0027]
[0028] 原料N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺在銅類催化劑的催化下，先失 去一個氯原子并進攻分子內的雙鍵碳成為關鍵的自由基中間態，與氯自由基反應成氟咯草 酮，與水、胺、溶劑等給質子化合物進行氫交換生成缺氯的副產物，繼續進攻另一分子的雙 鍵而生成各種聚合副產物（焦油）。焦油副產物是主要的副產物，合成機理是原子轉移自由 基聚合反應，其與環化主反應是競爭反應。原料的濃度高，則聚合副產物就很多，相反，原料 濃度低，則聚合副反應就很低。另外，溫度的高低對缺氯副產物的生成影響很大，高溫下容 易生成缺氯副產物，低溫下可以減少缺氯副產物的生成。因而本專利的關鍵是使用了無水 1，2-二氯乙烷（非給質子溶劑）作溶劑，降低了反應溫度，減少了缺氯副產物的生成；并且 溶劑用量大，原料濃度低，減少了焦油副產物的生成。
【主權項】
1. 一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，其特征在于，該工藝以N-烯丙基-N-二氯 乙酰基-間三氟甲基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為10~45ml/g 原料，以氯化亞銅做主催化劑，2,2'-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾 比為1 : 1，催化劑用量為10~30mol%，控制反應溫度為70~90°C反應至原料消失，反應 液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制備得到氟咯草酮。2. 根據權利要求1所述的一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，其特征在于，所述 的溶劑量優選為20~30ml/g原料。3. 根據權利要求1所述的一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，其特征在于，所述 的催化劑用量優選為20~25mol%。4. 根據權利要求1所述的一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，其特征在于，所述 的反應溫度優選為80°C。
【專利摘要】本發明涉及一種提高氟咯草酮環化合成收率的工藝，以N-烯丙基-N-二氯乙酰基-間三氟甲基苯胺為原料，無水1，2-二氯乙烷作溶劑，控制溶劑量為10～45ml/g原料，以氯化亞銅做主催化劑，2，2′-聯吡啶做助催化劑，控制主催化劑與助催化劑摩爾比為1∶1，催化劑用量為10～30mol％，控制反應溫度為70～90℃反應至原料消失，反應液經硅膠柱過濾，二氯甲烷洗脫，即制備得到氟咯草酮。與現有技術相比，本發明只需短的硅膠柱過濾，無需蒸餾、重結晶等純化即可得到含量≥95％氟咯草酮的原藥，反順比≥3∶1，環化收率≥95％。
【IPC分類】C07D207/273
【公開號】CN104892481
【申請號】CN201410078619
【發明人】邱驚雷, 黃志文, 汪幼強, 謝思勉, 田曉宏
【申請人】上海泰禾化工有限公司, 南通泰禾化工有限公司
【公開日】2015年9月9日
【申請日】2014年3月5日