3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑的制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種制備3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑的方法。
【背景技術】
[0002] 3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑是合成苯唑草酮的重要中間體。苯唑草 酮商品名稱有Convey、Impact、Cl io、荀衛等，為吡挫啉酮類化合物中的第一個有效成分，作 為芽后除草劑用于防除世界范圍內玉米作物上的主要禾本科雜草和闊葉雜草。苯唑草酮在 中國推廣的商品名為苞衛，其登記作物為各種類型的玉米，包括常規玉米、甜玉米、制種玉 米和爆裂玉米等，是目前所有玉米田除草劑中安全性最高的一個。3-(2-甲基-6-硝基苯 基)-4，5-二氫異嚼唑分子結構式：
[0004]目前3_( 2-甲基-6-硝基苯基)-4，5-二氫異噁唑的合成方法，都是以2-甲基-6-硝 基苯甲醛肟為原料，經氯化后加縛酸劑、通入乙烯得3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異 噁唑。
[0006] 3_( 2-甲基-6-硝基苯基)-4，5-二氫異噁唑的合成研究主要集中在氯化試劑、氯化 反應溶劑、縛酸劑、環合溶劑和環合反應壓力的選擇上。
[0007] Rheinheimer J等[US 20030216580 A1,2003-11-20]發明了2-甲基-6-硝基苯甲 醛肟在兩種不同溶劑中合成3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑的方法:方法A以乙 腈為溶劑，加熱后滴加 N-氯代琥珀酰亞胺的乙腈溶液。氯化完成后加入甲苯，攪拌、抽濾后 將濾液投入到一個小型高壓釜中，保持乙烯壓力30bar 5h，計量地加入碳酸氫鈉溶液，繼續 保持乙烯壓力5h。反應結束后后處理得3-(2-甲基-6-硝基苯基）-4,5-二氫異噁唑，收率 86%;方法B以冰醋酸為溶劑，通入氯氣，反應完成后用氮氣吹脫過量的氯氣，減壓脫溶，殘 留物與甲苯混合后移入到高壓釜中，保持乙烯壓力6bar lh，計量地加入三乙胺的甲苯溶 液，繼續保持乙烯壓力l〇h。反應結束后后處理得產品，收率87%。
[0008] 張大永等[CN 103788083 A，2014-05-14]也是以乙腈為溶劑，加熱后滴加 N-氯代 琥珀酰亞胺的乙腈溶液。氯化完成后減壓蒸除乙腈，殘余物用甲苯溶解后抽濾，濾液轉移到 高壓釜中，緩慢滴加三乙胺，然后通入乙烯于6bar壓力下反應8h。反應結束后后處理得產 品，收率90.6%。
[0009]以上方法都是中間體2_甲基_6_硝基苯甲酰氯月虧需脫溶后進行下步廣品合成，由 于中間體2-甲基-6-硝基苯甲酰氯肟性質不穩定，遇熱易爆炸，脫溶時存在安全隱患等問 題。
【發明內容】
[0010] 本發明提供的3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑的制備方法，是一鍋法制 備3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑，即采用一個反應釜，原料2-甲基-6-硝基苯甲 醛肟在溶劑鹵代烴中進行氯化反應，反應完后用氮氣吹脫過量的氯氣，然后在縛酸劑條件 下通入乙烯進行環合反應得到3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑反應液。反應液經 水洗、干燥、脫溶后處理得到產品3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑。反應式如下：
[0012] 本發明的具體操作步驟是將原料2-甲基-6-硝基苯甲醛肟在溶劑鹵代烴中，室溫 下通入氯氣進行氯化反應，反應完成后通入氮氣吹脫過量的氯氣，然后通入乙烯進行環合 反應。在通入乙稀10~30min后開始緩慢滴加縛酸劑，持續通入乙稀至反應完全。所得反應 液經水洗、干燥、脫溶后處理后得到產品3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑。
[0013] 本發明所述鹵代烴為二氯甲烷或三氯甲烷、四氯化碳、1，2_二氯乙烷、氯苯、鄰二 氯苯中的一種。縛酸劑為三乙胺或吡啶、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉中的一種。鹵 代烴與2-甲基-6-硝基苯甲醛肟的投料質量比為4~10:1;氯氣與2-甲基-6-硝基苯甲醛肟 的投料摩爾比為1~1.5:1;通入氯氣時間為1~1.5h，通完氯氣繼續反應0.5~1.5h后通入 氮氣1~9h;縛酸劑在通入乙烯10~30min后開始緩慢滴加，縛酸劑與2-甲基-6-硝基苯甲醛 肟的投料摩爾比為1~3:1;通入乙烯反應時間為8~18h。
[0014] 本發明與現有技術相比，具有以下優點：
[0015] 1)采用一鍋法制備3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑，工藝流程簡單，操 作安全，避免了氯化中間體2-甲基-6-硝基苯甲酰氯肟脫溶時易產生爆炸的危險；
[0016] 2)收率高，一鍋法收率大于85%;
[0017] 3)-鍋法工藝操作簡單，反應條件溫和，設備常溫常壓，生產成本低，使用的其他 原料和溶劑均便宜易得，原材料成本低，三廢少，有利于工業化生產。
【具體實施方式】
[0018] 實施例1
[0019] 1000mL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛月虧溶解于500g二氯甲 烷，室溫攪拌下在1.5h內通入32.0g( 0.45mol)氯氣，繼續反應0.5h后通入氮氣9h，然后在通 入乙烯20min后開始緩慢滴加91.0g(0.9mol)三乙胺與40g二氯甲烷的混合物，持續通入乙 烯l〇h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到56.0g褐色顆粒狀晶體，m.p. 101~ 103.5。(3，收率90.5%。1^：-]\^:207.0[]\1+1]，208.0[]\1+2]。1!1-匪1?(0)(：13,3001〇3 :2.40(8,3!1， CH3)，3.32(t，2H，CH2)，4.60(t，2H，CH2〇)，7.55(t，lH，Ar-H)，7.58(d，lH，Ar-H)，8.00(d，lH， Ar-H)〇
[0020] 實施例2
[0021] 1000mL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于400g三氯甲 烷，室溫攪拌下在1.4h內通入29.8g( 0.42mol)氯氣，繼續反應0.6h后通入氮氣8h，然后在通 入乙烯20min后開始緩慢滴加59.3g(0.75mol)吡啶與32g三氯甲烷的混合物，持續通入乙烯 8h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到56.8g褐色顆粒狀晶體，收率91.9%。 [0022] 實施例3
[0023] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol )2_甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于324g四氯化 碳，室溫攪拌下在1.3h內通入27.7g( 0.39mol)氯氣，繼續反應0.7h后通入氮氣7h，然后在通 入乙烯30min后開始緩慢滴加593g碳酸氫鈉水溶液(含碳酸氫鈉50.4g，0.6mol)，持續通入 乙烯12h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到54. lg褐色顆粒狀晶體，收率 87.5%〇
[0024] 實施例4
[0025] 1000!1^四口燒瓶中，將54.(^(0.3111〇1)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于2168 1，2- 二氯乙烷，室溫攪拌下在1.2h內通入25.6g(0.36mol)氯氣，繼續反應0.8h后通入氮氣6h，然 后在通入乙烯lOmin后開始緩慢滴加382g碳酸鈉水溶液(含碳酸鈉38.2g，0.36mol)，持續通 入乙烯15h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到55.5g褐色顆粒狀晶體，收率 89.7%〇
[0026] 實施例5
[0027] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于270g氯苯， 室溫攪拌下在1. lh內通入23.4g(0.33mol)氯氣，繼續反應lh后通入氮氣5h，然后在通入乙 烯20min后開始緩慢滴加350g碳酸鉀水溶液(含碳酸鉀41.58,0.3111〇1)，持續通入乙烯1811， 所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到53.4g褐色顆粒狀晶體，收率86.4%。
[0028] 實施例6
[0029] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol )2_甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于324g鄰二氯 苯，室溫攪拌下在lh內通入21.3g(0.3mol)氯氣，繼續反應1.5h后通入氮氣lh，然后在通入 乙烯30min后開始緩慢滴加240g氫氧化鈉水溶液(含氫氧化鈉24g，0.6mol)，持續通入乙烯 14h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到54.4g褐色顆粒狀晶體，收率88.0%。 [0030] 實施例7
[0031] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于320g三氯甲 烷，室溫攪拌下在lh內通入21.3g(0.3mol)氯氣，繼續反應1.5h后通入氮氣2h，然后在通入 乙烯30min后開始緩慢滴加70.8g(0.7mol)三乙胺與40g三氯甲烷的混合物，持續通入乙烯 15h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到53.8g褐色顆粒狀晶體，收率87.1 %。
[0032] 實施例8
[0033] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于320gl，2-二 氯乙烷，室溫攪拌下在lh內通入21.3g(0.3mol)氯氣，繼續反應1.3h后通入氮氣lh，然后在 通入乙烯30min后開始緩慢滴加80.9g(0.8mol)三乙胺與40g 1，2-二氯乙烷的混合物，持續 通入乙烯12h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到55.2g褐色顆粒狀晶體，收率 89.2%〇
[0034] 實施例9
[0035] lOOOmL四口燒瓶中，將54.0g(0.3mol)2-甲基-6-硝基苯甲醛肟溶解于300gl，2-二 氯乙烷，室溫攪拌下在1.2h內通入25.6g(0.36mol)氯氣，繼續反應1.2h后通入氮氣2h，然后 在通入乙烯30min后開始緩慢滴加264g氫氧化鈉水溶液(含氫氧化鈉26.4g，0.66mol)，持續 通入乙烯14h，所得反應液經水洗、無水硫酸鈉干燥后脫溶得到54.7g褐色顆粒狀晶體，收率 88.5%〇
【主權項】
1.3-(2-甲基-6-硝基苯基)_4，5-二氛異B,惡唑的制備方法，其特征在于是一鍋法制備3_ (2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑，即采用一個反應釜，原料2-甲基-6-硝基苯甲醛肟 在溶劑鹵代烴中進行氯化反應，反應完后用氮氣吹脫過量的氯氣，然后在縛酸劑條件下通 入乙烯進行環合反應得到3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑反應液，反應液經水 洗、干燥、脫溶后處理得到產品3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑，反應式如下：所述鹵代烴為二氯甲烷或三氯甲烷、四氯化碳、1，2_二氯乙烷、氯苯、鄰二氯苯中的一 種;縛酸劑為三乙胺或吡啶、碳酸氫鈉、碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉中的一種。2.根據權利要求1所述的3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5_二氫異噁唑的制備方法，其特 征在于室溫下通入氯氣進行氯化反應;在通入乙烯10~30min后開始緩慢滴加縛酸劑，持續 通入乙烯至反應完全；鹵代烴與2-甲基-6-硝基苯甲醛肟的投料質量比為4~10:1;氯氣與 2-甲基-6-硝基苯甲醛肟的投料摩爾比為1~1.5:1;通入氯氣時間為1~1.5h，通完氯氣繼 續反應0.5~1.5h后通入氮氣1~9h;縛酸劑與2-甲基-6-硝基苯甲醛肟的投料摩爾比為1~ 3:1;通入乙烯反應時間為8~18h。
【專利摘要】本發明公開了一鍋法制備3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑的方法，即采用一個反應釜，原料2-甲基-6-硝基苯甲醛肟在溶劑鹵代烴中進行氯化反應，反應完后用氮氣吹脫過量的氯氣，然后在縛酸劑條件下通入乙烯進行環合反應得到3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑反應液。反應液經水洗、干燥、脫溶后處理得到產品3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑。反應式如下：本發明采用一鍋法制備3-(2-甲基-6-硝基苯基)-4,5-二氫異噁唑，工藝流程簡單，操作安全，反應條件溫和，設備常溫常壓，生產成本低，避免了氯化中間體2-甲基-6-硝基苯甲酰氯肟脫溶時易產生爆炸的危險。而且反應收率高，收率大于85％，使用的其他原料和溶劑均便宜易得，原材料成本低，三廢少，有利于工業化生產。
【IPC分類】C07D261/04
【公開號】CN105481787
【申請號】CN201510848853
【發明人】羅先福, 王曉光, 羅和安, 王燕, 臧陽陵, 王宇, 周錦萍, 黃騰
【申請人】湖南海利化工股份有限公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月30日