溴虫腈中间体2-(对氯苯基)-5-三氟甲基吡咯-3-腈的合成进展

1989—1991 年，美国腈胺公司的 Herman、Froyd 及 Brown 等［1 －3］分别报道了对氯苯基甘氨酸、三氟乙 酸酐经内酯化、吡咯环化得到 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈 1，路线见式 1。合成步骤： 1） 在三氟乙酸酐中加入对氯苯甘氨酸粉末，反应放热 至 40 ℃ ，固体表面出现黄色，缓慢加热至 70 ℃ ，2 h 内固体完全溶解，再加热 1 h 后除去溶剂，经甲苯提 取得到黄色半流体状物质，经 HPLC 检测中间体 4 － （ 对氯苯基） － 2 － 三氟甲基 － 3 － 噁唑啉 － 5 － 酮 2 含
2004 年，江苏省农药研究所的徐尚成等［5］报道 以 α － 对氯苯基甘氨酸为起始原料，与三氟醋酐经 酰化环合得到 4 － （ 对氯苯基） － 2 － 三氟甲基 － 3 － 噁唑啉 － 5 － 酮 2，然后与 2 － 氯丙烯腈经 1，3 － 偶 极环化加成合成 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡 咯 － 3 － 腈 1，路线见式 3。合成步骤： 1） 在 α － 对氯 苯基甘氨酸中加入三氟醋酐，混合物变成黄色，缓慢 加热至回流，当固体物完全溶解后形成橙黄色均相 体系，继续加热回流 2 h。反应完成后冷却至室温并 减压脱溶，加入甲苯，溶解后水洗，有机层减压脱溶 得黏稠的淡黄色油状物即为中间体 2。HPLC 分析 其含量为 96． 5% ，收率 93． 4% ； 2） 向反应烧瓶中加 入 2，2 － 氯丙烯腈和溶剂，在室温下搅拌，滴加三乙
2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈 （ CAS 号 122454 － 23 － 3） 是溴虫腈和曲洛比利合成 的关键中间体，其经溴化后可得到曲洛比利，乙氧甲 基化得到溴虫腈原药。以 α － 对氯苯基甘氨酸、对 氯苄胺和对氯苯甲醛等不同化合物为起始原料，对 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈的制备 进行综述，文中以代号 1 表示 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈。其结构式如下：
2006 年，浙江省化工研究院的付庆等［6］以 α － 对氯苯基甘氨酸、三氟乙酸、2 － 氯丙烯腈为原料，经 内酯化、吡咯环化合成产物 1 及溴虫腈。该路线以 价格低廉的三氟乙酸和二乙氧基甲烷代替昂贵的三 氟乙酸酐和二溴甲烷（ 前两者的售价不到后两者的 1 /4） ，也避免了使用常规路线所采用的强致癌物氯 甲基乙基醚，路线见式 4。合成步骤： 1） 将对氯苯甘 氨酸溶于乙腈中，加入一定量的三氟乙酸，滴入 10 mL 三乙胺和三氯化磷，在 65 ～ 75 ℃ 下反应 3 h。减 压蒸馏，加入甲苯，有机相经减压蒸馏得浅黄色黏稠 液体，即为 4 － （ 对氯苯基） － 2 － 三氟甲基 － 3 － 噁 唑啉 － 5 － 酮 2。此步反应温度为 65 ～ 70 ℃ ，三氟 乙酸与对氯苯甘氨酸物质的量比以 1． 2 ∶ 1． 0 为宜； 2） 往中间体 2 的粗品中加入乙腈，搅拌下滴入一定 量的 2 － 氯丙烯腈和三乙胺，滴毕升温，在一定温度 下恒温反应 1 h，减压脱溶，水洗、干燥得到固体 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈 1，纯 度 94% ，两步反应总收率 80% 。较低的温度和较小的 2 － 氯丙烯腈滴加速率可以提高产物 1 的纯度和收 率，因为 2 － 氯丙烯腈在较高温度下容易聚合。
1 合成进展
1． 1 以 α － 对氯苯基甘氨酸为起始原料的路线
溴虫腈前一步中间体曲洛比利（ Tralopyril，溴代 吡咯腈） ，化学名 4 － 溴 － 2 － （ 4 － 氯苯基） － 5 － 三氟 甲基 － 1H － 吡咯 － 3 － 甲腈） ，CAS 号 122454 － 29 － 9，是由巴斯夫公司报道的灭钉螺剂，其也作为单独 的产品用于杀灭钉螺，防治软体动物，广泛用于船舶 防污剂（ 高效、低添加量，环保，替代氧化亚铜） 。其 结构式如下：
关键词： 溴虫腈； 合成； 制备
0 前言
溴虫腈，又名除尽，是美国氰胺公司于 20 世纪 80 年代后期发现并开发的芳基吡咯类杀虫杀螨剂， 英文通用名 Chlorfenapyr，商品名为除尽、Pirate、Stalker、Alert （ 美国氰胺公司） 及 Kotetsu （ 日本三菱公 司） 等。化学名 4 － 溴 － 2 － （ 4 － 氯苯基） － 1 － 乙氧 基甲 基 － 5 － （ 三 氟 甲 基） 吡 咯 － 3 － 腈，CAS 号 122453 － 73 － 0。溴虫腈属中低毒农药，具有触杀、 胃毒作用，经大田多年试验及实际应用表明，对鳞翅 目、同翅目和鞘翅目等目中的 70 多种害虫都有极好 的防效。其结构式如下：
2019 年第 2 期
有机氟工业 Organo － Fluorine Industry
·45·
溴虫腈中间体 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈的合成进展
戴佳亮 陈明炎 项文勤 张勇耀 赵卫娟
（ 浙江省化工研究院有限公司，浙江 杭州 310023）
摘 要： 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡咯 － 3 － 腈是制备溴虫腈和曲洛比利的关键中间体。以各类对氯苯基化合物为 起始原料，对其合成概况进行了详细综述。
·46·
有机氟工业 Organo － Fluorine Industry
2019 年第 2 期
晶得到白色晶体，即产物 1，收率 56% 。
胺，加热回流，HPLC 跟踪至中间体 2 转化完全时停 止反应，冷 却，减 压 脱 溶。 残 余 物 经 结 晶 处 理 后 抽 滤、洗涤，收集固体并烘干得棕黄色晶体，即为产物 1，收率 90． 4% 。
1992 年，美国腈胺公司的 Kameswaran 等［4］ 报 道了以对氯苯甘氨酸、三氟乙酸乙酯为原料，经内酯 化、吡咯环化得到 2 － （ 对氯苯基） － 5 － 三氟甲基吡 咯 － 3 － 腈 1，路线见式 2。合成步骤： 将对氯苯甘氨 酸溶于甲醇中，加入三乙胺搅拌 10 min，滴加三氟乙 酸乙酯，搅拌 4 d。以甲醇稀释，Dowex 50 × 8 － 100 离 子交换树脂处理，搅拌 10 min 后过滤。滤液浓缩得 到黄色固体，以 1，2 － 二氯乙烷重结晶得产物 α － （ 对氯苯基） － N － （ 三氟乙酰基） 甘氨酸 3，为白色 晶体，收率 46． 8% 。中间体 3 可加入 1． 5 当量的无 水乙酸酐、丙烯腈和数滴三乙胺，加热回流 5． 90% ； 2） 中间体 2 溶于硝基甲烷中，再加入 2 － 氯
丙烯腈，在氮气保护下回流反应 18 h，冷却至 － 5 ℃ ，
———————————————
产生沉淀，过滤得到棕褐色固体，再以二氯乙烷重结
作者简介： 戴佳亮（ 1984—） ，男，高级工程师，主要从事含氟精细化学品的研究开发工作。