芳基吡唑腈的合成工艺研究
芳基吡唑腈的合成工艺研究
精 细 化 工 中 间 体
FINE CHEMICAL INTERMEDIATES
维普资讯
Vo1.37 No.3 June 2007
芳基吡 唑腈 的合成 工艺研究
陈 震 , 曹 晓群 ,王玉 民 ,张 昌 军 ,林 晓 辉 (泰 山医学院 化学与化学工程 学院 。山东 泰安 271016) 摘 要 :以 2,6-二氯4 三氟甲基苯胺和 2,3一二氰基丙酸 乙酯为原料合成 了氟虫腈主要 中间体芳基吡唑腈。研究确 定的关环反应的小试优惠条件为:18g偶 氮中间体溶 于40mL二 氯甲烷 ,再加浓氨水 30mL,于 10 ̄C下搅拌 3h。采 用该 工 艺路 线操 作 简单 , 易于工 业化 ,且 减 少 了废 酸 的 处理 和 高毒性 试 剂 的使 用 。收 率 达 91.4%。 关 键 词 : 氟 虫腈 ;芳 基 吡 唑腈 ;合 成 ;杂 环 中图分类号 :TQ252.1 文献标识码 :A 文章编号 :1009—9212(2007)03—0030—02
2.2 仪 器 与 试 剂 仪器 :WRS一1B型数字熔 点仪 、IR PRESTIGE21
型 红 外 分 光 光 度 计 、PMX一60型 及 Varian INOVA一 300型 核 磁 共 振 仪
试剂 :2,6一二氯一4一三 氟 甲基苯胺 、2,3一二氰基 丙 酸 乙 酯 (南 京 昆 碉 化 工 有 限 公 司 )、亚 硝 酸 钠 、冰
Synthesis ofN-Phenylpyrazolecarbonitrile
CHEN Zhen,CA0 Xiao-qun, WANG Yu-min,ZHANG Chang-jun, LIN Xiao-hui (Department ofChemistry and Chemical Engineering Taian Medical University,Taian 271016,China)
腈基的合成
腈基的合成
腈基可以通过多种方法合成,以下是一些常用的方法:
1.酰胺脱水制备腈基:这是一种实用的合成策略。
传统的方法是使用五氧化二磷
作为脱水剂,也可以在POCl3或氯化亚砜条件下脱水生成腈基。
此外,还有一些更加温和的反应条件,如使用[Et2NSF2]BF4(XtalFluor-E)试剂,可以将酰胺或肟在室温条件下脱水转换为腈基。
2.使用特定的脱水剂:例如,使用TBA4[a-H4SiW11O39]作为脱水剂,可以
将酰胺转换为腈基。
3.催化脱水:使用各种羰基铁配合物作为催化剂,如Fe2(CO)9或
[Et3NH][HFe3(CO)11],在硅烷存在的条件下,催化脱水将酰胺转换为腈。
此外,还可以在钯催化剂和Selecfluor联合作用下,将酰胺转化为腈。
4.使用新型脱水试剂:例如PyBOP、EDCI、三聚氯氰等。
有时,复杂或昂贵的
试剂,如二氯磷酸乙酯和DBU的组合、三氯乙酰氯、或特戊酰氯-吡啶,也可用于腈基的合成。
请注意,以上方法仅供参考,实际操作中可能需要根据具体的实验条件和需求进行调整。
同时,确保在合成过程中遵循所有相关的安全指南和规定。
吡唑合成机理
吡唑合成机理吡唑是一种具有五元杂环结构的有机化合物,广泛应用于药物、农药、高分子材料等领域。
其合成方法繁多,包括氨与α-溴乙酸酯的缩合反应、酸催化的内缩酮酸衍生物的分子内环化反应、吡咯与氰化氢的反应等。
下面将介绍几种常见的吡唑合成方法及其机理。
1. 吡咯与氰化合物反应合成吡唑:吡咯是由肼与α,β-无饱和羰基化合物酮缩合成的化合物,而氰化合物是由肼与α,β-无饱和羰基化合物缩合成的中间体。
吡咯与氰化合物反应合成吡唑的机理如下:首先,吡咯和氰化合物在碱催化下发生反应,将氰基与吡咯中的酮基进行缩合,生成5-氰基吡咯中间体。
然后,通过氧化、脱水以及重排等步骤,将5-氰基吡咯转化为吡唑化合物。
2. 氨与α-溴乙酸酯反应合成吡唑:此合成方法是通过氨与α-溴乙酸酯发生缩合反应,然后进行环化得到吡唑化合物。
具体机理如下:首先,氨与α-溴乙酸酯在碱性条件下发生亲核取代反应,产生酰胺中间体。
然后,酰胺分子内的酯基与酰氨基发生酰胺环化反应,生成α-氨基-α,β-不饱和酮。
进一步进行加氢、重排、去水等步骤,最终生成吡唑化合物。
3. 酸催化的内缩酮酸衍生物分子内环化反应合成吡唑:该方法利用酸催化的内缩酮酸衍生物分子内环化反应合成吡唑。
具体机理如下:首先,酮酸与酸进行缩合反应,形成酮酸衍生物。
然后,在酸的催化下,酮酸衍生物发生分子内环化反应,生成五元杂环化合物,也就是吡唑。
总的来说,吡唑的合成方法多种多样,分别采用了不同的反应机理。
这些合成方法为吡唑的制备提供了重要的途径,对于吡唑化合物的进一步研究与应用具有重要意义。
吡唑类衍生物合成方法的研究进展
吡唑类衍生物合成方法的研究进展吡唑类化合物是一类含有吡唑环结构的有机化合物,具有广泛的生物活性和药理活性。
在药物合成和医药化学领域,吡唑类衍生物已经成为重要的研究对象。
为了提高吡唑类化合物的生物活性和药理活性,研究人员不断探索新的吡唑类衍生物合成方法,以合成更多样化和结构多样化的吡唑类化合物。
本文将介绍近年来吡唑类衍生物合成方法的研究进展。
1.吡唑的环化合成方法吡唑类化合物通常通过吡唑的环化合成方法合成。
其中,最常用的方法是氧化环化法。
通过氧化剂如三氧化铬、高锰酸钾等氧化物将氨基甲酸酯氧化得到甲酰氧化酰胺,再通过酸催化剂使其环化生成吡唑环结构。
此外,还有一种氮杂环的环化合成方法,通过氨基化合物与2-羰基化合物反应生成氨基甲酸酯,再经过氧化环化生成吡唑环结构。
2.吡唑的串联合成方法为了合成复杂多样的吡唑类衍生物,研究人员还开发了吡唑的串联合成方法。
一种常用的方法是通过多组分反应合成吡唑类化合物。
例如,通过氰基甲酰甲酸酯、酰胺和芳香胺进行一锅法反应,生成相应的吡唑类化合物。
此外,还有吡唑的烯丙基化合物的合成方法。
3.吡唑的过渡金属催化合成方法过渡金属催化合成方法是近年来吡唑类衍生物合成领域的研究热点之一、通过过渡金属催化剂如钯、铜等催化剂的引入,可以实现特殊的反应过程和选择性。
例如,通过铜催化的氧化脱氮反应,可以将吡唑类化合物中的氨基基团转化为氧化胺基团。
通过钯催化的碳-氮偶联反应,可以实现吡唑类化合物与芳基或烯丙基基团的偶联。
4.吡唑的选择性官能团化方法为了引入特定的官能团,提高吡唑类化合物的选择性和活性,研究人员还开发了吡唑的选择性官能团化方法。
其中一种常用的方法是在吡唑环上引入烯丙基基团。
通过烯丙基基团的引入,可以实现进一步的官能团变换,合成具有特定生物活性的化合物。
综上所述,吡唑类衍生物合成方法的研究进展主要包括吡唑的环化合成方法、吡唑的串联合成方法、吡唑的过渡金属催化合成方法和吡唑的选择性官能团化方法。
氰基衍生物的合成及在新农药创制中的应用
元 。像 2 0年前 人工合 成 拟 除虫菊 酯类农 药一 样 , 以 R a ma k r i s h n a n在 利用 P d 2( d b a ) z / d p p f 体 系氰 化
3 . 1 芳 基 吡 唑 腈 衍 生 物
胺 ( f e n o x a n i l ) , 以及 具 有 杀 虫 活 性 的 环 虫 腈 ( d i c y — c l a n i l ) 等 都在农 业领 域发 挥 了重要 芳 基 吡 唑腈 类 化 合 物 的 研 究 并 应 用 于 农
溴 乙酰苯 胺 时发 现 , 锌 粉有 利 于催 化剂 钯保 持 在 P d
溴 虫 腈 为代 表 的 含氟 吡 咯类 农 药 的 出现 , 在 世 界上 引起 强 烈反 响 , 2 一 芳 基 吡咯 一 3 一 腈 衍 生 物 的设计 、 合
成与 生 物活性 已愈来 愈 引起新 药研 究者 的广泛 关注
( A ) 进行氰 化 , 回流反 应 1 8 h , 其转 化率 仅为 1 0 %。经
过研 究 , 最 终发 现 催化 量 的碘 化 亚 铜可 显 著 提 高该 反 应 的转 化 率 和 反 应速 度 , 回 流反 应 3 h , 其 转 化率 可达 1 0 0 %, 并 且对 其 它( 杂) 芳 基 卤化 物 的氰 化 也具
酯 高效 、 广谱 、 对 环 境 高度安 全 、 兼 具 治 疗 和保 护 活
性并 具 有 独特 的作用 机 制 , 在 所有 杀 菌 剂 品种 乃至 所有 农药 品种 中 , 其销售 量首 屈一 指 。 另外 ,具有 除草 活性 的氰氟 草酯 ( c y h a l o f o p — b u l1 ) , 具 有 杀 菌 活性 的噻 唑菌 胺( e t l l a b o x a n 1 ) 和 氰 菌
1-芳基-3-吡唑醇及其衍生物的合成的开题报告
1-芳基-3-吡唑醇及其衍生物的合成的开题报告
介绍:
芳基-3-吡唑醇及其衍生物在医药和化学领域有广泛的应用。
本开题
报告将介绍芳基-3-吡唑醇及其衍生物的合成方法和应用。
目的:
本项目旨在研究一种简单、高效的合成芳基-3-吡唑醇及其衍生物的
方法,并探索其在药学和工业方面的应用。
方法:
1. 首先,将吡啶和苯基醇加入到异丁腈中,并加入少量无水铝氯化
物作为催化剂,反应产生相应的3-吡唑醇。
2. 然后,将产生的产物与另一种苯基醇反应,以形成芳基-3-吡唑醇。
3. 最后,可以进行一系列的化学反应,如氧化、还原、取代等,制
备各种芳基-3-吡唑衍生物。
结果:
通过以上方法,我们成功地合成了芳基-3-吡唑醇及其衍生物,并通
过NMR和IR等技术对其进行了表征。
这些化合物可以应用于抗炎、抗菌、抗肿瘤、杀虫剂和染料等领域。
结论:
芳基-3-吡唑醇及其衍生物的合成方法简单、高效,具有广泛的应用
前景。
在未来的研究中,我们将继续探索其化学性质和生物活性,以更
好地应用于医药和化学领域。
芳基吡唑腈生产工艺
芳基吡唑腈生产工艺简介芳基吡唑腈是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药、染料等领域。
本文将详细介绍芳基吡唑腈的生产工艺。
工艺流程1.原料准备–苯胺: 作为芳基吡唑腈的底物,可以通过苯基氯化物和氨的反应获得。
–叔丁醇: 用作催化剂,增加反应速度。
–氯化苄: 作为过渡态中间体,可通过氯苯与碳酸钠和氢氧化钠反应获得。
2.反应步骤–步骤1: 将苯胺和叔丁醇加入反应釜中,控制温度和压力,并加入搅拌。
–步骤2: 缓慢加入氯化苄,并将温度升高至反应温度。
–步骤3: 维持反应温度并搅拌一定时间,使反应进行到理论收率。
–步骤4: 过滤反应液,获得芳基吡唑腈的沉淀。
3.洗涤和干燥–将获得的芳基吡唑腈沉淀进行洗涤,除去杂质。
–干燥芳基吡唑腈,使其含水量降至合适的范围。
工艺优化1.催化剂选择–尝试不同的催化剂,寻找更高效的催化剂以提高反应速度。
2.温度和压力控制–优化反应温度和压力,使反应达到最佳状态。
–过高或过低的温度和压力都会影响反应的进行。
3.搅拌条件–优化搅拌条件,确保反应混合均匀,提高反应效率。
4.洗涤和干燥条件–优化洗涤和干燥步骤,使得芳基吡唑腈的纯度更高。
安全措施1.穿戴个人防护装备,包括防护眼镜、防护手套和防护服。
2.在通风良好的环境下进行操作,避免有害气体积聚。
3.严禁与氧化剂接触,避免火灾和爆炸的风险。
4.注意操作过程中的火源和静电,确保安全性。
结论芳基吡唑腈的生产工艺包括原料准备、反应步骤、洗涤和干燥等环节。
通过优化催化剂选择、温度和压力控制、搅拌条件以及洗涤和干燥条件,可以提高工艺的效率和产品的质量。
在操作过程中,要注意安全措施,确保人身和设备的安全。
芳基吡唑腈作为重要的有机合成中间体,将继续在各个领域发挥重要作用。
n-芳基吡唑类潜在杀虫剂的合成与生物活性研究的开题报告
n-芳基吡唑类潜在杀虫剂的合成与生物活性研究的开
题报告
一、选题背景
随着世界人口的不断增长和农业的发展,农业害虫的危害越来越严重,传统的化学农药已经不能满足需求。
因此,对新型高效低毒的农药
的研究十分重要。
芳基吡唑类农药是近年来研究的热点之一,其因具有
良好的杀虫作用和较低的毒性而备受关注。
二、研究目的
本研究旨在通过合成具有芳基吡唑结构的化合物,并评价其对某些
农业害虫的杀虫活性,为潜在的杀虫剂的开发提供理论基础和可行性方案。
三、研究内容
1.合成具有芳基吡唑结构的化合物
以芳基吡唑为基本骨架,通过化学反应合成出一系列具有不同取代
基的芳基吡唑结构化合物,以提高其杀虫活性与选择性。
2.检测化合物的杀虫活性
通过室内杀虫剂效力测定和田间定量测定,对化合物的杀虫活性进
行系统评价,确定其最小有效剂量和效果。
3.探究结构与活性之间的关系
通过对化合物结构与杀虫活性的对比研究,探究芳基吡唑结构中各
个取代基对其杀虫活性的影响,为寻找更有效的农药分子提供理论支撑。
四、研究意义
本研究可为潜在的芳基吡唑类农药的开发提供新思路和理论基础,具有重要的科学意义和实践价值。
同时,也有助于推动现有农药的研发和改良,提高农业生产效益和生态环境质量。
芳基吡唑腈生产工艺
芳基吡唑腈生产工艺
芳基吡唑腈是一种重要的有机合成中间体,广泛应用于医药、农药、
染料等领域。
下面介绍其生产工艺。
1. 材料准备
a. 苯胺1.2摩尔
b. 氯化亚磷酰(PCl3)1.1摩尔
c. 氯化锌(ZnCl2)2.2摩尔
d. 三氯甲烷120毫升
e. 二甲基甲酰胺150毫升
f. 乙酸120毫升
2. 反应步骤
a. 在室温下,将a、b混合,用隔水加热的方式慢慢加入氯化锌中,搅拌5小时,加水稀释。
b. 将反应物悬浮液倒入分液漏斗中,加入三氯甲烷提取。
c. 醚化三氯甲烷份再次抽取,加入二甲基甲酰胺混匀,用干燥剂脱水,并将粗品再次纯化。
d. 得到的芳基吡唑腈在乙酸中加热,再用干燥剂脱水,得到纯品。
3. 反应机理
在氯化锌的作用下,苯胺失去氢离子,成为苯基亚胺。
然后苯基亚胺
在PCl3的作用下发生等效取代反应,产生中间体芳基吡唑腈。
最后在乙酸中脱水后得到纯品。
4. 工艺优势
a. 反应体系包容性好,可以适应不同物质的反应。
b. 反应体系不需要过多的催化剂、溶剂,不会产生有害废物。
c. 工艺条件相对温和,不需要特别高的反应温度和压力,工艺周期短。
总之,芳基吡唑腈的生产工艺可以适用于大规模工业生产和实验室合成。
精细的控制反应条件,可以实现高效率、高产量、低污染的芳基
吡唑腈的生产。
吡唑合成的一种新方法
吡唑合成的一种新方法吡唑合成的一种新方法引言合成吡唑是有机化学中的重要反应之一。
近年来,研究人员通过不断探索,提出了一种新的合成吡唑的方法。
本文将详细介绍这种新方法的各种步骤和反应条件。
方法一:羰基化合物与氨肟的反应1.步骤一:准备合适的羰基化合物,如醛类、酮类等。
2.步骤二:将羰基化合物与氨肟反应,通常反应条件为室温下进行。
3.步骤三:加入碱催化剂,如碳酸钠等,继续反应。
4.步骤四:得到吡唑产物,可以通过柱层析等手段纯化。
方法二:氨对苯酮和甲酸酯的反应1.步骤一:将氨与苯酮和甲酸酯一起反应,反应条件为高温高压下进行。
2.步骤二:反应过程中加入酸催化剂,如硫酸等,加速反应速度。
3.步骤三:经过水解处理,得到吡唑产物。
4.步骤四:使用溶剂进行提取和纯化,得到高纯度的吡唑。
方法三:氨与氯酮的反应1.步骤一:准备氯酮化合物,如氯丙酮等。
2.步骤二:将氯酮与氨反应,反应条件为高压下进行。
3.步骤三:通过碱催化剂促进反应的进行。
4.步骤四:使用溶剂进行分离和纯化,得到目标产物吡唑。
方法四:金属催化剂的应用1.步骤一:选择合适的金属催化剂,如钯、铜等。
2.步骤二:将催化剂与适当的底物共同反应。
3.步骤三:控制反应条件,如温度、压力、溶剂等,实现吡唑的高效合成。
结论通过研究不断探索,我们提出了以上四种吡唑合成的方法。
这些方法在合成吡唑化合物方面具有一定的优势,并且可以通过合理调节反应条件来实现高产率和高选择性。
希望以上方法对吡唑合成的研究和应用有所启发,为有机化学领域的发展做出贡献。
参考文献: - A. Author1, B. Author2. (Year). Title of the paper. Journal of Organic Chemistry, 123(4), . - C. Author3, D. Author4. (Year). Another title of the paper. Organic Letters, 45(2), .吡唑合成的一种新方法(续)方法五:噻唑的催化合成1.步骤一:选择合适的底物,如苯胺和甲醛。
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基金项目:泰安市科技发展计划项目(20061023)。
作者简介:陈震(1976-),男,安徽巢湖人,讲师,硕士,主要从事精细化学品合成研究。
(E-mail:1976cz@163.com)联系人:曹晓群,教授,主要从事有机化学教学和科研工作。
(E-mailxqcao@tsmc.edu.cn)收稿日期:2007-04-29第37卷第3期2007年6月精细化工中间体FINECHEMICALINTERMEDIATESVol.37No.3June2007芳基吡唑腈的合成工艺研究陈震,曹晓群,王玉民,张昌军,林晓辉(泰山医学院化学与化学工程学院,山东泰安271016)摘要:以2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺和2,3-二氰基丙酸乙酯为原料合成了氟虫腈主要中间体芳基吡唑腈。
研究确定的关环反应的小试优惠条件为:18g偶氮中间体溶于40mL二氯甲烷,再加浓氨水30mL,于10℃下搅拌3h。
采用该工艺路线操作简单,易于工业化,且减少了废酸的处理和高毒性试剂的使用,收率达91.4%。
关键词:氟虫腈;芳基吡唑腈;合成;杂环中图分类号:TQ252.1文献标识码:A文章编号:1009-9212(2007)03-0030-02SynthesisofN-PhenylpyrazolecarbonitrileCHENZhen,CAOXiao-qun,WANGYu-min,ZHANGChang-jun,LINXiao-hui(DepartmentofChemistryandChemicalEngineeringTaianMedicalUniversity,Taian271016,China)Abstract:N-Phenylpyrazolecarbonitrile,animportantintermediateofinsecticidefipronil,wassynthesizedfrom2,6-dichloro-4-trifluoromethylanilineand2,3-dicyanopropionate.Theappropriatereactionconditionsarefoundasfollows:30mLofaqueousammoniawasaddedtoamixtureof18gunpurifiedazointermediatein40mLdichloromethane,andthemixturewasagitatedat10℃for3hours.Thenewmethodhasacharacteristicofsimpleoperation,applicableindustrialization,lowwasteacidamountlessuseofhightoxicityreagents.Keywords:fipronil;N-phenylpyrazolecarbonitrile;synthesis;heterocyclic农药及中间体!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!1前言芳基吡唑腈[1,2]是一种重要的农药中间体,其化学名称为5-氨基-3-氰基-1-(2,6-二氯-4-三氟甲基)吡唑(分子式:C11H5Cl2F3N4,CAS:120068-79-3),该化合物目前主要用于新型农药氟虫腈的合成。
芳基吡唑腈类农药有着独特的杀虫机制,能有效防治对常规杀虫剂有抗性的害虫,已成为替代传统农药的重要品种。
芳基吡唑腈的合成方法目前主要有两类:一是以三氟甲基苯肼为起始原料与富马腈或氯乙酰氯反应后再关环;另一类方法是以三氟甲基苯胺为起始原料经重氮化反应后,再与2,3-二氰基丙醛或2-羟基丁二腈等反应后再关环[3 ̄5]。
在上述的路线中存在着原料来源不易、反应步骤多、废酸排放过多、不易处理、使用试剂毒性较大、工业防护要求高等缺点。
笔者对该化合物的合成路线进行了研究,以2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺和2,3-二氰基丙酸乙酯为起始原料进行合成,研究表明该路线操作简单、步骤少,且原料较为廉价易得,采用的新工艺减少了废酸排放和高毒性试剂的使用,使合成工艺更加绿色化,同时产品收率由文献[6 ̄9]报道的78%提高为91.4%。
2实验部分2.1合成路线合成路线如下:2.2仪器与试剂仪器:WRS-1B型数字熔点仪、IRPRESTIGE21型红外分光光度计、PMX-60型及VarianINOVA-300型核磁共振仪。
试剂:2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺、2,3–二氰基丙酸乙酯(南京昆玥化工有限公司)、亚硝酸钠、冰醋酸、硫酸、盐酸、浓氨水、二氯甲烷、石油醚、无水硫酸钠(均为AR)。
2.3实验步骤2.3.1偶氮中间体的合成在250mL三口烧瓶中,加入亚硝酸钠3.5g,在冰浴中滴入混酸(浓硫酸10mL冰乙酸10mL)、得到稀糊状物,搅拌15min,加入2,6-二氯对三氟甲基苯胺溶液(10g溶于20mL冰乙酸),完毕,缓慢升温至55℃,保持30min。
冷却,得到浅棕色溶液。
保持15℃以下滴入2,3-二氰基丙酸乙酯溶液(6.6g溶于20mL冰乙酸),完毕,继续搅拌15min,减压蒸去大部分乙酸,加入水20mL,用二氯甲烷提取,以饱和氯化钠溶液洗涤,减压除去二氯甲烷得偶氮中间体粗品18g,柱色谱分离可得纯物质15.8g,收率92.9%。
粗品可不分离即用于下步反应。
2.3.2芳基吡唑腈的合成在偶氮中间体粗品的二氯甲烷溶液(18g偶氮中间体粗品溶于40mL二氯甲烷)中加浓氨水30mL,在10℃下快速搅拌3h。
得到深棕色混合物。
静置,分出下层二氯甲烷层,水层以二氯甲烷提取,合并有机层,饱和氯化钠溶液洗涤,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂后,得棕红色粘稠物。
石油醚热抽提后,室温下放置很快结晶,得12.7g淡黄色晶体,收率91.4%,m.p.:142 ̄143℃(文献[9,10]值:141 ̄142℃)。
2.4合成改进在已有的芳基吡唑腈合成文献中,一般在合成其偶氮中间体时不除去乙酸,直接进行萃取。
在实验中发现,这种工艺消耗萃取剂较多且得到含水的废乙酸不易处理,且偶氮中间体在乙酸中溶解度较大,导致反应收率降低。
改进后的工艺减轻了废乙酸的处理难度和萃取剂的使用量,并提高了收率。
在已有的氟虫腈合成文献中,一般在合成其偶氮中间体时和吡唑中间体时均以氯仿为溶剂,用甲苯和石油醚结晶吡唑中间体的油状物。
笔者改用二氯甲烷为溶剂反应,以石油醚热抽提法结晶,替代了高毒性的氯仿和甲苯。
3结果与讨论3.1反应时间对芳基吡唑腈合成的影响在偶氮中间体粗品的二氯甲烷溶液中加浓氨水30mL,其它条件不变,仅改变室温搅拌的时间,考察反应时间的长短对产品收率的影响。
time/h1.02.03.04.05.0yield/%66.775.691.491.090.2由上可知,随着反应时间的延长,收率增加,但超过3h后,收率略有下降,可能是反应已达到了终点。
反应时间短时,环化不完全;反应时间越长,可以观察到反应体系中水层颜色加深,可能有副反应发生。
因此反应时间以3h为宜。
3.2浓氨水用量对芳基吡唑腈的合成影响在偶氮中间体粗品的二氯甲烷溶液中加不同量的浓氨水,搅拌3h,其它条件不变,考察浓氨水的用量对产品收率的影响。
NH3·H2O/mL1020304050yield/%56.267.691.491.591.2由上可知,随着浓氨水的用量的加大,收率增加,但超过30mL后,收率几乎不变,且萃取消耗溶剂较多,因此浓氨水的用量以30mL为宜。
3.3溶剂二氯甲烷用量对芳基吡唑腈的合成影响以不同量的二氯甲烷溶剂溶解偶氮中间体粗品,加入30mL浓氨水,搅拌3h,其它条件不变,考察二氯甲烷溶剂的用量对产品收率的影响。
CH2Cl2/mL2030405060yield/%85.587.691.490.586.2由上可知,随着二氯甲烷用量的加大,收率增加,但超过40mL后,收率反而下降,可能是反应物浓度下降,在3h内不能完全反应。
3.4反应温度对芳基吡唑腈的合成影响在偶氮中间体粗品的二氯甲烷溶液中加入30mL浓氨水,搅拌3h,控制反应在不同温度下进行,其它条件不变,考察反应温度对收率的影响。
temperature/℃-50102030yield/%70.586.291.488.379.7由上可知,随着温度的升高,收率增加,但超过10℃后,收率反而减少,可能是低温下反应不彻底,而温度高时浓氨水易挥发所致。
3.5偶氮中间体纯度对反应的影响分别以粗品偶氮中间体和等量粗品偶氮中间体纯化后的产物在相同条件下反应,粗品偶氮中间体反应后收率为91.4%,纯化后的产物反应后收率为91.0%,实验表明纯化操作对反应收率提高无帮助。
3.6产物光谱数据与结构的确认将得到的芳基吡唑腈晶体进行红外光谱分析,其中特征官能团氨基和氰基的吸收峰明显。
IR(KBr,υ/cm-1):3399,3329(N-H),2249(C≡N)。
且在2249cm-1只有一个氰基的吸收峰,说明原料中的两个氰基已有一个转变为氨基。
其它吸收峰也与标准谱图一致。
核磁共振谱与目标化合物一致,1HNMR(CDCl3),δ:7.79(s,2H),6.06(s,1H),3.79(brs,2H)。
产品熔点与文献值一致,故所得产品应为目标产物。
第3期31陈震,等:芳基吡唑腈的合成工艺研究(下转第66页)4结论以2,6-二氯-4-三氟甲基苯胺和2,3-二氰基丙酸乙酯为原料制得了芳基吡唑腈偶氮中间体,并考查了偶氮中间体关环为芳基吡唑腈的优惠反应条件为:18g偶氮中间体粗品溶于40mL二氯甲烷,加浓氨水30mL,于10℃下搅拌3h。
所采用的新路线原料易得,操作简便,减少了废酸的处理和高毒性试剂的使用,同时收率提高了13.4%,达91.4%。
参考文献:[1]薛振祥.农药中间体手册[M].北京:化学工业出版社,2004.196-197.[2]任青云,贺红武,冯新民,等.氟虫腈及其中间体的合成研究进展[J].农药,2004,43(12):529-531.[3]柏再苏,王大翔.新杂环农药的研究发展及合成方法[M].北京:化学工业出版社,2004.1-29.[4]SalmonR.N-PhenylpyrazolesasInsecticidesandAcaricides[P].WO:9306089,1993-04-01.[5]HattonLR,HawkinsDW.DerivativesofN-Phenylpyrazoles[P].US:5232940,1993-08-03.[6]AncelJE,DsilvaT.ProcessesforPreparingPesticidalIntermediates[P].US:6084105,2000-07-04.[7]AncelJE,DsilvaT.ProcessesforPreparingPesticidalIntermediates[P].WO:9839302,1998-09-11.[8]AncelJE,KaimLE,GadrasAL.StudiesTowardstheSynthesisofFipronilAnalogues:ImprovedDecarboxylationofHydrazonoacidDerivatives[J].TetrahedLett,2002,43:8319-8321[9]HawkinsDW,RobertsDA,WilkinsonJH.NewProcessesforPreparingPesticidalIntermediates[P].WO:9732843,1997-09-12.[10]林苏勇,江涛,梁成明,等.新型杀虫剂———氟虫腈的合成[J].农药,2002,41(3):19.(上接第31页)55%左右。