苯基异硫氰酸酯的合成方法_王晓乐

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关键词:KIH- 9201;苯基异硫氰酸酯;合成方法
近几年来,新合成农药的发展十分迅速,而发展 的主要趋势是杂环化合物和含氟化合物。氟噻乙草 酯[1]就是日本组合化学公司开发研制的一种新农药, 代号为 KIH- 9201,通用名为 Fluthiacet- methyl,商品 名为 Action。该农药属于酰亚胺类除草剂,特点是高 效、低毒。其化学结构如下:
1.1 硫代光气合成路线 此合成方法是指取代苯胺化合物和硫代光气反
应制得苯基异硫氰酸酯的合成方法。其中的硫代光 气没有工业原料,需自己合成。
文献[2]报道了 4- 氯- 2- 氟苯基异硫氰酸酯的合 成,反应式如下:
KIH- 9201 的合成方法通常是由 2- 氟- 4- 氯- 5- 甲氧羰基甲硫基苯基异硫氰酸酯和六氢哒嗪先反应 成硫脲化合物,然后经光气作用环化而成。另外一种 方法是 2- 氟- 4- 氯- 5- 甲氧羰基甲硫基苯基异硫氰 酸酯和甲酰肼缩合形成硫脲化合物,与光气成环得 取代的 1,3,4- 噻二唑啉- 2- 酮化合物,再经水解、烷 基化两步反应得到目的产物。2- 氟- 4- 氯- 5- 甲氧羰 基甲硫基苯基异硫氰酸酯是其中的主要中间体,合 成步骤较繁复,其中从取代苯胺制得苯基异硫氰酸 酯的合成过程具有一定的难度。本文将介绍以取代 苯胺为原料制得苯基异硫氰酸酯的合成方法并予以 评述,供有关人员参考。
向 2- 甲氧基- 4- 甲基- 5- 氨基苯甲酸甲酯的四 氢呋喃的溶液中,加入三乙胺和二硫化碳;反应混合 物在室温下搅拌 2.5h,再在搅拌下,加入氯甲酸甲 酯,加完后继续在室温下搅拌 20min。氢氧化钠溶于 水中的溶液加入到反应物中,搅拌 15min,反应混合 物于水、二氯甲烷混合,分离有机层,用芒硝干燥,蒸 去溶剂,残留物溶解于二氯甲烷中并经硅胶柱色谱 分离。溶液蒸去溶剂后残液中加入异丙醚和正己烷, 析出沉淀,过滤得 3- 甲氧基羰基- 4- 甲氧基- 6- 甲基 苯基异硫氰酸酯。
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此合成路线是指取代苯胺化合物先和硫氰酸盐 反应生成硫脲衍生物, 再形成苯基异硫氰酸酯的合 成方法。
(1) 文献[7]报道了取代苯胺在盐酸气作用下形 成盐酸盐,再与硫氰酸盐在氯苯中共热回流得到苯 基异硫氰酸酯。反应式如下:
反应器中投入氯苯,再蒸馏出部分氯苯以除去 反应器中反应液形成很厚的悬浮液体系,反应液加 热至回流温度,马上加入硫氰酸铵盐,反应液回流反 应 5h,同时继续持续通入 HCl 气体。黄灰色沉淀出 现后,反应液降温,吸滤除去沉淀。滤液蒸馏脱溶,残 液溶解于沸正己烷,溶液降温,油水分离,少量沉淀 吸滤除去。正己烷溶液蒸馏脱溶,残液减压蒸馏,得 2- 邻甲苯基异硫氰酸酯。
WANG Xia o- le , S UN Lie , J IANG Ca i- xin
(Zhejiang Hetian Chemical Co.,Ltd.,Hangzhou Zhejiang 310023,China)
Abs tra ct:This article summarized the method for the producing phenyl isothiocyante as the intermediates of
[4] OGATA MASARU; WATANABE YOSHIHACHI. Phenyl isothiocyanate derivatives and their production [P]. US4248869. 1981- 02- 03.
[5] THEODORIDIS GEORGE.Isothiocyanate intermedi-
2007 年《煤化工》征订启事
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将 4- 氯- 2- 氟苯胺、氯仿、冰混合于反应瓶中, 在 15min 左右滴加硫代光气,在室温下搅拌过夜。分 出有机相,水相用氯仿萃取,合并有机相,用无水硫 酸钠干燥,在减压下蒸去溶剂,得到黄色油状液体既 产品 4- 氯- 2- 氟苯基异硫氰酸酯。 1.2 二硫化碳- 有机碱- 氯甲酸甲酯合成路线
the KIH- 9201. The synthetic routes of them were reviewed.
Ke ywords :KIH- 9201;phenyl isothiocyanate;synthesis !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"
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2006 年第 37 卷第 10 期
《浙江化工》
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方法当取代苯胺在苯基的 5- 取代位上有取代基时 特别有效。但是本方法所使用的胺类有机碱( 如三乙 烯二胺)很特殊,价格比较昂贵,应考虑用三乙胺等 较为廉价的胺类来代替。不过此路线的操作过程却 十分容易,中间体二硫代氨基甲酸盐会从反应体系 中沉淀出来,通过过滤可以很容易的得到。综合来 说,本路线收率高,步骤较少,工艺简单,有利于工业 化的生产。如能找到廉价合适的胺类有机碱,会有很 好的投入工业化生产的前景。
此合成方法是指取代苯胺化合物先和二硫化碳、 有机碱先反应形成二硫代氨基甲酸盐,再与氯甲酸甲 酯作用制得苯基异硫氰酸酯化合物的合成方法。此方 法避免了使用硫代光气。有机碱主要有 1,4- 二氮杂二 环[2.2.2]- 辛烷( 三乙烯二胺)、4- 吡咯烷基吡啶、三乙胺等。
(1) 文献[3]报道了用三乙烯二胺或 4- 吡咯烷基 吡啶作为有机碱,合成苯基异硫氰酸酯化合物的方 法。反应式如下:
(2) 文献[8]报道了经过以下过程,分离中间体硫 脲衍生物,再在氯苯中共热回流得到苯基异硫氰酸 酯。反应式如下:
此操作过程较复杂,具体参见文献。不过此类方 法依然是 Ar 为萘基时,收率较高。
2 合成方法讨论
路线一: 此方法收率较高,步骤很少,但是需使用高危险 的化学品硫代光气。而且硫代光气没有工业原料,需 要自己合成,且合成过程也十分复杂和难于操作。所 以这条路线操作过程比较危险,要实行工业化的生 产较为困难。 路线二: 此方法避免了使用硫代光气,有相当高的收率, 并且胺类有机碱的回收后的再使用也较为容易。本
路线三: 此路线收率较低,只有当 Ar 为萘基时收率还可 以。而且其中的操作过程复杂,使用的溶剂量很大。 因此本方法不适合投入工业化的生产。 参考文献:
[1] 柏再苏,王大翔.新农药论丛[M(]. 第三集),1998,12 ̄ 13,41 ̄46.
[2] GODDARD STEVEN J. Novel 2 - aryl - 2,3,5,6,7,8 -
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文章编号:1006- 418(4 2006)10- 0011- 03
《浙江化工》
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苯基异硫氰酸酯的合成方法
王晓乐, 孙 烈, 江才鑫( 浙江省禾田化工有限公司, 浙江 杭州 310023)
源自文库摘 要:介绍了 KIH- 9201 的中间体苯基异硫氰酸酯的合成方法,并对其各个合成路线进行 了讨论。
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ZHEJIANG CHEMICAL INDUSTRY
Vol.37 No.10(2006)
将 4- 氯- 2- 氟- 5- 甲氧羰基甲硫基苯胺、1,4- 二 氮杂二环[2.2.2]- 辛烷( 三乙烯二胺)和甲苯混合于 反应瓶中,在室温下滴加二硫化碳,滴加完成后,继 续在室温下搅拌 20h,反应完毕,过滤收集沉淀物, 得到 1,4- 二氮杂二环[2.2.2]- 辛烷离子- N- (2- 氟- 4- 氯- 5 甲氧羰基甲硫基苯基)二硫代氨基甲酸盐。
文献[5]也报道了 4- 氯- 2- 氟苯胺和三乙胺、二硫 化碳反应合成 4- 氯- 2- 氟苯基二硫代甲酸三乙基胺 盐,收率 81%。
(3) 文献[6]则提到了用三氯氧磷或重金属盐如硫 酸铜、硝酸铅等来代替氯甲酸甲酯。反应式如下:
R=Me 时,收率为 50.3%。
收率为 78%。反应中应防止氨使异硫氰酸酯分 解。 1.3 硫氰酸盐合成路线
[8] RASSCHAERT ANTOINE THEOFIEL; BENOY. Im- proved method for the preparation of arylisothiocyanates [P]. GB1099767.1968- 01- 17.
A Re vie w of the S ynthe s is of P he nyl is othiocya na te
将上述制备的二硫代氨基甲酸盐和二氯甲烷在 边冷却的情况下,于 0℃滴加氯甲酸甲酯与二氯甲烷 组成的混合溶液,滴加完成后,继续在 0℃搅拌 5h, 使反应完全。反应混合物用水洗涤,无水硫酸钠干燥, 蒸馏脱去二氯甲烷,得 4- 氯- 2- 氟- 5- 甲氧羰基甲硫 基苯基异硫氰酸酯。该文献还做了不同有机碱的对 照实验。用 4- 吡咯烷基吡啶代替三乙烯二胺时,得 到了目标产物。
而当用三乙胺代替作为有机碱时,则几乎没有 得到相应的二硫代氨基甲酸盐。当用 1,8- 二氮杂- 双环- [5,4,0]- 十一烯- 7 代替作为有机碱时,二硫代 氨基甲酸盐的收率低,有大量副产物。
(2) 文献[4]报道了使用三乙胺,以 2- 甲氧基- 4- 甲基- 5- 氨基苯甲酸甲酯为原料合成相应的苯基异 硫氰酸酯。
ates[R]. US4868321,1989- 09- 19. [6] 黄润秋. 王惠林,等.有机中间体制备[M].北京:化学
工业出版社,1997,54,58. [7] RASSCHAERT ANTOINE THEOFIEL; BENOY.
Method for the preparation of arylisothiocyanates[P].GB1099768, 1968- 01- 17.
1 合成方法
苯基异硫氰酸酯的合成主要有硫代光气合成路 线、二硫化碳- 有机碱- 氯甲酸甲酯合成路线、硫氰 酸盐合成路线等三条路线。此类化合物一般不提纯 出来,直接用于下一步合成。
收稿日期:2006- 06- 08 作者简介:王晓乐(1979- ),汉族,浙江东阳人,毕业于浙江工业大学, 从事农药合成研究工作。
hexahydro- 3- thioxoimidazo- {8 1,5- a- {9 pyridin- 1 (BaH)- ones as herbicides[P].US4138242 .1979- 02- 06.
[3] YAMAGUCHI MIKIO; OHI HIDEO. Dithiocarbamic acid salt, process for production thereof, and process for pro- duction of isothiocyanate using said dithiocarbamic acid salt[P]. US5274166.1993- 12- 28.
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