农药快讯:2020年第14期
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甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂中间体——肟醚
作者:沈阳中化农药化工研发有限公司 吴长春,杨 浩,董燕,王学玲,赵贵民,于海波 更新时间:2020-08-10 点击量:3286

  (E)-2-(甲氧基亚胺基)-2-甲基苯乙酸甲酯(以下简称:肟醚)是合成肟菌酯、烯肟菌胺、醚菌酯等甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的关键中间体,本文介绍了目前已报道的合成肟醚的各种合成路线,对其进行了初步评价,以期找到适合工业化的较佳合成工艺。

 

  肟醚的化学名称为(E)-2-(甲氧基亚胺基)-2-甲基苯乙酸甲酯,分子式:C11H13O3N,相对分子质量207,纯品为白色固体,熔点84~85℃。溶于醇、乙酸乙酯、DMF等有机溶剂。肟醚是合成肟菌酯、烯肟菌胺、醚菌酯、肟醚菌胺等甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的关键中间体(图1)。

 

  肟菌酯是拜耳公司开发的产品,年销售额在5亿美元,是仅次于嘧菌酯、吡唑醚菌酯的全球销售额排第3位的杀菌剂;烯肟菌胺是沈阳化工研究院于1999年发现的具有广谱杀菌活性的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂,2007年进入市场,目前是中化农化销售额最大的创制农药品种之一。因此,肟醚作为农药中间体有着一定的市场前景。

 

图1  以肟醚为中间体的农药品种

 

肟醚的合成方法

  肟醚的合成路线见图2。


 

图2  肟醚的合成路线

 


1.1  邻甲基苯甲酸路线

  邻甲基苯甲酸路线以邻甲基苯甲酸为起始原料与氯化亚砜反应制备邻甲基苯甲酰氯,邻甲基苯甲酰氯与氰化钠反应制备邻甲基苯甲酰氰,其再进行水解及酯化制得邻甲基酮酸甲酯,最后与甲氧胺盐酸盐反应,在酮羰基位置取代成肟甲基得到肟醚。合成路线见图3。

 

  该路线的优点为各步合成收率高,均在85%~90%,可得到高含量肟醚。缺点为需要使用剧毒品氰化钠,产生含氰废水需特殊处理,甲氧胺盐酸盐中间体其制备合成图1中以肟醚为中间体的农药品种的收率低、三废量较大,导致甲氧胺原料成本高。


 

图3  以邻甲基苯甲酸为起始原料的工艺路线(甲氧胺法)


 

1.2  3-异色满酮路线

  该路线以3-异色满酮为起始原料,在甲醇钠存在下与亚硝基叔丁基酯反应合成肟中间体,再与硫酸二甲酯等甲基化试剂反应制备肟甲基醚,其再与氯化亚砜反应同时进行开环及氯化反应,得到(E)-2-(甲氧基亚胺基)-2-氯甲基苯乙酸甲酯。合成路线见图4。


 

图4  以3-异色满酮为起始原料的工艺路线


  该路线优势为开环及氯化反应一步完成,可直接合成出肟醚的下步溴化或氯化产品,避开了肟醚氯化或溴化反应,但3-异色满酮原料来源少、价格高,同时该路线的肟化产物的开环反应与不含氮原子相比性质有较大不同,收率较低。

 

1.3  邻甲基苯胺路线

  该路线反应步骤少且可直接合成出顺式异构体较少的肟醚,使合成出的肟醚不需转位处理。在制备过程中使用羟亚胺基乙酸甲酯作为中间体,其合成方法一种为乙醛酸甲酯经肟化制备羟亚胺基乙酸

甲酯,乙醛酸甲酯原料价格较贵,使该方法不具备工业价值;另一种使用三氯乙醛为原料,经酯化、肟化一锅法制备羟亚胺基乙酸甲酯,三氯乙醛价格适中,反应收率达85%,但在制备2-甲基-α-氧代亚胺基苯乙酸甲酯中间体时,产物含较多杂质,收率在70%左右,同时由于该反应属于重氮化反应,废水量较大。合成路线见图5。

 

  采用邻甲基苯胺路线进行肟醚合成工艺开发,目前成本仍难以取得竞争力;另外,该路线废水量较大,也给环保带来了很大压力。


 

图5  以邻甲苯胺为起始原料合的工艺路线


1.4  邻甲基苯乙酸路线

  该路线避免使用剧毒品氰化钠,不使用价格相对较高的甲氧胺盐酸盐,起始原料邻甲基苯乙酸价格适中,但该路线肟化反应收率仅为60%~70%,收率较低,导致肟醚产品含量低、原料成本高。合成路线见图6。

 

 

图6  以邻甲基苯乙酸为原料合成肟醚的工艺路线

 

1.5  邻甲基苯乙腈路线

  该合成路线起始原料价格适中且各步骤收率较高。合成路线见图7。

 

 

图7  以邻甲基苯乙腈为起始原料的工艺路线

 

  在此路线实验研究中,制备2-甲基-α-氰基苯甲肟盐、2-甲基-α-氰基苯甲肟甲醚的研究中收率达94%,较邻甲基苯乙酸路线中的肟化反应收率高出近25%,但在氰基水解过程中醚化键部分断裂导致副产较多,收率降低。

 

1.6  邻甲基苯甲醛路线

  该路线与邻甲基苯甲酰氯路线合成类似,但起始原料邻甲基苯甲醛原料价格较贵,与邻甲基苯甲酰氯路线相比不具备优势。合成路线见图8。

 

图8  以邻甲基苯甲醛为起始原料的工艺路线

 

1.7  邻甲基苯甲酰氯肟化、甲基化路线

  该路线以邻甲基苯甲酰氯经氰化、酮酸、酮酸酯、肟化、甲基化制备肟醚,避免使用价格较高的甲氧胺盐酸盐,在此路线的实验研究中,从酰氯一直到甲基化前各步骤收率均较高,但在甲基化实验探索中发现肟化后再甲基化产生副产物硝酮,醚化收率及含量较低。合成路线见图9。

 

图9  以邻甲基苯甲酸为起始原料的工艺路线(羟胺法)

 

小结

  综合上述1~7条合成路线,各路线的合成方法都有一定优势和问题,相比之下,路线1具有各步合成收率高、产品含量高等优点,但副产含氰废水,具有废水处理能力的厂家可采用该路线。路线4各种原料及中间体价格适中,肟化反应一步收率较低,需要进一步实验研究。      (来源:《农药》2020年第6期)

 

农药快讯, 2020 (14): 20-22.


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