农药快讯:2020年第22期
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新型杀菌剂氟唑菌酰胺合成新工艺
作者:浙江南郊化学有限公司 尹 凯,顾旻旻,柴华强,于 江 更新时间:2020-12-02 点击量:6539

  吡唑酰胺类化合物因作用机制独特、安全高效以及吡唑环上取代基变化多样而成为杀菌剂研究的热点。氟唑菌酰胺是巴斯夫公司开发的一种高选择性吡唑酰胺类杀菌剂,对病原菌具有高靶标性。其结构新颖、广谱高效,作用方式不同于现有杀菌剂,已成为杀菌剂研究的新热点。

 

  目前国内研究氟唑菌酰胺的合成并不多,而且基本都是以1-甲基-3-二氟甲基-1H-吡唑-4-甲酰氯和3′,4′,5′-三氟-2-氨基联苯作为合成氟唑菌酰胺的两个重要中间体。3′,4′,5′-三氟-2-氨基联苯的合成方法主要有以下几种:① 采用3,4,5-三氟苯基溴化镁与苯基亚甲基氨基-2-氯苯为原料,经钯催化反应制得;② 采用3,4,5-三氟苯肼和苯胺为原料,在二氧化锰或酞菁锰催化下反应得到;③ 采用3,4,5-三氟苯硼酸和邻溴苯胺为原料,PdCl2(PPh3)2催化反应得到;④ 以3,4,5-三氟苯硼酸与邻氯硝基苯为原料,微波辅助,钯/石墨烯催化下经Suzuki偶联、氢气/雷尼镍还原得到。几种合成方法如图1 所示。


 

图 1  氟唑菌酰胺中间体3′,4′,5′-三氟-2-氨基联苯的合成方法


  方法①中的原料苯基亚甲基氨基-2-氯苯的合成需要用到5 equiv苄醇,原子利用率低,催化剂制备困难,且后处理步骤繁琐,因此难以实现工业化。方法②反应收率偏低且需要加入过量很多的苯胺和二氧化锰,三废处理困难,此外还会产生16%的3′,4′,5′-三氟-4-氨基联苯副产物,提纯困难,制备成本偏高,不符合当前绿色化学的要求;用酞菁锰为催化剂可适当提高收率,但酞菁锰价格昂贵,因此难以实现工业化。方法③应用的1,4-二氧六环溶剂对环境不友好,如用甲苯替代1,4-二氧六环,则收率降低。方法④反应速度快,但是需要用到3 equiv 3,4,5-三氟苯硼酸,成本高。

 

  针对上述合成方法存在的问题,本文以1,2,3-三氯苯为起始原料,经氟化、溴化、格氏、偶联、加氢还原、缩合6 步反应合成了氟唑菌酰胺(图2),并分别对反应条件进行了优化。


 

图 2  氟唑菌酰胺合成新路线


  (1)溴化反应配比的选择:随着次氯酸钠与溴化钠摩尔配比的升高,收率也随之增加,当配比达到1.20∶1后,收率接近最高,配比再升高时,收率几乎不变。因此,选择1.20∶1 为最佳反应配比。

 

  (2)加氢还原催化剂的优化选择:此步加氢反应条件:3′,4′,5′-三氟-2-硝基联苯(0.30 mol)、铈改性负载型镍基催化剂(2%,m/m)、1.0 MPa、80℃。其中以铈改性负载型镍基催化剂效果最佳,所以选择铈改性负载型镍基催化剂作为此步加氢还原反应的催化剂。

 

  (3)缩合反应条件的优化选择:此步骤研究了在原料配比一定的情况下,反应温度对反应时间、含量及收率的影响,缩合反应的最佳条件为反应温度70℃,反应时间4 h。在此条件下,缩合反应的含量和收率均达到最佳。

 

  经过优化后,该方法总收率50%以上,含量99%以上;与其他文献报道的方法相比具有如下优点:① 操作简便,原料廉价易得;② 总收率高,产品纯度高,杂质少;③ 用铈改性负载型镍基催化剂替代常规的催化剂,提高了反应选择性,大幅降低了总脱氟率;④ 用1,2,3-三氯苯合成3,4,5-三氟溴苯,大大缩短了合成步骤,同时也避免了硝化、重氮化等危险工艺,减轻三废压力同时也更安全稳定。    (来源:《农药》2020年第10期)

 

农药快讯, 2020 (22): 19-20.

tag: 杀菌剂、氟唑菌酰胺、合成工艺、优化  

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