專利名稱：一種經親核取代反應一步法合成噠螨酮的方法
技術領域：
本發(fā)明提供一種合成噠螨酮的新方法，采用α-羰基二硫縮烯酮類化合物與二氯噠嗪酮經親核取代反應一步法合成噠螨酮的方法。屬于有機合成方法技術領域。
背景技術：
噠螨酮是由日本日產化學公司開發(fā)并于1988年在英國布萊頓作物保護會議上正式推出的一種新型殺螨、殺蟲劑，自推廣以來，因其具有廣譜、高效、速效、低毒、持效期長，且不受溫度環(huán)境影響，與常用殺螨、殺蟲劑無交互抗性等優(yōu)點，而迅速獲得了廣泛應用。其通用名為Pyridaben，商品名為Sanmite，化學名稱為2-特丁基-5-(4-特丁基芐硫基)-4-氯-3(2氫)-噠嗪酮(2-tert-butyl-5-(4-tert-butylbenzylthio)-4-chloropyridazin-3(2H)-one)，結構式如下 國內外文獻報導的噠螨酮合成方法很多，從目前已有文獻報導及目前實際采用生產路線來看，在具備特丁基肼鹽酸鹽、糠氯酸和對特丁基芐氯三種合成原料的前提下，合成噠螨酮主要有呋喃酮法、氯巰基噠嗪酮法和二氯噠嗪酮法三種方法(a《農藥》，1992，31(1)，18；b《江西農業(yè)大學學報》，1995，17(3)，332)。其中呋喃酮法由于產率偏低(48％)已基本上被淘汰，氯巰基噠嗪酮法工藝簡單，易于操作控制，產率在55～65％，但三廢難處理，目前仍有部分國內企業(yè)采用該項技術，二氯噠嗪酮法產率可達65～75％，目前國內外多數企業(yè)采用此法生產。然而，一個不可忽視的事實是，無論上述那條工藝路線，都要使用硫氫化鈉，生產過程中會產生大量刺激性、有害氣體硫化氫，這不僅給一線操作人員的身體健康帶來極大的危害，尤其是也給人類賴以生存的環(huán)境帶來嚴重污染。
為此，國內外科研工作者對噠螨酮合成技術一直進行著改進或優(yōu)化，可大的技術突破不多，且不能從根源上解決三廢處理，尤其是有害硫源如硫氫化鈉的使用和有害氣體硫化氫的排放問題。隨著環(huán)境問題日益受到重視，以改造對環(huán)境造成嚴重破壞的化工工藝為目標的環(huán)境友好化學研究正在興起，因此，噠螨酮合成工藝的綠色化改造是其技術發(fā)展的必然趨勢。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是針對噠螨酮合成方法中存在的問題，提供一種以原料易得、制備方法簡單、產率高、無氣味的α-羰基二硫縮烯酮類化合物在堿性條件下與二氯噠嗪酮經親核取代反應一步式合成噠螨酮的新方法。
本發(fā)明技術解決方案本發(fā)明所涉及的化合物原料α-羰基二硫縮烯酮類化合物(1)用如下通式表示 其中，-R1和-R2可以相同或不同，為-CH3，-Ph，-OH，-OCH3，-OCH2CH3，-OCH3CH2CH3，-OCH3CH2CH2CH3，-NH2，-NHCH3，-NHCH3CH3，-NHCH3CH2CH3，-NHCH3CH2CH2CH3，PhNH-，2-CH3OPhNH-，4-CH3OPhNH-，2-CH3PhNH-，4-CH3PhNH-，2-ClPhNH-，4-ClPhNH-，2，4-(CH3)2PhNH-，4-NO3PhNH-。
通過下式制備 反應中原料β-二羰基化合物的-R1、-R2同上。
反應中所用有機溶劑為酰胺類N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺；二甲亞砜、丙酮、丁酮。
反應中所用堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸鈣、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、三乙胺、磷酸鈉、磷酸鉀。
反應中所用鹵代烴對特丁基芐氯、對特丁基芐溴。
按上反應式，向一種上文提到的有機溶劑中加入1摩爾倍數的β-二羰基化合物，2.0～3.0摩爾倍數的堿，及1.0～1.5摩爾倍數的二硫化碳，室溫下攪拌15～100分鐘后，加入2.0～2.5摩爾倍數的對特丁基芐氯或對特丁基芐溴。繼續(xù)攪拌30～200分鐘，停止反應得α-羰基二硫縮烯酮類化合物(1)，產率視不同反應在80～99％之間。
由α-羰基二硫縮烯酮類化合物(1)與二氯噠嗪酮(2)合成噠螨酮，反應式如下 按上反應式，向結構式(1)的有機溶劑中加入1摩爾倍數二氯噠嗪酮(2)及0.45～0.5摩爾倍數的用通式(1)表示的一種化合物或一種以上用通式(1)表示的化合物的混合物，控制反應溫度在10～80℃，攪拌下加入1.0～1.5摩爾倍數的堿。加畢，繼續(xù)攪拌0.5～5小時得噠螨酮(3)。產率視不同反應在60～90％之間，詳見具體實施方式
中的實施例。
反應中所用溶劑為C1-C6烴基的醇類甲醇、乙醇、正丁醇、乙二醇、叔丁醇；酰胺類N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺；二甲亞砜、丙酮、丁酮、乙腈、二氧六環(huán)、四氫呋喃、二氯甲烷、二氯乙烷。
反應中所用堿為氫氧化鈉，氫氧化鉀，氫氧化鈣，碳酸鈉，碳酸鉀，氧化鈣，甲醇鈉，乙醇鈉，叔丁醇鉀。
本發(fā)明的積極效果在于提供了一種摒棄有毒硫試劑如硫氫化鈉的使用，采用α-羰基二硫縮烯酮類化合物(1)在堿性條件下與二氯噠嗪酮(2)經親核取代反應一步法高產率合成噠螨酮的環(huán)保型合成方法。該方法合成步驟少，原料易得，價格低廉，反應條件溫和，操作簡單，易于工藝化、工業(yè)化。
具體實施例通過以下實施例進一步舉例描述本發(fā)明，并不以任何方式限制本發(fā)明，在不背離本發(fā)明的技術解決方案的前提下，對本發(fā)明所作的本領域普通技術人員容易實現的任何改動或改變都將落入本發(fā)明的權利要求范圍之內。
實施例1在50毫升圓底燒瓶中，加入3.04克(22毫摩爾)碳酸鉀，8毫升的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，攪拌溶解后，加入1.91克(10毫摩爾)鄰甲基丁酰苯胺-3-酮，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升毫升，變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.87毫升的特丁基芐氯，攪拌2.5小時，加冰水過濾得黃色固體5.48克，產率98％。反應見下式 Mp151-152℃，1H NMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.25(18H)，2.12(3H)，2.15(3H)，4.12(4H)，7.06(1H)，7.18(6H)，7.23(4H)，7.31(1H)，7.68(1H)。
理論值(C34H42NO2S2)C 72.86，H 7.50，N 2.50，O 5.71，S 11.43；實測值C 72.85，H 7.55，N 2.52，O 5.65，S 11.43。
實施例2在50毫升圓底燒瓶中，加入0.80克(20毫摩爾)氫氧化鈉，8毫升的二甲亞砜(DMSO)，攪拌溶解后，加入2.07克(10毫摩爾)鄰甲氧基丁酰苯胺-3-酮，室溫攪拌40分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升，變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.67毫升的特丁基芐溴，攪拌2.5小時，加冰水過濾得黃色固體5.64克，產率98％。反應見下式
Mp163-164℃，1H NMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.28(18H)，2.16(H)，3.84(3H)，4.09(4H)，6.89(2H)，7.04(1H)，7.20(4H)，7.26(4H)，8.38(1H)，8.54(1H)。
理論值(C34H42NO3S2)C 70.83，H 7.29，N 2.43，O 8.33，S 11.12；實測值C 70.80，H 7.32，N 2.30，O 8.40，S 11.18。
實施例3在50毫升圓底燒瓶中，加入2.65克(25毫摩爾)碳酸鈉，10毫升的丙酮，攪拌溶解后，加入1.01克(10毫摩爾)乙酰乙酸胺，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升，變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.87毫升的特丁基芐氯，攪拌3.5小時，加冰水過濾得黃色固體4.55克，產率97％。反應見下式 Mp62-63℃，1HNMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.29(18H)，2.11(3H)，4.11(4H)，5.06(2H)，7.23(4H)，7.34(4H)。
理論值(C27H35NO2S2)C 69.08，H 7.46，N 2.99，O 6.82，S 13.65；實測值C 69.01，H 7.40，N 3.10，O 6.80，S 13.70。
實施例4在50毫升圓底燒瓶中，加入4.24克(20毫摩爾)磷酸鉀，8毫升的N，N-二甲基乙酰胺(DMAc)，攪拌溶解后，加入1.03克(10毫摩爾)丙二酰胺，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.67毫升的特丁基芐溴，攪拌3小時，加冰水過濾得黃色固體4.57克，產率97％。反應見下式 Mp125-126℃，1HNMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.31(18H)，2.13(3H)，4.12(4H)，5.08(4H)，7.24(4H)，7.34(4H)理論值(C26H34N2O2S2)C 66.38，H 7.23，N 5.96，O 6.81，S 13.62；實測值C 66.35，H 7.20，N 5.90，O 6.91，S 13.64。
實施例5在50毫升圓底燒瓶中，加入3.04克(22毫摩爾)碳酸鉀，8毫升的二甲亞砜(DMSO)，攪拌溶解后，加入1.30克(10毫摩爾)乙酰乙酸乙酯，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.87毫升的特丁基芐氯，攪拌3小時，加冰水過濾得黃色固體4.88克，產率98％。反應見下式 Mp61-62℃，1HNMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.27(21H)，2.14(3H)，4.03(4H)，4.25(2H)，7.20(4H)，7.34(4H)。
理論值(C28H38O3S2)C 69.14，H 7.82，O 9.88，S 13.16；實測值C 69.19，H 7.84，O9.77，S 13.20。
實施例6在50毫升圓底燒瓶中，加入3.28克(20毫摩爾)磷酸鈉，8毫升的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，攪拌溶解后，加入1.56克(10毫摩爾)丙二酸二乙酯，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.67毫升的特丁基芐溴，攪拌3小時，加冰水過濾得黃色固體4.90克，產率98％。反應見下式 Mp120-121℃，1HNMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.27(18H)，2.17(6H)，4.07(4H)，4.25(4H)，7.22(4H)，7.33(4H)。
理論值(C29H40O4S2)C 64.44，H 7.75，O 12.40，S 12.41；實測值C 64.24，H 7.80，N 12.50，S 12.46。
實施例7在50毫升圓底燒瓶中，加入3.18克(30毫摩爾)碳酸鈉，8毫升的N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，攪拌溶解后，加入1.00克(10毫摩爾)乙酰丙酮，室溫攪拌30分鐘，然后用冰水冷卻約5分鐘，加入二硫化碳0.66毫升變?yōu)槌赛S色，繼續(xù)攪拌為紅色。1小時后加入3.87毫升的特丁基芐氯，攪拌3小時，加冰水過濾得黃色固體4.59克，產率98％。反應見下式 Mp107-108℃，1HNMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.30(18H)，2.04(6H)，4.06(4H)，7.21(4H)，7.33(4H)。
理論值(C27H36O2S2)C 71.05，H 7.89，O 7.02，S 14.04；實測值C 71.00，H 7.90，N 7.11，S 13.99。
實施例8在50毫升圓底燒瓶中，加入2.80克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基鄰甲基丁酰苯胺-3-酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入8毫升乙醇，攪拌，在0～5℃下滴加0.58克(10毫摩爾)乙醇鈉溶于7毫升乙醇所形成的溶液，于10～15℃繼續(xù)攪拌1小時，反應完成，減壓蒸出乙醇，柱層析，得白色固體噠螨酮3.04克，產率83.5％。反應見下式 噠螨酮表征數據Mp111-112℃，1H NMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ1.31(9H)，1.61(9H)，4.24(2H)，7.33(2H)，7.38(2H)，7.64(1H)；13C NMR(500MHz，CDCl3，25℃)δ28.04，31.51，34.85，35.77，66.49，126.23，130.11，130.17，131.74，141.54，151.49，156.30。
IR(KBr)1655，2961，1366，1143，847，1267，949，1184，1567cm-1理論值(C15H25N2OClS)C 62.55，H 6.86，N 7.68，O 4.39，Cl 19.74，S 8.78；實測值C 62.54，H 6.77，N 7.72，O4.37，C19.78，S 8.82。
實施例9在50毫升圓底燒瓶中，加入2.88克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基對甲氧基丁酰苯胺-3-酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升乙醇，以及0.48克(12毫摩爾)氫氧化鈉，常溫攪拌1小時后，反應完成，減壓蒸出乙醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.92克，產率80％。反應見下式 實施例10在50毫升圓底燒瓶中，加入2.35克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丁酰胺-3-酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入8毫升叔丁醇，攪拌，在室溫下緩慢滴加1.12克(10毫摩爾)叔丁醇鉀溶于7毫升叔丁醇所形成的溶液，繼續(xù)攪拌40分鐘，反應完成，減壓蒸出叔丁醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.73克，產率75％。反應見下式 實施例11在50毫升圓底燒瓶中，加入2.34克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丙二酰胺和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，以及0.67克(12毫摩爾)氫氧化鉀，攪拌溶解，升溫到40～45℃繼續(xù)攪拌1小時后，反應完成，減壓蒸出DMF，柱層析，得白色固體噠螨酮2.88克，產率79％。反應見下式 實施例12在50毫升圓底燒瓶中，加入2.49克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丁酸乙酯-3-酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升四氫呋喃(THF)，攪拌溶解，再加入0.45克(6毫摩爾)氫氧化鈣，升溫到40～45℃繼續(xù)攪拌2小時后，反應完成，減壓蒸出THF，柱層析，得白色固體噠螨酮2.37克，產率65％。反應見下式 實施例13在50毫升圓底燒瓶中，加入2.36克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丙二酸和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升丙酮，攪拌溶解，再加入2.06克(12毫摩爾)氫氧化鋇，升溫到20～25℃繼續(xù)攪拌2小時后，反應完成，減壓蒸出丙酮，柱層析，得白色固體噠螨酮2.55克，產率70％。反應見下式
實施例14在50毫升圓底燒瓶中，加入2.49克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丁酸乙酯-3-酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入8毫升乙醇，在0～5℃下滴加0.58克(10毫摩爾)乙醇鈉溶于7毫升乙醇所形成的溶液，于10～15℃繼續(xù)攪拌1小時，反應完成，減壓蒸出乙醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.92克，產率80％。反應見下式 實施例15在50毫升圓底燒瓶中，加入2.50克(5毫摩)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基丙二酸二甲酯和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升甲醇，攪拌溶解，再加入1.66克(12毫摩爾)碳酸鉀，在40～45℃下繼續(xù)攪拌2小時后，反應完成，減壓蒸出甲醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.99克，產率82％。反應見下式 實施例16在50毫升圓底燒瓶中，2.34克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基乙酰丙酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入8毫升叔丁醇，攪拌，在常溫下緩慢滴加1.12克(10毫摩爾)叔丁醇鉀溶于7毫升叔丁醇所形成的溶液，繼續(xù)攪拌40分鐘，反應完成，減壓蒸出叔丁醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.73克，產率75％。反應見下式
實施例17在50毫升圓底燒瓶中，2.34克(5毫摩爾)2-(二對叔丁基卞硫基)亞甲基乙酰丙酮和2.21克(10毫摩爾)噠嗪酮，然后加入10毫升甲醇，以及0.48克(12毫摩爾)氫氧化鈉，常溫攪拌2小時后，反應完成，減壓蒸出甲醇，柱層析，得白色固體噠螨酮2.94克，產率81％。反應見下式
權利要求
1.α-羰基二硫縮烯酮類化合物，具有如下通式 其中，-R1和-R2可以相同或不同，為-CH3，-Ph，-OH，-OCH3，-OCH2CH3，-OCH3CH2CH3，-OCH3CH2CH2CH3，-NH2，-NHCH3，-NHCH3CH3，-NHCH3CH2CH3，-NHCH3CH2CH2CH3，PhNH-，2-CH3OPhNH-，4-CH3OPhNH-，2-CH3PhNH-，4-CH3PhNH-，2-ClPhNH-，4-ClPhNH-，2，4-(CH3)2PhNH-，4-NO3PhNH-。
2.權利要求1所述的α-羰基二硫縮烯酮類化合物合成工藝，包括以下步驟向一種以下有機溶劑中加入1摩爾倍數的β-二羰基化合物，2.0-3.0摩爾倍數的堿，及1.0-1.5摩爾倍數的二硫化碳，室溫下攪拌15-100分鐘后，加入2.0-2.5摩爾倍數的鹵代烴；繼續(xù)攪拌30-200分鐘，停止反應得α-羰基二硫縮烯酮類化合物；反應中所用有機溶劑為酰胺類N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺；二甲亞砜、丙酮、丁酮；反應中所用堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸鈣、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、三乙胺、磷酸鈉、磷酸鉀；反應中所用鹵代烴對特丁基芐氯、對特丁基芐溴。
3.一種經親核取代反應一步法合成噠螨酮的方法，其特征在于是由α-羰基二硫縮烯酮類化合物與二氯噠嗪酮經親核取代反應制成的，反應式如下 包括以下步驟向一種以下有機溶劑中加入1摩爾倍數的二氯噠嗪酮及0.45-0.5摩爾倍數的α-羰基二硫縮烯酮類化合物中的一種化合物或一種以上化合物的混合物，控制反應溫度在10-80℃，攪拌下加入1.0-1.5摩爾倍數的堿，加畢，繼續(xù)攪拌0.5-5小時得噠螨酮；反應中所用有機溶劑為酰胺類N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺；二甲亞砜、丙酮、丁酮；反應中所用堿為碳酸鈉、碳酸鉀、碳酸銨、碳酸鈣、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化鉀、三乙胺、磷酸鈉、磷酸鉀。
全文摘要
本發(fā)明提供一種合成噠螨酮的新方法，采用α－羰基二硫縮烯酮類化合物與二氯噠嗪酮經親核取代反應一步法合成噠螨酮的方法。采用α－羰基二硫縮烯酮類化合物在堿性條件下與二氯噠嗪酮經親核取代反應一步法高產率合成噠螨酮，本方法摒棄有毒硫試劑如硫氫化鈉的使用，具有合成步驟少，原料易得，價格低廉，反應條件溫和，操作簡單，易于工藝化、工業(yè)化等特點。
文檔編號C07C319/00GK1775750SQ20051011905
公開日2006年5月24日 申請日期2005年12月7日 優(yōu)先權日2005年12月7日
發(fā)明者董德文, 田曉軍, 劉群, 梁永久, 王傳林, 梁福順, 孫占杰, 于海豐, 歐陽艷 申請人:東北師范大學, 吉化集團農藥化工有限責任公司