一種雙唑草腈的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及除草劑技術領域，具體涉及一種雙唑草腈的合成方法。
【背景技術】
[0002] 雙唑草腈（Pyraclonil)是一種新型除草劑，其化學名稱是：1- (3氯-吡唑并 [1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基)-5- (N-甲基-N炔丙基胺基)_1H吡唑-4-甲腈，化學 結構式如下：
雙唑草腈最初由艾格福公司發(fā)現(xiàn)，后由日本農用化學品公司Kyoyu農業(yè)開發(fā)。雙唑 草腈對雜草中的一年生及多年生的多種水田雜草具有高效的除草效果，對稗草、鴨舌草、莎 草、空心蓮子草、松葉蘭草、萍草、浮萍等施用少量即出現(xiàn)殺草效果，特別對稗草、鴨舌草為 代表的一年生闊葉雜草具有優(yōu)良高效的殺草效果，對稗草類、鴨舌草類的作用至第2葉期、 對空心蓮子草類的作用于第1葉期，可使之枯死，持續(xù)30-40天作用。
[0003] 雙唑草腈對移植的水稻有很高的安全性，在水稻移植前后都顯得可使用；對一年 生的莎草、闊葉雜草等具有優(yōu)良的殺草效果；對多年生雜草效果略低，但通過實用效果表明 也有較強的抑制和殺草效果，特別是對以鴨舌草為首的一年生闊葉雜草具有卓越的殺草效 果，對于近年對磺酰胺類除草劑已產生抗藥性的雜草也表現(xiàn)出優(yōu)良的殺草效果。
[0004] 在現(xiàn)有技術中，雙唑草腈的合成工藝共分十步進行，具體步驟如下：


上述工藝路線步驟繁多，一些中間體價格高，總收率低，成本很高。
[0005] 鑒于雙唑草腈的優(yōu)良性能，預計市場前景良好，因此十分有必要對現(xiàn)有合成工藝 路線進行革新改造，以降低企業(yè)生產成本及農民除草的開支，提高經濟效益。

【發(fā)明內容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種合成工藝線路短、成本低的雙唑草腈合成方法，該方 法以丙二腈、甲酸酯、5-氯戊酰氯、三氯已烯、水合肼、對甲苯磺酸丙炔醇酯為主要原料，經 過以下七步反應合成目標產物： 第一步：由甲酸酯和丙二腈在叔胺催化下反應，制備甲酰丙二腈； 第二步：由5-氯戊酰氯和三氯乙烯在無水三氯化鋁催化下反應，制備1，1，2, 7-四 氯-1-庚稀-3-酮； 第二步：由1，1，2, 7-四氯-1-庚稀-3-酮和水合餅反應，制備2- (4-氯丁 基）-3-氯-4-肼基吡唑； 第四步：由2-( 4-氯丁基)-3-氯-4-肼基吡唑和堿性物質反應，制備2-肼基-3-氯-吡 唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶； 第五步：由2-肼基-3-氯-吡唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶和甲酰丙二腈在醋酸 催化下反應，制備I- (3氯-吡唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5-氨基-IH吡 唑-4-甲腈； 第六步：由1_ (3氯-P比唑并[1，5_a] -4, 5, 6, 7-四氫P比啶-2-基）_5_氨基-IHP比 唑-4-甲腈與甲醛和甲酸在催化劑催化下反應，制備1_(3氯-吡唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四 氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基胺基）-IH吡唑-4-甲腈； 第七步：由1- (3氯-吡唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基胺 基)-1H吡唑-4-甲腈和對甲苯磺酸丙炔醇酯在堿性物質催化下反應，制備1- (3氯-吡唑 并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基-N炔丙基胺基）-IH吡唑-4-甲腈， 即雙唑草腈。
[0007] 在上述第一步反應中，所述甲酸酯為常壓沸點120°C以下的甲酸酯，選自甲酸甲 酯、甲酸乙酯、甲酸丙酯、甲酸異丙酯、甲酸丁酯、甲酸異丁酯中的任意一種；所述叔胺為常 壓沸點120°C以下的有機叔胺，選自N-甲基二乙胺、N-甲基二丙胺、N-甲基吡咯烷、N-乙基 吡咯烷、三乙胺、吡啶中的任意一種；丙二腈與甲酸酯的摩爾比為1 : 2~5,反應溫度30~ 70°C，反應時間5~15h。用過量的甲酸酯作為反應溶劑，反應完成后通過減壓濃縮的方法 獲得甲酰丙二腈，濃縮溫度70°C以下，產物不需精制直接使用。
[0008] 在上述第二步反應中，5-氯戊酰氯與三氯乙烯和無水三氯化鋁的摩爾比為1 : 1.05 : 1.05,反應溶劑為二氯甲烷、三氯甲烷、四氯化碳中的任意一種，溶劑用量是反應物 重量的2~5倍，反應溫度-5~15°C，反應時間5~10h。反應完成后，加水水解、分層，有 機相濃縮，濃縮溫度40°C以下，殘留物即為1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮，產物不需精制直 接使用。
[0009] 在上述第三步反應中，1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮與水合肼的摩爾比為1 : 4~6,水合肼的濃度80%以上，反應溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、 四氫呋喃中的任意一種，溶劑用量是反應物重量的2~5倍，反應溫度5~20°C，反應時間 2~6h。反應完成后，加水稀釋，加水量為溶劑重量的2~4倍，然后冷凍至-5~0°C結晶、 過濾，70°C以下真空干燥5h以上得到2- (4-氯丁基）_3_氯_4_餅基吡挫。
[0010] 在上述第四步反應中，所述堿性物質為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸 鈉、磷酸鉀中的任意一種；2- (4-氯丁基）-3-氯-4-肼基吡唑與堿性物質的摩爾比為1 : 1~1. 5,反應溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、四氫呋喃中的任意一 種，溶劑用量是反應物重量的2~5倍，反應溫度35~60°C，反應時間2~4h。反應完成后 先真空濃縮出一半溶劑，濃縮溫度60°C以下，然后加水稀釋，加水量為殘留溶劑重量的2~ 4倍，冷凍至-5~0°C結晶、過濾，70°C以下真空干燥5h以上得到2-肼基-3-氯-吡唑并 [1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶。
[0011] 在上述第五步反應中，2-肼基-3-氯-吡唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶與甲 酰丙二腈和醋酸的摩爾比為I: 1~1.1 : 0.1~0.2,反應溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙 醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、四氫呋喃中的任意一種，溶劑用量是反應物重量的5~10倍，反 應溫度25~60°C，反應時間5~10h。反應完成后先真空濃縮出一半溶劑，濃縮溫度60°C 以下，然后加水稀釋，加水量為殘留溶劑重量的2~4倍，冷凍至-5~0°C結晶、過濾，70°C 以下真空干燥5h以上得到1- (3氯-吡唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5-氨 基-IH吡唑-4-甲腈。
[0012] 在上述第六步反應中，1-(3氯-吡唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基)-5-氨 基-IHR比唑-4-甲腈與甲醛和甲酸摩爾比為I: 1~I.I:I. 1~1. 5,催化劑為1~5% 的鈀炭，其用量為1- (3氯-吡唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5-氨基-IH吡 唑-4-甲腈重量的0. 05%~0. 01%，反應溶劑為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁 醇、四氫呋喃中的任意一種，溶劑用量是反應物重量的5~10倍，反應溫度15~35°C，反應 時間15~20h。反應完成后先過濾出鈀炭，再真空濃縮出一半溶劑，濃縮溫度60°C以下，然 后加水稀釋，加水量為殘留溶劑重量的2~4倍，冷凍至-5~(TC結晶、過濾，70°C以下真空 干燥5h以上得到1- (3氯-吡唑并[1，5-a] -4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基胺 基）-IH吡唑-4-甲腈。
[0013] 在上述第七步反應中，所述堿性物質為碳酸鈉、碳酸鉀、磷酸鈉、磷酸鉀中的任意 一種；1- (3氯-吡唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基胺基）-IH吡 唑-4-甲腈與對甲苯磺酸丙炔醇酯和堿性物質的摩爾比為I: 1~1.2 : 1~2,反應溶劑 為甲醇、乙醇、丙醇、異丙醇、丁醇、異丁醇、叔丁醇、四氫呋喃中的任意一種，溶劑用量是反 應物重量的5~10倍，反應溫度10~30°C，反應時間10~15h。反應完成后先真空濃縮 出一半溶劑，濃縮溫度60°C以下，然后加水稀釋，加水量為殘留溶劑重量的2~4倍，冷凍 至-5~0°C結晶、過濾，再加入濕品重量5倍的丁酮和5倍的水，攪拌升溫至70°C，保溫1 h，再次冷凍至_5~0°C結晶、過濾，70°C以下真空干燥5h以上得到目標產物1- (3氯-吡 唑并[1，5-a]-4, 5, 6, 7-四氫吡啶-2-基）-5- (N-甲基-N炔丙基胺基）-IH吡唑-4-甲 腈，即雙唑草腈。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明工藝路線短，只需七步反應就可以合成出雙唑草腈，比現(xiàn)有的 合成方法減少了三步，大幅度地提高了收率，降低了生產成本。
【具體實施方式】
[0015] 為了更好地理解本發(fā)明，下面結合實施例進一步闡明本發(fā)明的內容，但本發(fā)明的 內容不僅僅局限于下面的實施例。
[0016] 實施例1 I. 1)甲酰丙二腈的制備例1 丙二腈0.Imol、甲酸甲酯0. 25mol、三乙胺0.Olmol混合，30~55°C反應5h，65°C減壓 脫出低沸物，得到甲酰丙二腈，收率95%左右。
[0017] 1. 2)甲酰丙二腈的制備例2 丙二腈0.Imol、甲酸丁酯0. 4mol、吡啶0.Olmor混合，60~70°C反應5h，70°C減壓脫出 低沸物，得到甲酰丙二腈，收率97%左右。
[0018] 實施例2 2. I) 1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮的制備例I 四氯化碳50ml和無水三氟化鋁0. 105mol混合冷卻到10°C，滴加5-氯戊酰氯0.lmol， 10~15°C下滴加三氯乙烯0. 105mol和20ml四氯化碳的混合液，繼續(xù)反應5h，流加到100g 碎冰中，靜止分層，有機層與100mL水一起15~25°C攪拌lh，靜止分層，有機層40°C以下減 壓濃縮，得到油狀產物1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮，收率95%左右。
[0019] 2. 2) 1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮的制備例2 二氯甲烷50ml和無水三氟化鋁0. 105mol混合冷卻到10°C，滴加5-氯戊酰氯0.lmol， 10~15°C下滴加三氯乙烯0. 105mol和20ml四氯化碳的混合液，繼續(xù)反應10h，流加到100g 碎冰中，靜止分層，有機層與100mL水一起15~25°C攪拌lh，靜止分層，有機層40°C以下減 壓濃縮，得到油狀產物1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮，收率95%左右。
[0020] 實施例3 3. 1) 2- (4-氯丁基）-3-氯-4-肼基吡唑的制備例1 將70ml四氫呋喃、1，1，2,7-四氯-1-庚烯-3-酮0.lmol、水合肼(濃度85%)0. 44mol混合，20°C反應5h，加入300ml水，然后冷凍至-5°C結晶、過濾，70°C以下真空干燥5h以上 得到2- (4-氯丁基）-3-氯-4-肼基吡唑，收率95%左右。
[0021] 3. 2) 2- (4-氯丁基）-3-氯-4-肼基吡唑的制備例2 將80ml乙醇、1，1，2, 7-四氯-1-庚烯-3-酮0.lmol、水合肼(濃度85%) 0. 5mol混合，KTC反應6h，加入320ml水，然后冷凍至(TC結晶、過濾，70°C以下真空干燥5h以上得到 2- (4-氯丁基）-3-氯-4-肼基吡唑，收率96%左右。
[0022] 實施例4 4. 1) 2-肼