专利名称：一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种除草剂的合成方法，具体涉及2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺除草剂的合成方法。
背景技术：
在现有的除草剂种类中，酰胺类除草剂的销售量占据第二位，是一种常用的除草剂。酰胺类除草剂包括苯氧丙酰胺类、N-烃基酰胺类、N-苯基酰胺类、磺酰胺类、氯乙酰胺类等，到目前为止开发出53种产品。目前芳酰胺类和氯乙酰胺类除草剂应用较为普遍，使用量较大。但该类除草剂一般每公顷用量较大，为2～10kg，不利于环境安全性及作物安全性。近年来随着除草剂的开发向着安全、高效方面的发展，其特点是化合物中普遍含有杂环以及含氟原子，并开发出了安全高效的氧乙酰胺类除草剂，每公顷用量不超过1.0kg。杂环类氧乙酰胺类除草剂的结构通式为ROCH(R1)CON(R2)(R3)，其中R为各种杂环化合物、R1为氢或甲基、R2为氢、甲基、乙基或异丙基等、R3为各种取代苯环。这类除草剂的研发工作主要集中于杂环部分，这些杂环包括苯并噻唑、噻二唑，吡啶、吡嗪、三嗪、苯并异噁唑、吡唑等。已开发出的产品合成工艺复杂，收率低，生产成本较高，不利于大规模工业生产及产品的推广与应用。针对目前酰胺类除草剂开发现状，结合现有的氧乙酰胺类除草剂特点，在氧乙酰胺的杂环部分以及取代的苯环进行改进，研制一种新型的氧乙酰胺类除草剂，2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺除草剂，该除草剂对禾本科杂草有较高的除草活性，而且高效，低毒。专利CN1411719A对该化合物除草活性进行了详细叙述，并提供了其简单的合成方法，但其合成方法不适合批量工业化生产。
发明内容
为解决现有的2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺除草剂的合成方法不适合批量工业化生产的问题，本发明提供一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法。本发明的方法分四步，其反应方程式如下 上述第一步为对氟硝基苯N-异丙基化采用对氟硝基苯、丙酮为原料，以氯代烃、丙酮、甲苯、苯或烷烃等作溶剂，采甩高效催化剂，在高压釜中进行催化氢化，压力2～10Mpa，反应温度40～145℃，反应时间在4～48小时；第二步为氯乙酰化反应采用的酰化试剂为氯乙酰氯或氯乙酸与三氯氧磷、三氯化磷或五氯化磷，在30～150℃下与对氟异丙基苯胺反应，对氟异丙基苯胺和酰化剂的摩尔比为1∶(1～3.0)，反应时间为2～12小时；第三步为酯化反应，将氯乙酰化产品与无水醋酸钠作用，加入相转移催化剂，在苯、甲苯、二甲苯、氯苯、环己烷或卤代烃等溶剂中回流反应2～12小时；第四步为缩合反应，向酯化产物与氯代苯并噻唑中添加催化剂，在氢氧化钠溶液中缩合，反应温度30～100℃，反应时间1～8小时。在上述第一步骤中，原料转化率达到100％，纯度高于90％，收率大于85％，脱卤率小于0.5％；第二步骤中，产品收率高于98％，纯度大于96％；第三步骤中，产品收率大于96％，纯度高于99％；第四步骤中，产品收率大于91％，纯度高于97％。本发明整个工艺操作简单，工艺稳定，反应易于控制，收率高，纯度高，生产成本低，有利于大批量生产。本发明的工艺采用经毒化处理的金属催化剂使得催化氢化过程中脱卤率小于0.5％，且催化剂使用30次以上未见催化能力降低。酰化、酯化过程中的产品不经分离可以直接应用于下步反应，最后缩合工艺反应易于控制，产品收率和纯度均较高。在第一步所用的高效催化剂为钯碳、铂碳或者兰尼镍、铑或铱金属催化剂。在第一步所用的催化剂是经毒化处理的高效催化剂，其制备方法是将铂碳、钯碳或者兰尼镍、铑或铱金属催化剂加入到浓度为0.1～1％硫酸水溶液中，在室温下分别用氮气和氢气各置换三次，然后加压吸氢至不再吸收氢气为止，向该上述溶液中通入硫化氢气体10～30分钟或加入浓度为0.1～5％硫化钠水溶液搅拌反应1～3小时，加入的硫化钠水溶液体积的毫升数为金属催化剂重量克数的5～20倍，然后过滤洗涤至中性即可。第三步所用的相转移催化剂为氯化苄基三乙胺、四丁基溴化胺或PEG-400。第四步所用的催化剂为氯化苄基三乙胺、四丁基溴化胺或PEG-400。本发明的整个合成工艺原料便宜易得，操作简单，反应条件容易控制，产品易于分离纯化，各步骤产品收率高，纯度好，生产成本低，适宜工业化生产。该除草剂每公顷用量为200～400g。
具体实施例方式
一2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺除草剂的合成步骤是1、N-异丙基对氟苯胺(I)的合成向高压釜中加入催化剂钯碳、铂碳或兰尼镍、铑、铱等金属催化剂，再加氯代烃、二氯甲烷、氯仿、丙酮、甲苯、苯或烷烃等溶剂和对氟硝基苯。对氟硝基苯与丙酮质量摩尔比为1∶(1～5)，催化剂用量约为原料质量的2～10％，温度40～145℃，在压力2～10Mpa下催化氢化，反应时间在4～48小时，待吸氢停止后，经GC分析反应结束后，降温放料，产品经减压蒸馏。原料转化率达到100％，纯度高于92％，收率大于85％，脱卤率小于0.5％。
2、N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-氯乙酰胺(II)的合成在搅拌下向N-异丙基对氟苯胺(I)和氯乙酸的混合物中滴加三氯氧磷，N-异丙基对氟苯胺(I)∶氯乙酸∶三氯氧磷(摩尔比)＝1∶(1.0～2.5)∶(0.5～1.5)。保持一定的滴加速度使反应温度维持在20～70℃，保持在50～130℃之间反应2～6小时，然后加入适量热水搅拌10～30分钟，冷却，静止分层，有机相水洗至中性。有机相减压蒸馏脱水，所得产品为浅棕色油状液体，上述产品不经分离可以直接用于下步反应。产品经GC分析纯度高于96％，收率大于98％。
3、N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-乙酰氧基乙酰胺(III)的合成N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-氯乙酰胺(II)溶于2～5倍体积的氯苯、苯、甲苯、二甲苯、氯代烃或环己烷等溶剂中，然后加入无水醋酸钠和相转移催化剂，如氯化苄基三乙胺，四丁基溴化胺，PEG-400等，N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-氯乙酰胺(II)∶无水醋酸钠(mol)＝1∶(1～2.0)，催化剂用量为原料重量的2～10％，加热回流2～8小时，冷却过滤，滤液蒸除溶剂，得黄色固体，上述产品不经分离可以直接用于下步反应。产品经GC分析纯度高于99％，收率大于96％。
4、2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺(IV)的合成30～100℃向30～70％氢氧化钠溶液中加入相转移催化剂，如氯化苄基三乙胺，四丁基溴化胺，PEG-400等，催化剂用量为酯化产品重量的2～10％，然后滴加2-氯苯并噻唑和N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-乙酰氧基乙酰胺(III)的混合液，2-氯苯并噻唑∶N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-乙酰氧基乙酰胺(III)(摩尔比)＝1∶(1～2)。搅拌反应1～5小时，然后加入适量甲醇、乙醇、异丙醇或异丁醇等有机溶剂搅拌数分钟，冷却加水分散，用稀盐酸调节至中性。过滤水洗，干燥，得白色固体产品。经HPLC分析纯度高于97％，产品收率大于91％。
具体实施例方式
二2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺除草剂的合成步骤是1、N-异丙基对氟苯胺(I)的合成在高压釜中加入对氟硝基苯600g，丙酮2400ml，催化剂铂碳15g。加料后，用氮气置换3次，然后用氢气置换3次。加压至2Mpa，加热搅拌，至温度升至80℃。加压至5Mpa，控制反应温度80～90℃，反应4小时，至不再吸收氢气为止，经GC分析原料转化率为100％时，冷却至室温，放料。经GC分析产品纯度92％，产品收率85％。
2、N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2氯乙酰胺(II)的合成向装有搅拌器、温度计及回流冷凝管的3L四口瓶中，加入对氟苯胺578.1g，加入氯乙酸410.7g，搅拌下滴加三氯氧磷267g，控制滴加速度使反应温度维持在40℃以下，滴加完毕，在60～80℃保温反应4小时。降温至40℃加入热水1200ml，搅拌30分钟，然后静止分层，有机相水洗至中性，得到浅棕色油状液体产品，减压脱水，得产品812.6g，收率97％，纯度95％。
3、N-(4-氟苯基)-N-异丙基-2-乙酰氧基乙酰胺(III)的合成将上述酰化产品816.2g溶于1800ml甲苯中，加入装有搅拌器、温度计的3L四口瓶中，然后加入无水醋酸钠210g，催化剂四丁基溴化铵8g，回流反应3小时，冷却后旋转蒸发除去甲苯，得棕黄色晶体产品775g，纯度96％，收率93％。
4、2-(1，3-苯并噻唑-2-氧基)-N-(4-氟苯基)-N-(1-甲基乙基)乙酰胺(IV)的合成向装有搅拌器、温度计的1000L四口瓶中，加入氢氧化钠98.8g，水98.8g，搅拌溶解后，加入催化剂四丁基溴化铵3.8g，加入氯代苯并噻唑76.6g和上述酯化产品120g的混合液，反应生成大量黄色固体，保温50～55℃保温反应1小时，加入甲醇100ml，搅拌10分钟后降至室温，加入200ml水，用稀盐酸酸化至中性。过滤得到浅黄色固体颗粒，用乙醇重结晶，得到白色晶体产品142g，收率91.6％，纯度97.7％。
权利要求
1.一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，其特征在于它的反应方程式如下 上述第一步为对氟硝基苯N-异丙基化采用对氟硝基苯、丙酮为原料，以氯代烃、丙酮、甲苯、苯或烷烃作溶剂，采用高效催化剂，在高压釜中进行催化氢化，压力2～10Mpa，反应温度40～145℃，反应时间在4～48小时；第二步为氯乙酰化反应采用的酰化试剂为氯乙酰氯或氯乙酸与三氯氧磷、三氯化磷或五氯化磷，在30～150℃下与对氟异丙基苯胺反应，对氟异丙基苯胺和酰化剂的摩尔比为1∶(1～3.0)，反应时间为2～12小时；第三步为酯化反应，将氯乙酰化产品与无水醋酸钠作用，加入相转移催化剂，在苯、甲苯、二甲苯、氯苯、环己烷或卤代烃等溶剂中回流反应2～12小时；第四步为缩合反应，向酯化产物与氯代苯并噻唑中添加催化剂，在氢氧化钠溶液中缩合，反应温度30～100℃，反应时间1～8小时。
2.根据权利要求1所述的一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，其特征在于在第一步所用的高效催化剂为钯碳、铂碳或者兰尼镍、铑或铱金属催化剂。
3.根据权利要求1所述的一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，其特征在于第三步所用的相转移催化剂为氯化苄基三乙胺、四丁基溴化胺或PEG-400。
4.根据权利要求1所述的一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，其特征在于第四步所用的催化剂为氯化苄基三乙胺、四丁基溴化胺或PEG-400。
5.根据权利要求1所述的一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，其特征在于在第一步所用的催化剂是经毒化处理的高效催化剂，其制备方法是将铂碳、钯碳或者兰尼镍、铑或铱金属催化剂加入到浓度为0.1～1％硫酸水溶液中，在室温下分别用氮气和氢气各置换三次，然后加压吸氢至不再吸收氢气为止，向该上述溶液中通入硫化氢气体10～30分钟或加入浓度为0.1～5％硫化钠水溶液搅拌反应1～3小时，加入的硫化钠水溶液体积的毫升数为金属催化剂重量克数的5～20倍，然后过滤洗涤至中性即可。
全文摘要
一种新型氧乙酰胺除草剂的合成方法，它涉及一种除草剂的合成方法。它是按如下步骤进行的第一步为对氟硝基苯N－异丙基化在高压釜中进行催化氢化，压力2～10Mpa，反应温度40～145℃，反应时间在4～48小时；第二步为氯乙酰化反应在30～150℃下与对氟异丙基苯胺反应，对氟异丙基苯胺和酰化剂的摩尔比为1∶(1～3.0)，反应时间为2～12小时；第三步为酯化反应，在苯、甲苯、二甲苯、氯苯、环己烷或卤代烃等溶剂中回流反应2～12小时；第四步为缩合反应，在氢氧化钠溶液中缩合，反应温度30～100℃，反应时间1～8小时。本发明解决了现有的2－(1，3－苯并噻唑－2－氧基)－N－(4－氟苯基)－N－(1－甲基乙基)乙酰胺除草剂的合成方法不适合批量工业化生产的问题。
文档编号C07D277/68GK1475485SQ0313250
公开日2004年2月18日 申请日期2003年7月16日 优先权日2003年7月16日
发明者高金胜, 张宗俭, 杨春河, 孙志忠, 初文毅, 侯艳君, 徐苗苗 申请人:黑龙江大学, 沈阳化工研究院