一种农药硅噻菌胺的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种农药硅噻菌胺的高效合成工艺。
【背景技术】
[0002] 小麦全蚀病（Gaeumammomycesgramini)是小麦的严重病害之一，娃噻菌胺 (Silthiopham)是美国孟山都公司于1999年正式上市的对小麦全蚀菌引起的小麦全蚀病 有特效的种子处理剂。但是目前已知的硅噻菌胺合成方法，都有反应步骤多并涉及多种剧 毒物及对环境污染严重的试剂的使用，成本高等缺点。因而迫切需要发展一种高效低成本 的硅噻菌胺合成方法。
[0003] 美国专利US5，486，621首次报道了硅噻菌胺N-烯丙基-4, 5-二甲基-2-(三 甲基硅基）噻吩-3-甲酰胺的全合成，他们采用2- 丁酮、氰基乙酸乙酯和硫磺一步反应得 到2-氨基噻吩，然后再经过若干步反应得到硅噻菌胺，该方法总收率比较低（约2%)，并 且还涉及高毒性试剂叔丁基亚硝酸（i-BuONO)及氯化亚砜的使用，对环境和健康造成了 极大的压力。后经过不断优化与改进（W0 9962915)，使用3-巯基-2-丁酮和三甲基硅 烷取代丙炔酰胺为原料一步(含简单的脱水步骤）得到最终的产品，收率较高，但是关键中 间体三甲基硅基炔酰胺难以高收率地合成制备。最近河南农大的程绎南等人报道了（CN 103044479A) -种新型的硅噻菌胺的合成方法，他们从丙炔酸甲酯和三甲基氯硅烷出发合 成得到了 3-(三甲基硅基）丙炔酸甲酯，再与3-巯基-2-丁酮进行环合脱水反应，最后与 烯丙基胺进行交换反应得到了终产物硅噻菌胺。这种方法相对于已报道工艺路线简单， 而且避免了高毒性试剂（i-Bu0N0)的使用，但是一些致命的缺陷仍然存在，比如最后一步 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲酸甲酯与烯丙基胺的交换反应收率极低，即使在 纯烯丙基胺为溶剂的回流条件下反应20小时收率也在10%以下，因此迫切需要发展一种绿 色高效的合成工艺。
【发明内容】
[0004] 为解决目前农药硅噻菌胺合成工艺中存在交换反应收率低的问题，本发明提供一 种农药硅噻菌胺的合成方法，该方法所使用的原料廉价易得，路线简洁，总收率较高，并且 避免使用叔丁基亚硝酸（（-BuONO)与氯化亚砜等对环境污染严重的试剂。
[0005] 本发明通过以下技术方案实现的：一种农药硅噻菌胺的合成方法为以下步骤： (1)在惰性气体保护下，以三甲基硅基乙炔为原料，在有机碱作用下与氯甲酸甲酯反应 得到三甲基硅基丙炔酸甲酯； 所述的有机碱选自烷基金属锂化物、胺基锂化物中一种，有机碱与三甲基硅基乙炔的 摩尔比为1.0~1. 5 :1。作为优选，烷基金属锂化物选自丁基锂、甲基锂、苯基锂、叔丁基锂、 二异丙基胺基锂中一种。更优选为丁基锂。
[0006] 氯甲酸酯类与三甲基硅基乙炔的摩尔比为I. 1~1. 5 :1。作为优选，氯甲酸酯类选 自氯甲酸甲酯，氯甲酸乙酯中一种。
[0007] 作为优选，三甲基硅基乙炔在-50 ~ -78°C下与有机碱在四氢呋喃（THF)中作用， 再升至室温与氯甲酸酯类反应，氯化铵淬灭后用乙醚萃取、干燥并柱层析纯化得到三甲基 硅基丙炔酸甲酯。
[0008] (2)三甲基硅基丙炔酸甲酯与3-巯基-2-丁酮在碱催化剂作用下反应得到 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯； 所述的碱催化剂选自碱金属的碳酸盐，碱金属的醇盐，有机胺类化合物中的一种或几 种，碱催化剂与三甲基硅基丙炔酸甲酯的摩尔为〇. 1~1. 5 :1。优选碱催化剂为甲醇钠，乙醇 钠、碳酸钠，碳酸钾中一种。
[0009] 作为优选，3-巯基-2-丁酮与三甲基硅基丙炔酸甲酯的摩尔比为1.0~5.0 :1。
[0010] 作为优选，将三甲基硅基丙炔酸甲酯与3-巯基-2-丁酮在惰性气体保护下，碱催 化剂作用下，在溶剂中回流反应5~24h，降至室温，水洗，干燥并经柱层析纯化得到4, 5-二 甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯。
[0011] (3) 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯在催化剂作用下与烯丙基 胺反应得到终产物农药硅噻菌胺。
[0012] 所述的催化剂选自1，5, 7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、四叔丁醇锆、钛酸四异 丙酯、三异丙醇铝、三溴化铟及氯化锌，催化剂与4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲 酸甲酯的摩尔比为〇. 1~1 :1，优选催化剂为1，5, 7-三氮杂二环[4. 4.0]癸-5-烯（TBD)。
[0013] 所述的4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯和烯丙基胺的摩尔比为 1 :1~10〇
[0014] 作为优选，在惰性气体保护下，将4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲 酯与烯丙基胺在催化剂作用下，在无溶剂或溶剂中加热回流反应12~72小时后降至室温， 减压蒸去溶剂和多余的烯丙基胺，残余物加入正己烷并加热回流后低温结晶得到农药硅噻 菌胺。优选反应时间为12~48h。
[0015] 上述步骤中所述的溶剂选自甲苯，卤代烃，芳香烃，醇类，极性非质子溶剂中一种 或几种，步骤（2)优选溶剂为二乙氧基甲烷，步骤（3)的优选溶剂为甲苯。
[0016] 上述室温为23°C±3 °C。惰性气体优选为氮气、氩气。
[0017] 本发明即从廉价的原料三甲基硅基乙炔出发，通过在/^uLi作用下与氯甲酸甲 酯反应转化为三甲基硅基丙炔酸甲酯，然后与3-巯基-2- 丁酮进行关环反应得到4, 5-二 甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯，最后在催化剂的活化下与烯丙基胺反应转化为 终产品农药硅噻菌胺。反应方程式如下所示：
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本方法所使用的原料廉价易得，路线简洁，收 率较高，并且避免使用叔丁基亚硝酸（（-BuONO)与氯化亚砜等对环境污染严重的试剂，适 合规模化生产。
【附图说明】
[0018] 图1为实施例1所得农药硅噻菌胺的1HNMR图谱； 图2为实施例1所得农药硅噻菌胺的13C NMR谱图。
【具体实施方式】
[0019] 下面通过实施例对本发明作进一步详细说明。
[0020] 实施例1 (1)三甲基硅基丙炔酸甲酯的制备： 氮气保护下，将三甲基硅基乙炔（5.6mL，40.0mmol)加入干燥的THF中，冷至-78°C， 向体系中缓慢加入正丁基锂（27. 6mL，44. 0mmol)，并在此温度下搅拌30分钟，然后升 至室温，并加入氯甲酸甲酯（3.4mL，44.0mmol)，接着搅拌反应2.5小时。将反应混合物 倒入氯化铵溶液以淬灭反应，并加入乙醚萃取，有机相用水和食盐水洗涤并用无水硫酸钠 干燥。真空除去溶剂，所得粗产物用柱层析纯化（5%EtOAc/PE)，得到黄色油状产物三甲基 硅基丙炔酸甲酯5. 9g(收率：95. 0%)。
[0021] (2) 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯的制备： 氮气保护下，将三甲基硅基丙炔酸甲酯（3g，19.2mmol)与3-巯基-2-丁酮（2.4g, 23. 0mol)加入干燥的甲苯中，然后加入甲醇钠（1.0g, 19. 2mmol)，反应体系加热回 流反应10小时，将反应体系降至室温，加入蒸馏水洗涤，并用乙酸乙酯萃取（2X20ml)， 有机相用无水硫酸钠干燥，真空除去溶剂，所得粗产物用柱层析纯化，得到黄色油状产物 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯4.Ig(收率：88. 3%)。
[0022] (3)终产物农药硅噻菌胺的制备： 氮气保护下，向反应瓶中加入4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲酸甲酯（1. 0g， 4.Immol)和烯丙基胺（I. 2g，20. 5mmol),再加入催化剂的1，5, 7-三氮杂二环[4. 4. 0] 癸-5-烯（TBD，0. 17g，1.2mmol),将反应混合物加热回流48h后降至室温，真空抽去多 余的烯丙基胺，残余物加入正己烷并加热回流2h，反应体系冷却，析出黄色固体，过滤后干 燥得到黄色粉末农药硅噻菌胺0.68g(收率：62. 3%)。
[0023]1H-NMR (CDCl3, 400MHz)，S=5.89-5.94(m，1H)，5.68(br，s，1H)，5. 27 (d, J= 16.8 Hz, 1H), 5.20 (d, J=10.0 Hz, 1H), 4.06 (t, J= 5.6 Hz, 2H), 2.34 (s，3H). 2.16 (s，3H)，0.31 (s，9H). 13C-NMR (CDCl3, 100MHz)，S =167.0，144.7， 138.5，134.6，133.0，132.3，116.4，41.6，12.5，11.9，-0.6。
[0024] 所得农药硅噻菌胺的1HNMR图谱如图I所示，13CNMR谱图如图2所示。
[0025] 实施例2 (1