本发明属于化学合成技术领域，特别涉及一种新的螺螨双酯衍生物的制备方法。
背景技术：
螺螨双酯(spirobudiclofen)化学名称为3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-基碳酸丁酯，分子式为c20h22c12o5，化学结构式如下所示：
螺螨双酯主要通过触杀和胃毒作用防治卵、若螨和雌成螨，其作用机理为抑制害螨体内脂肪合成，阻断能量代谢。其杀卵效果突出，并对不同发育阶段的害螨均有较好防效，可在柑橘的各个生长期使用。纯品为白色粉末状固体；无刺激性异味；熔点：90.2～92.6℃；沸点：251℃；分配系数：正辛醇/水logpow＝4.9(ph7，20℃)。
中国专利申请cn102060818a报道了螺螨双酯的合成方法，由3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇，在二氯乙烷溶剂中，以三乙胺为缚酸剂，与氯甲酸正丁酯合成螺螨双酯，反应后碱洗、水洗分层，控制温度减压脱溶，加溶剂重结晶得到螺螨双酯产品，收率80％，化学反应式如下：
另一份中国专利申请cn101255147a也公开了螺螨酯衍生物的合成，3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇，在非质子性有机溶剂中，三级胺类化合物为缚酸剂，与菊酰氯合成螺螨酯衍生物，反应后酸洗、碱洗、水洗分层，脱溶，加溶剂重结晶得到螺螨酯衍生物，收率90.1-95.5％。
另一份中国专利申请cn104292197a中，螺螨酯以3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇和2,2-二甲基丁酰氯为原料、以三乙胺为缚酸剂，在非质子型有机溶剂中反应制备而得，反应结束后，将反应液ph调至10-11，分层得到水相和有机相，水相作为下次合成中的碱液使用；有机相先用水洗涤，再用无水硫酸钠干燥，加热常压蒸馏，脱溶回收三乙胺和非质子型有机溶剂，得到固体产物。脱去的溶剂套用至下一批合成，固体产物重结晶得到螺螨酯。该发明将三乙胺和二氯甲烷进行回收直接套用至下一批合成。
这些现有的螺螨双酯或螺螨酯及其衍生物的合成工艺中，专利申请cn102060818a和cn101255147a均使用三乙胺为缚酸剂，且未对三乙胺回收套用。这种工艺增加了三废处理的难度，生产成本较高，同时也不利于环境保护。中国专利申请cn104292197a使用三乙胺为缚酸剂，二氯甲烷为溶剂，反应后加碱液调节ph至分层，分出的有机层加无水硫酸钠干燥后，加热蒸馏回收三乙胺和二氯甲烷套用至下一批次，固体加95％乙醇直接结晶得到螺螨酯。然而，该过程产生大量的无水硫酸钠固废，同样增加了处理成本；此外，脱溶步骤中残留的三乙胺与95％乙醇混合结晶，由于三乙胺过多残留尽管不会影响产品含量合格但会导致产品ph值不合格，因此每次结晶需用新鲜乙醇。但是含有大量乙醇、部分三乙胺、部分螺螨酯产品的结晶母液无法套用，大大增加了生产成本；此外二氯甲烷沸点39.8℃，存在易挥发的缺点，不可避免的会有尾气进入三废处理系统，经焚烧炉焚烧产生致癌物二噁英，对车间工人以及周边环境产生不利的影响。
技术实现要素：
本发明的目的是提供一种更简单的螺螨双酯衍生物的合成方法，期望不以三乙胺作为缚酸剂以避免需要对三乙胺进行回收处理，同时在产品的结晶过程中避免使用如无水硫酸钠、乙醇等，以期减少对合成工艺的三废处理。
尽管缚酸剂的选择可能是多样的，然而，由于酰氯容易与水反应发生水解，为了避免发生水解，因此现有技术记载制备方法均在无水的有机溶剂中进行反应。为了配合这些无水有机溶剂导致缚酸剂的选择被局限，无法使用如无机碱这类更环保的缚酸剂。
然而，本发明期望以3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇和酰氯为原料，在含有水的亲水性非质子性有机溶剂中以无机碱为缚酸剂，通过选择适当的条件使得当反应体系中存在一定量水时反应仍可正常进行。反应结束后能够直接加水过滤出产品，剩余母液蒸出的溶剂可直接回收套用，而蒸出溶剂后的废水能够进入废水处理系统，在处理后也套用回工艺中。本发明期望该方法在高效高收率合成螺螨双酯衍生物的前提下能够避免三级胺的使用与回收，使废水与废气中无氨氮以及氮氧化物排放。
由于本发明的制备方法中不使用二氯甲烷这类溶剂，因此避免卤代物排放，焚烧不产生致癌物二噁英，对环境友好。这些环境友好的溶剂有助于克服反应溶剂或缚酸剂与结晶溶剂难以分离的问题。
基于上述思路，本发明提供一种螺螨双酯衍生物的制备方法，所述制备方法是以3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇和酰氯为原料，以无机碱为缚酸剂在亲水性非质子性有机溶剂中反应，反应结束后加水结晶，过滤所得固相产物即为螺螨双酯衍生物，其化学式为
其中r为
本发明的化学反应式如下：
在本发明中，无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钠或氢氧化钾中的一种或几种无机碱的混合物。
根据一种优选的实施方式，所述亲水性非质子性有机溶剂是醚类非质子性有机溶剂，特别选自乙二醇二甲醚、乙二醇单甲醚、乙二醇单丁醚、乙二醇己醚、丙酮、1,4-二氧六环、四氢呋喃或2-甲基四氢呋喃。
在本发明中，非质子性有机溶剂的亲水性是非常关键的，它们能够与水互溶，确保反应中可以使用无机碱作为缚酸剂。尽管一些现有技术中也提到可以采用一些如甲基叔丁基醚的醚类作为非质子性有机溶剂，然而甲基叔丁基醚是非亲水性溶剂，导致无法使用无机碱而只能选择传统的三乙胺等作为缚酸剂。
其中，根据一种特别优选的实施方式，选用乙二醇二甲醚作为溶剂。
在本发明中，优选地，3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇、酰氯与无机碱的摩尔比为1:1-1.2:1-1.5。其中，当无机碱是两种或以上无机碱的混合物时，3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇与无机碱的摩尔量总和的比为1:1-1.5。
由于反应体系中选择了亲水性的非质子性有机溶剂，因此反应体系中存在一定量的水有利于无机碱的溶解。然而，为了避免酰氯水解，反应条件的控制尤为重要。本发明的发明人经过反复验证，在反应体系的总含水量为以总质量计的5-35％时，控制反应温度为0～30℃的条件下确认反应可正常进行。
特别地，本发明的制备方法是在反应釜中投入亲水性非质子性有机溶剂和无机碱作为缚酸剂并控制反应体系中的总含水量为以反应体系总质量计5-35％，混合后投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇，然后滴加酰氯进行反应，通过控制酰氯的滴加速度将反应温度控制在适当范围，反应结束后向反应釜内加入水，搅拌后析出固体，离心过滤得到产物。
其中，反应体系中的水来源于后续阶段产生的物料(例如母液中的溶剂)经回收套用后带入到反应体系中的水，或为了确保无机碱能够溶解而额外添加到体系中的水。总含水量的控制对于确保反应有效进行非常重要，含水量低于5％将导致无机碱不溶解或无法完全溶解，反应不完全；高于35％时将导致酰氯水解。
在本发明中，反应体系中的水分含量通过卡尔费休水份测定仪测定。
此外，当r为
进一步优选地，当r为
当r为
进一步优选地，当r为
与现有技术相比，本发明采用具有亲水性的醚类有机溶剂配合无机碱作为缚酸剂，为了确保反应能够有效进行、避免原料水解，本发明的制备方法对反应温度进行选择并通过限制反应体系中的含水量以确保反应能够顺利进行。通过这样的改进使得本发明的制备方法避免使用三乙胺，因此无需对三乙胺进行回收处理，从而简化生产过程，生产成本大幅降低。而合成过程中产生的废水与废气中不含氨氮以及氮氧化物排放，对环境友好。
另一方面，以非质子型有机溶剂特别是具有亲水性的醚类作为溶剂，一方面能够与环境友好的无机碱缚酸剂配合，另一方面避免了使用易挥发的二氯甲烷或二氯乙烷，溶剂损耗低，且尾气中没有卤代物，焚烧不产生致癌物二噁英，对环境更友好。
此外，通过选择适当的反应条件，配合亲水性醚类溶剂和无机碱缚酸剂，本发明的反应能够在具有一定含水量的体系中进行的，因此，反应完毕后，回收所得的溶剂中含有的水不会对反应产生影响，因此这些含水有机溶剂可以回用到工艺中，只要控制反应体系中的总含水量在特定范围即可。与之相比，传统的合成工艺受限于酰氯易水解的特性而采用无水体系进行反应，需要除去回收的溶剂中的水分才能将溶剂进行回收再用。可见本发明的制备方法避免了有机溶剂与水的分离，有效简化了工艺。得益于这种溶剂回用，因此系统中的废液经废水系统处理后也可直接套用回本反应(例如用于调节体系中的总含水量)，达到化工园区废水减排要求。
本发明设备投资少，生产成本低，生产周期短，经验证收率达到97％，明显优于现有的工艺技术。
具体实施方式
以下实施例用于非限制性地解释本发明的技术方案。
实施例1
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1600kg乙二醇二甲醚和180kg水，开启搅拌，向釜内投入168kg碳酸钠，降温至25-30℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在25℃左右滴加氯甲酸正丁酯206kg，滴加时控制釜内温度25-30℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测，液相色谱分析显示原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1200kg水，搅拌1小时。离心过滤，得产品579kg。
所得产品经过核磁氢谱确认，结果为1hnmr(400mhz,cdcl3):δ＝7.39-7.42(s,1h),7.33-7.38(s,1h),7.27-7.32(s,1h),4.09-4.11(s,2h),1.77-1.89(m,9h),1.56-1.60(m,2h),1.30-1.35(m,3h),0.90-0.93(s,3h)。esi-ms:435(m+na)。
上述结果确认所得产品为螺螨双酯，含量98.1％，收率97.5％。
过滤所得母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集乙二醇二甲醚，可回收套用。
常压蒸馏完毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理(此时废水中含有乙二醇二甲醚、水、氯化钠和杂质等)，处理后的废水回收套用。
实施例2
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1600kg四氢呋喃和165kg水，开启搅拌，向釜内投入220kg碳酸钾，降温至20-25℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在25℃左右滴加氯甲酸正丁酯210kg，滴加时控制釜内温度25-30℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测分析，当原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1300kg水，加毕搅拌1小时。离心过滤，得到产品582kg。
经与实施例1相同的方法得到类似结果，确认所得产品为螺螨双酯，含量98.6％，收率98.0％。
所得母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集四氢呋喃回收套用。常压蒸毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理，处理后的废水回收套用。
实施例3
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1600kg1,4-二氧六环和280kg水，开启搅拌，向釜内投入138kg碳酸氢钠，降温至20-25℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在25℃左右滴加氯甲酸正丁酯208kg，滴加时控制釜内温度25-30℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测分析，当原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1600kg水，加毕搅拌1小时。离心过滤，得产品580kg。
经与实施例1相同的方法得到类似结果，确认所得产品为螺螨双酯，含量98.5％，收率97.7％。过滤母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集1,4-二氧六环回收套用。常压蒸毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理，处理后的废水回收套用。
实施例4
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1600kg四氢呋喃和200kg水，开启搅拌，向釜内投入52kg氢氧化钠，28kg碳酸钠，降温至10-15℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在10℃左右滴加2,2-二甲基丁酰氯207kg，滴加时控制釜内温度10-20℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测分析，当原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1500kg水，加毕搅拌1小时。离心过滤，得产品578kg。
所得产物经核磁氢谱验证，结果为：1hnmr(400mhz,cdcl3):δ＝7.31-7.43(m,3h),1.84-1.78(m,10h),1.51-1.56(q,2h),1.18(s,6h),0.74-0.78(t,3h)。esi-ms:411.4(m+1)。
确认所得产品为螺螨酯，含量98.5％，收率97.8％。过滤母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集四氢呋喃回收套用。常压蒸毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理，处理后的废水回收套用。
实施例5
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1600kg乙二醇二甲醚和185kg水，开启搅拌，向釜内投入46kg氢氧化钠，48kg碳酸钾，降温至10-15℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在10℃左右滴加2,2-二甲基丁酰氯207kg，滴加时控制釜内温度10-20℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测分析，当原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1350kg水，加毕搅拌1小时。离心过滤，得到产品576kg，
经与实施例4相同的方法得到类似结果，确认所得产品为螺螨酯，含量98.2％，收率97.5％。过滤母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集乙二醇二甲醚回收套用。常压蒸毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理，处理后的废水回收套用。
实施例6
当r为
在5000l搪瓷釜中加入1200kg丙酮和160kg水，开启搅拌，向釜内投入225kg碳酸钾，降温至10-15℃，向釜内投入3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]-癸-3-烯-4-醇450kg，在10℃左右滴加2,2-二甲基丁酰氯210kg，滴加时控制釜内温度10-20℃，滴加时间控制在2小时，滴毕保温反应1小时，取样检测分析，当原料环化物小于0.3％，反应结束。
反应完成后，向釜内加入1500kg水，加毕搅拌1小时。离心过滤，确认得到螺螨酯产品573kg，含量98.3％，收率97.0％。过滤母液进入过滤母液处理釜，常压蒸馏收集丙酮回收套用。常压蒸毕，釜内残留废水进入废水处理系统处理，处理后的废水回收套用。