论文部分内容阅读
唑草酮是一种高效、低毒、广谱的环境友好型农药，在广阔的除草剂市场中占有十分重要的地位。目前，唑草酮的合成路线主要有三种，即一种是通过重氮化和Meerwein芳基化反应一步合成，一种是通过碘代、Heck反应和取代消去反应3步合成，另一种是通过重氮芳基化和酯化反应两步合成。本文对现有路线进行了总结，对第一种合成唑草酮的工艺进行改进。同时，尝试设计一条新的合成唑草酮的并联路线。 第一，对现有路线的工艺改进，首先对1-(5-氨基-2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮(TZLO-A)的Meerwein芳基化反应机理进行了研究分析，认为丙烯酸乙酯、催化剂氯化亚铜等的用量以及盐酸与亚硝酸叔丁酯的滴加时间对反应影响较大，通过一系列实验优化，确定了最佳工艺条件为:n(TZLO-A)∶n(CuCl)∶n(CH2=CHCOOC2H5)∶n(t-BuONO)=1.0∶(0.60-0.70)∶13.7∶1.5,盐酸和亚硝酸叔丁酯的滴加时间分别为20 min和150 min，产品唑草酮的收率最高可达92.9％。合成的目标化合物结构经1H NMR、13C NMR、质谱等方法检测，确证了所得到的化合物的结构与预期一致。 同时，基于节能降耗的考虑，对该工艺后处理方式进行了革新，即将用酸、碱、饱和食盐水溶液洗涤、蒸馏等传统的后处理方式改为反应后先蒸馏回收溶剂乙腈和未反应的丙烯酸乙酯，并使催化剂析出，直接过滤并用石油醚洗涤回收氯化亚酮，再水洗蒸馏，实现了催化剂氯化亚铜、溶剂及丙烯酸乙酯等的回收套用，氯化亚酮回收率在98％左右，重复利用5次后活性稍降低。 第二，对于新的并联路线的设计，首先合成2-氯-3-(4-氟-2-氯-5-碘苯基)丙酸乙酯(Ⅲa)和3-甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮(Ⅱb)，再探索它们经过Ullmann偶联和亲电取代反应制得唑草酮。其中，中间体Ⅲa合成方法主要设计两种，一种是先重氮芳基化得到中间体2-氯-3-（4-氟-2-氯苯基）丙酸乙酯(Ⅱa)，收率为91.7％，再在三氟乙酸中与N-碘代丁二酰亚胺(NIS)进行亲电取代反应合成得到中间体Ⅲa，收率为91.2％;另一种是先进行碘代反应，收率为89.5％，再进行重氮芳基化反应得到Ⅲa，收率为91.0％。中间体Ⅱa和Ⅲa结构通过1H NMR、13C NMR和NOESY谱得到确证。 第三，先以氨基脲盐酸盐和原乙酸三甲酯为原料，甲醇为溶剂，在室温下，通过缩合反应合成得到中间体3-甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮(Ⅱb)，产率为85％，再进行化合物Ⅲa和Ⅱb的Ullmann偶联反应探索研究。首先通过碘代苯与Ⅱb的模型实验验证该合成思路可行的。但再将该反应方法尝试应用于中间体2-氯-3-[2-氯-5-(4，5-二氢-3-甲基-5-氧-1H-1，2，4-三唑-1-基)-4-氟苯基]丙酸乙酯(Ⅲb)的合成时，通过改变温度、碱及其用量、配体和溶剂等合成条件，均未能成功得到Ⅲb，而得到Ⅲb脱氯化氢的副产物3-[2-氯-5-(4，5-二氢-3-甲基-5-氧-1H-1，2，4-三唑-1-基)-4-氟苯基]丙烯酸乙酯，表明偶联确实能够发生，但该偶联条件使产物脱去氯化氢，条件有待进一步深入的研究。