2,4-二氯的应用_凯茵工业添加剂
背景及概述[1][2]
2,4-二氯是新型杀虫、杀螨剂螺螨酯的关键中间体。螺螨酯系 公司开发的螺环季酮酸(具有环状酮一烯结构的氧代丁内酯)类杀虫、杀螨剂,它是“螨危”的有效成分,螺螨酯有着与现有杀螨剂完全不同的作用机制,它通过抑制螨害体内的脂肪合成破坏螨虫的能量代谢活动,终杀死螨害,故与现有杀螨剂不存在交互抗性问题。 杭州科学公司于2005 年将24%的螨危悬浮剂引入了中国市场,具有较好的商业前景。目前国内并没有关于2,4-二氯相关合成工艺的报道,因此探索一条经济合理的2,4-二氯的合成工艺路线对螺螨酯在国内工业化的生产具有重要意义。文献报道该化合物主要有如下合成路线:氯苄催化羰基化,以2,4-二氯氯苄为原料,在高温、高压条件下氯化钯催化羰基化一步合成2,4-二氯。此合成方法绿色环保,但是反应需在高温、高压条件下完成,对仪器设备要求高,操作难度大;利用价格昂贵的氯化钯作催化剂,回收难度大,难以实现工业化生产
应用[2-4]
2,4-二氯是新型杀虫、杀螨剂螺螨酯的关键中间体。螺螨酯(spirodiclofen)是 公司开发的全新结构的季酮螨酯类低毒杀螨剂,具有触杀和胃毒作用,但无内吸活性。杀螨谱广、持效期长、兼杀卵和幼螨。螺螨酯主要抑制螨的脂肪合成,阻断螨的能量代谢,对于螨的各个发育阶段都有效,特别是杀卵活性突出,与现有杀螨剂之间无交互抗性,适用于用来防治对现有杀螨剂产生抗性的有害螨类。有研究开发一种螺螨酯及其中间体的制备方法。以羟基环已基甲酸甲酯、2,4-二氯、在三氯氧磷或三氯化磷作用下,一步制得3-(2,4-二氯基)-2-氧代-1-氧杂螺[4,5]癸-3-烯-4-醇,后与2,2-二甲基丁酰氯反应得到螺螨酯。该工艺反应时间短,反应温度低,收率能提高10%以上(以2,4-二氯计)。该路线适于工业化。其合成路线如下:
此外,2,4-二氯还可用于制备一种黑枸杞培养基,包括大量元素组分、微量元素组分、铁盐组分、有机物组分、植物激素组分、肌醇、琼脂粉和蔗糖;所述大量元素组分包括:硝酸钾、硝酸铵、二水氯化钙、七水镁和磷酸二氢钾;所述微量元素组分包括:碘化钾、硼酸、锰、七水锌、钼酸钠、五水铜和氯化钴;所述铁盐组分包括:亚铁和乙二胺四二钠;所述有机物组分包括:烟酸、盐酸吡哆醇、盐酸硫胺素和甘氨酸;所述植物激素组分包括:2,4-二氯、α-萘和6-苄基氨基嘌呤;所述培养基用酸碱指示剂将pH调至5.8-6.0。所提供的黑枸杞培养基,配方组成合理,成分易得,能够让黑枸杞的茎、叶在无菌环境下分化,诱导出种苗,打破茎、叶在自然环境下繁殖率低的问题。
2,4-二氯还可用于制备一种四氟醚唑中间体。四氟醚唑属于第二代三唑类杀菌剂,分子结构中含氟,杀菌活性比是代的2~3倍,杀菌谱广、高效、持效期长达4~6周,具有保护和治疗作用,并有很好的内吸传导性能。适宜作物禾谷类作物如小麦、大麦、燕麦、黑麦等,果树如香蕉、葡萄、梨、苹果等,蔬菜如瓜类,甜菜,观赏植物等。可以防治白粉菌属、病锈菌属、喙孢属、核腔菌属和壳针孢属菌引起的病害如小麦白粉病、小麦散黑穗病、小麦颖祜病、高梁丝黑穗病和葡萄白粉病等。有研究开发一种四氟醚唑中间体的合成方法,以2,4-二氯为原料,包括以下步骤:以2,4-二氯为原料,包括以下步骤:(1)将原料加入到单口瓶中,再加入甲醇和浓进行回流反应,反应时间为0.5~1h,然后旋干、加入丙烯酸乙酯溶解、清洗、干燥、旋干得化合物1;(2)将化合物1、多聚甲醛、碳酸钾和二甲基亚砜混合后在65℃的条件下进行反应,反应时间1~1.5h,冷却,倒入水中,再经PE萃取、浓盐水洗、干燥、旋干得化合物2。本发明的合成方法,中间产物不需做任何处理即可制备下一步中间体,从而简化了工序,适应产业化生产。
制备 [1]
以2,4-二氯氯苄为原料,经氰化和碱性水解,中间产物不经分离纯化,直接用于合成2,4-二氯。此路线原料经济易得、操作简单、反应条件温和、适宜工业化生产。
具体步骤为:向带有温度计和机械搅拌的500 mL 三颈烧瓶中加入27.1 g (95%,0.58 mol)氰化钠和100 g 水,搅拌至溶解,再加入88.5 g(99%,0.5 mol)2,4-二氯苄氯,150 mL 1,2-和1.5 g 相转移催化剂正四丁基溴化铵,升温至45~55℃,保温反应10 h。待反应完毕,向反应体系中加入150 mL水,分液,水层用100 mL 1,2-萃取2次,合并油层,常压蒸出1,2-后,冷却至室温,加入150 mL 、56.5 g 氢氧化钠和36 g 水,加热到100~110℃,保温反应2 h。待反应完全后,将反应液冷却到60℃,搅拌加入100 mL水,125 mL(37%,0.49 mol) 浓盐酸,在5~10℃下继续搅拌2.5 h,抽滤,滤饼用200 mL 水分2 次洗涤。烘干,得白色至黄色粉末状固体,经250 mL甲醇重结晶后得87.8 g 白色晶体2,4-二氯,液谱分析含量为99.0%以上,2 步总收率为84.8%。m.p.128.4 ~129.1℃
主要参考资料
[1] 2,4-二氯合成工艺研究
[2] CN108840846.一种螺螨酯及其中间体的制备方法
[3] CN108338050.一种黑枸杞培养基及其制备方法
[4] CN102993013. 四氟醚唑中间体的合成方法