一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法
阅读：204发布：2020-05-11
专利汇可以提供一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种制备伏虫隆中间体3,5‑二氯‑2,4‑二氟苯胺的方法：即将原料3,5‑二氯‑2,4‑二氟硝基苯（II）在脱卤 抑制剂 、催化剂存在下经氢气还原制备高含量的3,5‑二氯‑2,4‑二氟苯胺（I）。本发明的合成方法反应条件温和，容易控制，选择性高，三废少，产品纯度好，收率高，符合清洁工艺的发展要求，非常适合于工业化生产。，下面是一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法专利的具体信息内容。
1.一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于包括如下步骤：
3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯在脱卤抑制剂、加氢催化剂存在下0～100℃发生氢化还原反应，得还原产物，再过滤，水洗，提取浓缩即得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺；上述反应式如下：
所述脱卤抑制剂为磷酸；所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与脱卤抑制剂的摩尔比为1：
0.05～0.1；
所述催化剂为Pt/C；所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与催化剂的摩尔比为：0.0001-
0.01。
2.如权利要求1所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述磷酸的浓度为75～85％。
3.如权利要求1所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述氢化还原反应温度为20～100℃。
4.如权利要求1所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述氢化还原反应时间为0.5～24小时。
5.如权利要求1所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述氢化还原反应中反应溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇。
6.如权利要求5所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与反应溶剂的质量比为1：7～10。
7.如权利要求1所述的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，其特征在于，所述氢化还原反应压力为1.0～2.5Mpa。
一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法
技术领域
背景技术
[0002] 3,5-二氯-2,4-二氟苯胺是杀虫剂伏虫隆的关键中间体，伏虫隆是由德国Bayer公司所属的JelaiV Ferok公司发现，被日本三菱化成公司获得开发和独立经营生产、销售权的苯甲酰脲类杀虫剂，在1990年11月7日获得登记；
[0003] 该杀虫剂以30-150g(a.i.)/ha对粉虱科、双翅目、蛸翅目、膜翅目、鳞翅目和木虱科的幼虫有防效。用于甘蓝、柑橘、棉花、葡萄、仁果、马铃薯、核果、高粱、大豆、树木、烟草、蔬菜。它可抑制幼龄期昆虫的发育，阻碍脱皮。一种悬浮剂(150g/L)对许多寄生性昆虫，捕食性昆虫以及蜘蛛无作用。本品还可用于防治大多数幼龄期的飞蝗。
[0004] 伏虫隆对人畜毒性极低，原药对大小鼠急性经HLD均大于5000mg/Kg；对大鼠急性经皮LD50大于2000mg/Kg；对大鼠吸入La为5038mg/M；该药剂对兔眼和皮肤均有轻度刺激，两年喂养试验无作用剂量为：大鼠5.38mg/Kg/d，狗3.15mg/Kg/d。经慢性毒性、致癌性及致突变性试验表明，伏虫隆对人畜均十分安全，对鲤鱼和鳟鱼的LC50大于500mg/L。
[0005] 伏虫隆是一种新型苯甲酰脲类杀虫剂，苯甲酰脲类化合物作为昆虫最主要的几丁质合成抑制剂，以其独特的杀虫活性在作物保护方面取得优异的成效，尤其对有机磷、拟除虫菌酯、氨基甲酸酯3类杀虫剂已产生抗性的害虫防治效果更佳。
[0006] 研究伏虫隆的关键中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺、开发具有产品含量高、质量好、收率高和环境友好的催化加氢还原工艺，是目前备受瞩目的清洁生产技术。对进一步开发伏虫隆的制备方法有着积极的意义。
[0007] 对于3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的制备，文献报道的主要合成方法如下：
[0009] 专利EP052833公开了由3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯，在水/乙酸混合溶剂中95-100℃条件下铁粉还原，碱中和，水蒸气蒸馏，再用二氯甲烷提取，浓缩得到2,4-二氟-3,5-二氯苯胺；
[0010] 专利CN105801429A公开了以1,2,3-三氯苯为起始原料，制得3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯后，以铁粉/氯化铵还原得到3,5-二氯-2,4-二氟苯胺，合成方法如下：
[0011]
[0013] 陆阳等也是经3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯，采用铁粉在乙醇\水混合溶剂中，在醋酸、醋酸铵存在下还原3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯制得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺；
[0014] 刘长春等报道3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯亦是采用铁粉为还原剂在水中，氯化铵存在下还原得到式I化合物；
[0015] 酸性条件下的铁粉还原法，是目前国内外生产3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的主要方法；该法虽然具有生产容易控制、副反应少、选择性高和产品质量好的优点，但产物的分离大都采用有机溶剂萃取或水蒸气蒸馏的方式得到，水蒸气蒸馏分离会消耗大量能源，产生大量的废水，蒸馏过程中有大量焦油产生，产品损失较大，实际产率较低；有机溶剂萃取导致操作环境恶劣，需要活性炭脱色、重结晶，也会带来环境污染；总之，铁粉还原法对环境的污染严重，存在三废多，流程长，大量铁泥难以处理，三废处理费用极高，操作环境恶劣等缺点，不利于工业化生产。
[0016] 二.催化加氢工艺
[0017] 专利CN102617360A公开了以2,4-二氯-3-氟硝基苯蒸馏残渣为起始原料，先经氯化、氟化制得3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯，然后以5％的钯碳为催化剂，在甲醇中以甲酸铵为氢源，还原制得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺，收率95.4％；3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯在DMF中，分别以雷尼镍和5％的钯碳为催化剂，氢化还原制得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺，收率各为93％及95％，产物含量及脱卤副产物含量未报道；
[0018] 经实际实验，发现该法实际选择性较差，副反应多，有大量脱卤产物，产物颜色较差，纯度低，造成收率偏低，不利于工业化生产。
[0019] 专利CN1683318A公开了以2,4-二氟硝基苯为起始原料，先制得3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯，也是在溶剂DMF中，在雷尼镍或钯碳催化剂存在下加氢制得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺，收率各为90.6％及93.2％，产物含量及脱卤副产物含量未报道。合成路线如下：
[0020]
[0021] 上述氢化还原过程中同样会有大量脱卤副产物生成，造成设备腐蚀和产品纯度下降，收率偏低，产物颜色较差，不利于工业化生产。
[0022] 专利CN1310162A公开了以3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯，直接以Pd/C为催化剂，3MPa，60℃氢化还原制得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺，收率95.1％，产物含量及脱卤副产物含量亦未报道；根据该反应的原理，其还原过程中必然会有大量脱卤副产物产生，产物纯度大大降低，给产品分离带来不便，不利于工业化生产。
[0023] 催化加氢工艺，从三废方面讲，具有明显的优势；但催化加氢工艺的选择性较差，副反应多，容易发生脱卤，尤其是同一分子中含有多个硝基或分子中含有多个卤素的硝基化合物，如本发明所述化合物3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯便是如此；
[0024] 鉴于此，上述有关文献报道的3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯还原成3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，都一定程度上存在缺陷，虽然收率可以做到较高，但都未报道产物含量，实际产物纯度、颜色较差，尤其是脱卤副产物较多。
[0025] 本发明为了提高催化剂对反应的选择性，防止副产物的生成，通过研究，筛选3％的铂碳为加氢催化剂，同时加入了特定少量的助催化剂抑制脱卤副产物，大大提高了产物3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的纯度，无需纯化，便于工业化生产。
发明内容
[0026] 本发明目的主要是为了解决现有3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯还原合成3,5-二氯-2,4-二氟苯胺方法中存在的三废污染高、脱卤不易提纯、造成生产成本高、产品颜色差、无法大规模生产等技术问题，提供一种新的3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的合成方法。
[0027] 为了达到上述目的，本发明的技术方案是：
[0028] 一种制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法，包括如下步骤：
[0029] 3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯在脱卤抑制剂、加氢催化剂存在下0～100℃发生氢化还原反应，得还原产物，再过滤，水洗，提取浓缩即得3,5-二氯-2,4-二氟苯胺；上述反应式如下：
[0030]
[0031] 优选的，所述脱卤抑制剂为磷酸；进一步的，所述磷酸的浓度为0.1～85％；更进一步的，所述磷酸的浓度为75～85％。
[0032] 优选的，所述催化剂为Pt/C；进一步的，所述Pt/C的浓度为1～10％。
[0033] 优选的，所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与脱卤抑制剂的摩尔比为1：0.01～0.2；进一步的，所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与脱卤抑制剂的摩尔比为1：0.05～0.1。
[0034] 优选的，所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与催化剂的摩尔比为1：0.0001～0.01；进一步的，所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与催化剂的摩尔比为1：0.0005～0.001。
[0035] 优选的，所述氢化还原反应温度为20～100℃；进一步的，所述氢化还原反应温度为75～80℃。
[0036] 优选的，所述氢化还原反应时间为0.5～24小时；进一步的，所述氢化还原反应时间为4～6小时；
[0037] 优选的，所述氢化还原反应中反应溶剂为甲醇、乙醇或异丙醇；所述3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯与反应溶剂的质量比为1：7～10。
[0038] 优选的，所述氢化还原反应压力为1.0～2.5MPa，优选1.0～1.5MPa。
[0039] 采用本发明提供的制备伏虫隆中间体3,5-二氯-2,4-二氟苯胺的方法反应条件温和，容易控制，选择性高，三废少，产品纯度好，收率高，符合清洁工艺的发展要求，非常适合于工业化生产。
具体实施方式
[0040] 实施例1
[0041] 在装备通氢气口、冷却循环水、压力表以及电加热装置的500ml的不锈钢高压釜中，加入甲醇160g、化合物(II)3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯22.8g(0.1mol)，搅拌加入3％铂碳0.80g，85％磷酸0.85g(0.007mol)，再以20g甲醇冲洗管道，关釜；其中铂碳的摩尔量计算方式为0.80*(1-60％含水)*3％干基铂含量/195.078铂分子量＝0.0000492mol；
[0042] 先通入氢气至内压0.2～0.4MPa置换2～3次，后通氢气至内压1.0～1.5MPa，并控温75～80℃搅拌反应，期间要补加氢气至压力不再下降。HPLC监控原料(II)基本消失或含量低于0.5％；反应6h，反应液抽滤，滤渣以甲醇洗2次，每次10ml；固体铂碳回收套用；
[0043] 滤液减压回收甲醇至大量淡黄色固体析出尽干；搅拌滴入水50g，快速搅拌30分钟，缓慢冷却至0～5℃析晶1h，过滤，抽干，固体再以水挖洗至中性，再以水10g漂洗，50℃常压烘干得类白色至白色粉末状固体，重量：19.0g，含量97.2％；收率:96.0％。
[0044] 1HNMR(400MHz，CDCl3)δppm：6.70-6.75(m,1H),3.74(s,2H)。
[0045] 实施例2
[0046] 在装备通氢气口、冷却循环水、压力表以及电加热装置的500ml的不锈钢高压釜中，加入乙醇230g、化合物(II)3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯22.8g(0.1mol)，搅拌加入3％铂碳0.80g(0.0000492mol)，75％磷酸1.31g(0.01mol)，再以20g乙醇冲洗管道，关釜；
[0047] 先通入氢气至内压0.2～0.4MPa置换2～3次，后通氢气至内压1.5～2.0MPa，并控温75～80℃搅拌反应，期间要补加氢气至压力不再下降。HPLC监控原料(II)基本消失或含量低于0.5％；反应4h，反应液抽滤，滤渣以甲醇洗2次，每次10ml；固体铂碳回收套用；
[0048] 滤液减压回收乙醇至大量淡黄色固体析出尽干；搅拌滴入水50g，快速搅拌30分钟，缓慢冷却至0～5℃析晶1h，过滤,抽干，固体再以水挖洗至中性，再以水10g漂洗，50℃常压烘干得类白色至白色粉末状固体，重量：19.0g，含量96.9％；收率:95.9％。
[0049] 1HNMR(400MHz，CDCl3)δppm：6.70-6.75(m,1H),3.74(s,2H)。
[0050] 实施例3：
[0051] 在装备通氢气口、冷却循环水、压力表以及电加热装置的500ml的不锈钢高压釜中，加入甲醇160g、化合物(II)3,5-二氯-2,4-二氟硝基苯22.8g(0.1mol)，搅拌加入3％铂碳1.62g(0.001mol)，再以20g甲醇冲洗管道，关釜；
[0052] 先通入氢气至内压0.2-0.4MPa置换2-3次，后通氢气至内压1.0-1.5MPa，并控温75-80℃搅拌反应，期间要补加氢气至压力不再下降。HPLC监控原料(II)基本消失或含量低于0.5％；反应15h，反应液抽滤，滤渣以甲醇洗2次，每次10ml。固体铂碳回收套用；
[0053] 滤液减压回收甲醇至大量淡黄色固体析出尽干；搅拌滴入水50g，快速搅拌30分钟，缓慢冷却至0-5℃析晶1h，过滤,抽干，固体再以水挖洗至中性，再以水10g漂洗，50℃常压烘干得浅棕黄色粉末状固体，重量：18.0g，含量91.8％，收率:90.9％。
[0054] 在其他反应条件不变的情况下，对本发明的生产方法中的条件进行对比试验，得到的结果如下表所示：
[0055]
[0056] 由上表可知：本发明的技术方案中选用3％Pt/C作为主要加氢催化剂，当采用85％磷酸为脱卤抑制剂时得到的化合物I纯度、颜色较好；当采用其他脱卤抑制剂时导致产物I需要经过进一步的分离和提纯，操作繁琐，颜色差，含量下降，生产成本大大提高，不利于大规模的工业生产，收率也大大降低；当采用其他加氢催化剂进行还原时，由于脱卤产生其他副产物，产品的收率和纯度都会发生下滑，不利于产品的生成。
[0057] 以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
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