乙嘧酚磺酸酯合成工艺的优化
2013-10-20李景侠
李景侠
(三门峡职业技术学院 生化工程系,河南 三门峡 472000)
引言
乙嘧酚磺酸酯为浅棕色蜡状固体,由5-正丁基-2-乙基胺基-6-甲基嘧啶-4-酚(简称乙嘧酚)和二甲胺基磺酰氯反应制备的,属嘧啶类内吸性杀菌剂。具有内吸传导性强,耐雨水冲刷,施药后持效期长,高效广谱,适宜果树、蔬菜、花卉及其他观赏植物白粉病的防治[1]。
由乙嘧酚与N,N-二甲基磺酰氯反应合成乙嘧酚磺酸酯是一个十分具有挑战性的反应,首先,乙嘧酚上有两个部位能与磺酰氯反应,即羟基和乙胺基,这是造成副产物的主要原因。第二,该反应是在碱催化高温下的反应,而这种反应条件也恰好是磺酰胺和磺酸酯水解的反应条件,工艺条件控制不好会造成副产物增多。
本文在文献[2-4]的基础上进行了工艺的优化,由乙嘧酚与N,N-二甲基磺酰氯反应,以碳酸钠为缚酸剂,甲苯为溶剂,通过回流分水合成得到乙嘧酚磺酸酯。与文献相比,减少了反应原料种类、降低了原料用量,缩短了反应时间,提高了产率,收率高达91%,纯度95.5%,为工业化生产奠定了基础。
1 实验部分
1.1 试剂及仪器
乙嘧酚(含量96.5%,济南睿兴医药科技),N,N-二甲基胺基磺酰氯(含量为99%),氢氧化钠,碳酸钠和甲苯均为分析纯。BrukerAV500型超导核磁共振仪(DMSO作溶剂,TMS作内标);60SXR型傅立叶红外光谱仪,1100 HPLC/MSD Agilent液质联用质谱仪,RE-52AA旋转蒸发仪。
1.2 合成方法
合成路线如下:
1.3 实验部分
在1000mL三口烧瓶中加入92.5g碳酸钠和190g乙嘧酚,650mL甲苯,搅拌15min,回流2h进行分水,冷却到80℃滴加150g氨基磺酰氯,滴加速度不可过快,要注意三口瓶内回流情况,回流变大减慢滴加速度。滴毕升温至约112℃,继续回流分水10h后,液相色谱检测原料<2%。冷却至50-60℃,转移至2000mL分液漏斗,加入600mL水洗涤有机相至中性pH=7(约需3次)。有机相减压整除溶剂后得浅棕色油状物,减压20-30℃烘干得乙嘧酚磺酸酯固体283.6g,外观为浅黄色蜡状固体。外标含量95.5%,收率91%。
1.4 结构鉴定
IR(KBr压片,cm-1):3418,2959,2927,2873,2857,1615,1574,1534,1461,1449,1372,1354,1292,1196,1165。
'H-NMR (500MHz,DMSO,δppm):0.9 (3H,t,-CH2CH2CH2CH3),1.13(3H,t,-NHCH2CH3),1.2~1.5(4H,m,-CH2CH2CH2CH3),2.3(3H,s,Ar-CH3,2.42(2H,t,--CH2CH2CH2CH3),2.97(6H,s,-N(CH3)2),3.24(2H,m.-NHCH2CH3),7.16(1H,br,s,-NHCH2CH3)。
MS:316(M)(如图 1)。
图1 乙嘧酚磺酸酯质谱图
2 结果与讨论
2.1 NaOH做缚酸剂
NaOH碱性较强,易购,价格低廉,也是此类反应较常用的碱。投料与碳酸钠等摩尔量时,反应12h后发现原料仍有7.58%,反应时间稍微加长就会出现杂质峰,并且杂质峰随时间延长不断增大,体系颜色变红,应该是发生副反应所致(如图2)。可能是在强碱中乙嘧酚磺酸酯发生水解,从而生成杂质所致。
图2 NaOH做缚酸剂时产物液相色谱图
2.2 Na2CO3做缚酸剂
Na2CO3的碱性弱,反应温和,易于控制。没有明显的杂质峰,得到的乙嘧酚磺酸酯纯度及外观都好于文献[4]水平。
2.3 有机碱做缚酸剂
分别加入等摩尔量的三乙胺、乙二胺两种有机碱代替碳酸钠做反应的缚酸剂,结果发现产物几乎为零。可见,碱的作用不止是缚酸剂,而是金属离子置换掉乙嘧酚上的酚羟基上的氢离子,生成氧负离子与二甲胺基磺酰氯反应从而生成产物。
3 结论
本文以乙嘧酚和二甲胺基磺酰氯为起始原料反应合成乙嘧酚磺酸酯,比较了NaOH与Na2CO3做缚酸剂对反应的影响。发现NaOH作为缚酸剂时产物杂质较高,含量为90%,收率偏低为80%。Na2CO3做缚酸剂产物收率91%,含量95.5%。文献[4]收率为85.2%,含量为95.4%,操作较繁琐,加的辅料较多。通过工艺的优化大大节约了成本,使反应条件易于控制,便于工业化生产。
[1]刘长令.世界农药大全(杀菌剂卷)[M].北京:化学工业出版社,2006:284-285.
[2]Guenther W D.V erfahren zur herste llung von organ ischen am-idoderivaten der schwefe lsaeur.DE,1493486[P].1969-11-13.
[3]Fincke De Ing H,BohrDiplDr Ing H,Staeger Dipl Ing S.Pyrimidinderivate.D E,2008876[P].1970-09-17.
[4]丁秀丽.5-正丁基-2-乙基胺基-6-甲基嘧啶-4-基二甲基胺基磺酸酯的合成方法[P].CN101307024A,2008-11-9.