环唑醇卡宾反应条件优化

树浩

摘 要 1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇是合成环唑醇的有机中间体。本文通过对温度、溶剂、催化剂等条件筛选，选择了最优条件：反应温度为90℃、催化劑为十二烷基苯磺酸、二溴甲烷和锌粉为2.5eq、氯化亚铜为0.1eq，保温时间1h，气相定性1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇含量为94%。

关键词 1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇 环唑醇 条件筛选

中图分类号：TQ45 文献标识码：A 文章编号：1007-0745（2021）12-0027-03

1 前言

环唑醇（Cyproconazole，CCZ）是瑞士山道士公司（Sandoz AG）开发的三唑类杀菌剂，是麦角甾醇脱甲基化抑制剂，具有预防和治疗的作用，对禾谷类作物、咖啡、甜菜、果树和葡萄上的白粉菌属、锈菌目、孢霉菌属、喙孢属、壳针孢属、黑星菌属病菌均有效，可防治谷类和咖啡锈病，谷类、果树和葡萄白粉病，花生、甜菜叶斑病，苹果黑星病和花生白腐病，还可以与其它杀菌剂混用。环唑醇 1989 年在法国首先作为麦类叶面喷施的杀菌剂推出，后来作为种子处理剂，广泛用于西欧、美国的冬麦和棉花的种子处理。[1-2]

卡宾（carbene）反应，又称碳宾、碳烯。通常由含有容易离去基团的分子消去一个中性分子而形成。一般以R2C：表示，与碳自由基一样，指碳原子上只有两个价键连有基团，还剩两个未成键电子的高活性中间体，属于不带电荷的中性活泼中间体。卡宾是H2C：和它的取代衍生物的通称。卡宾的寿命远低于1秒，只能在低温下捕集，在晶格中加以分离和观察。它的存在已被大量实验所证明。卡宾在有机合成中有广泛的应用，主要用于增长碳链，制取小环烷烃，制取多环。

环丙唑醇的重要中间体环酮—1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙酮是由1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇氧化得来的，而化合物1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇是由1-（4-氯苯基）-2-甲基丁-3-烯-1-醇和二溴甲烷反应得来。所以本文重点研究了1-（4-氯苯基）-2-甲基丁-3-烯-1-醇和二溴甲烷的反应。通过条件筛选，选择最优合成条件，气相收率可达94%。[3]

2 实验部分

2.1 仪器与试剂

仪器：气象色谱仪（日本岛津公司）;DF-101S恒温加热磁力搅拌器（河南予华仪器公司）;S212机械搅拌器（河南予华仪器公司）;搅拌棒，四口烧瓶，温度计，恒压滴液漏斗，回流管，瓶塞，烧杯等。

试剂：1-（4-氯苯基）-2-甲基丁-3-烯-1-醇（自主合成），锌粉（工业级，98%，800目），氯化亚铜（试剂级，98%），乙二醇二甲醚（工业级，99%），二溴甲烷（试剂级，98%），十二烷基苯磺酸（工业级，98%），盐酸36%（试剂级），碳酸氢钠（试剂级，99%），甲苯（试剂级，99%），醋酸（试剂级，99%），红铝（试剂级，99%），乙酰氯（试剂级，99%），对甲苯磺酸（试剂级，99%）。[4-5]

2.2 实验步骤

（如图1）在1L四口瓶中加入60g甲苯、96g锌粉、2.5g氯化亚铜和100g乙二醇二甲醚，升温回流15min，滴加4g SDBA与80g乙二醇二甲醚混合溶液回流15min，之后再加入1-（4-氯苯基）-2-甲基丁-3-烯-1-醇92g回流，45分钟左右加入160g二溴甲烷，之后加入2g氯化亚铜，在回流下保温10～20分钟。[6]

保温结束后，降温到0℃加入15%盐酸水溶液400g，再加水此时PH在2左右，搅拌30min，保持PH不变，过滤，滤饼重2g左右;分层，水层保留待用，物料层加入水200g，在加入乙二醇二甲醚200g，搅拌分层，在用3%碳酸氢钠调PH至5左右，分层后，物料层加入水150ml，搅拌分层30分钟，去水层。第一次水层，用50ml 每次的甲苯提取两次，分层，加入乙二醇二甲醚50g再按上面步骤水洗，合并有机层;常压蒸馏至90℃，降温后，减压至-0.095Mpa蒸馏，当温度至85℃时，得到1-（4-氯苯基）-2-环丙基丙-1-醇。[7]

2.3 实验结果与讨论

2.3.1 温度对反应的影响（保温时间与温度对反应含量的关系）

通过控制其他反应条件都相同的的前提下，改变反应温度，获得了一系列实验数据（图2），最终通过不同温度下收率分析，60℃保温时，原料基本不反应，没有产物生成。而且同一温度下，保温时间越长，收率越低。可能随着时间延长，其他未知副反应较多，所得产物颜色比较深，收率明显下降。通过数据比较，最佳反应温度为90℃，保温1小时以内反应最好，气相含量达到92%。而继续将温度升高至110℃，随着保温时间的推移，气相含量从87%逐渐下降，3小时候气相含量降至73%，通过对比得出结论反应温度90℃，保温1小时最佳。[8]

2.3.2 催化剂对反应影响

在90℃下，更换反应中的催化剂，获得了一系列实验数据（见图3）。

目前已尝试的催化剂有醋酸、红铝、乙酰氯、对甲苯磺酸、十二烷基苯磺酸。通过图中数据对比，不加催化剂时，反应气相收率为88%。而加了催化剂醋酸、红铝、乙酰氯、对甲苯磺酸时，收率反而降低。只有添加十二烷基苯磺酸的反应收率较高，气相收率达到了92%。所以我们选择的最佳催化剂是十二烷基苯磺酸。

2.3.3 二溴甲烷与锌粉同比例变化对含量影响

通过对比实验数据可以发现，当二溴甲烷、锌粉为1eq时，气相收率最低只有56%，而且原料还有40%未反应，随着将而溴甲烷与锌粉的用量逐渐提高，气相收率明显升高，未反应原料也显著降低，当二溴甲烷、锌粉为2.5eq时，气相收率为91%，原料只剩0.5%未反应。二溴甲烷、锌粉投料量再提升3eq时，收率变化不明显。所以最经济的用量为二溴甲烷、锌粉的最佳当量为2.5（见表1）。[9]

2.3.4 氯化亚铜的量与反应影响

氯化亚铜作为路易斯酸，不同用量的反应有极大的影响，故需要进行大量的实验，摸索出最佳用量。在确定的反应温度下、催化剂种类、二溴甲烷与锌粉用量下，选取了一部分数据列于表2。

结合实验证实，氯化亚铜不是越多越有利于反应进行。当氯化亚铜为0.5eq时，气相收率只有74%，原料有12%未反应;当氯化亚铜为0.05eq时，气相收率89%，原料有2%未反应，而氯化亚铜0.1eq时，气相收率最好，收率可达92%，原料完全反应。所以，氯化亚铜最佳投料量为0.1eq。[10]

3 结论

综合考虑，我们筛选的最优条件：反应温度为90℃、催化剂为十二烷基苯磺酸、二溴甲烷和锌粉为2.5eq、氯化亚铜为0.1eq。此时，反应气相收率最高，可以达到88～ 92%之间。

参考文献：

[1] 化工部农药信息总站.国外农药品种手册（新版合订本）[M].沈阳：化工部农药信息总站，1996.

[2] 游华南.杀菌剂环唑醇的合成研究[J].现代农药，2004， 03（04）：10-12.

[3] 张宇.杀菌剂环唑醇的开发与工艺研究[D].哈尔滨：黑龙江大学，2008.

[4] 童云，武梅.环丙唑醇中间体1-（4-氯苯基）-2-环丙基-1-酮的合成[J].精细化工中间体，2010，40（05）：27-28.

[5] 沈荷美，陈土明.快速溶剂萃取-气相色谱-质谱法同时测定土壤中环丙唑醇、烯唑醇和戊唑醇[J].化学分析计量，2021，30（05）：61-64.

[6] 谢瑾卉，裴雪，林英，臧超群，刘晓舟，梁春浩.12种殺菌剂对花生褐斑病菌的室内毒力测定[J].辽宁农业科学，2021 （04）：69-71.

[7] 赵刘清.三唑类手性杀菌剂氟环唑和戊唑醇对蔬菜代谢组和脂质组的立体选择性影响[D].北京：中国农业科学院，2021.

[8] 姜莉莉，付丽，薛雯，曲健禄，武海斌，范昆.9种三唑类杀菌剂对苹果轮纹病菌的毒力及田间防效[J].植物保护， 2021，47（02）：243-248.

[9] 白剑宇，罗达，吴正保，史彦江，宋锋惠.3种杀菌剂对榛子苗期根腐病防效的比较[J].东北林业大学学报，2020，48 （07）：133-135.

[10] 胡金娟，康婷，庄庆芳，赵杰，赵宝明.15种杀菌剂对桃树枝枯病病菌的毒力测定[J].上海农业科技，2018（04）：118-119.