一种嘧菌酯中间体的制备方法

技术领域

本发明涉及农药中间体的制备技术领域，更具体地，涉及一种嘧菌酯中间体的制备方法。

背景技术

嘧菌酯是从蘑菇中发现的一种丙烯酸酯类杀菌化合物，目前是世界上最大的农用杀菌剂产品，被广泛用作小麦、水稻、马铃薯、大豆、土豆等主要粮食作物以及蔬菜、果树的茎叶处理和种子处理，对白粉病、霜霉病、黑星病、炭疽病、锈病、网斑病、稻瘟病等真菌病害有显著效果。它不仅具有保护、治疗、铲除等多种活性，而且易降解、环境影响小。

嘧菌酯中间体(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-甲氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯C是生产嘧菌酯不可缺少的关键性物质，也是整个生产步骤中产率较低、条件较为苛刻的瓶颈。目前国内大部分企业是采用先正达公司的专利CN1062139A所描述的方法生产，即不加入任何催化剂的情况下，在化合物A和二氯嘧啶中低温下缓慢滴加甲醇钠/甲醇来实现开环、醚化反应得到B 和C的混合物，进一步在酸性条件下消除使混合物完全转化为C，路线如下式：

该方法存在的主要问题是：反应时间较长，需要反应22小时，持续低温造成能耗较大；收率仅能能达到60～70％，产生的杂质难以纯化影响产品纯度。

针对这些缺点，近年来的研究方向是加入催化剂提高反应速率并减少副反应。一种制备方法是使用CN102311392A所公开的催化剂DABCO以及CN104725321A公开的DABCO衍生物，实现由化合物A合成化合物B和C的混合物。

应用于本反应的其它催化剂还包括专利CN106810502A和CN107868054A所述的二乙烯基哌嗪、专利CN109721545A所述的三甲胺。加入这些催化剂虽然可以提高反应速率，但是催化剂与产物难以分离，提高了分离成本。而且，这些催化剂都仍然必须使用甲醇钠作碱。因为甲醇钠亲核性过强，使反应缺乏选择性，有相当部分A转化为B，需要增加消除反应进一步使混合物完全转化为C。

因此，在本领域中，迫切期望能够开发一种易于与产物分离的催化剂，并且能够避免使用强碱甲醇钠，降低甚至消除副产物B，从而低成本高效合成嘧菌酯关键中间体C。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术的至少一种不足，提供一种嘧菌酯中间体的制备方法，用于解决反应缺乏选择性、副产物B生成量多的问题。

本发明采取的技术方案是：

一种嘧菌酯中间体的制备方法，包括以下步骤：将甲氧亚甲基苯并呋喃酮和二氯嘧啶置于溶剂中，加入碱和催化剂进行开环反应，再次加碱，进行醚化反应，合成嘧菌酯中间体化合物(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-甲氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯C，反应式如下：

所述催化剂的结构式为下列结构式中的任一种：

首先，本方案与传统嘧菌酯中间体的制备过程不同，目前常用的制备过程为由甲氧亚甲基苯并呋喃酮以及二氯嘧啶在容器中搅拌均匀，先加入催化剂，在催化剂存在的条件下后又加入甲醇钠/甲醇溶液进行反应合成嘧菌酯中间体化合物。而本技术方案中，制备过程是先将甲氧亚甲基苯并呋喃酮和二氯嘧啶置于溶剂中，混合均匀，加入碱和催化剂进行开环反应，再次加碱，进行醚化反应，从而合成嘧菌酯中间体化合物(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-甲氧基)苯基]-3- 甲氧基丙烯酸甲酯C。

同时，本方案所选择的催化剂也与传统制备过程所采用的催化剂完全不同，本方案选用的催化剂结构式为下列结构式中的任一种：

本方案所用的催化剂能极大地活化内酯A甲氧亚甲基苯并呋喃酮，使反应选择性地发生在甲氧亚甲基苯并呋喃酮的开环上，抑制了迈克尔加成，减少了副产物B的生成，同时解决了DABCO、三甲胺等催化剂效率较低的问题。

进一步优选地，所述催化剂结构式优选为

本方案优选催化剂为N-羟基丁二酰亚胺(HOSu)或1-羟基苯并三氮唑(OHBT)，利用HOSu或OHBT来催化甲氧亚甲基和二氯嘧啶合成嘧菌酯中间体是关键。本方案选用的催化剂能极大地加速反应，并且能够提高对嘧菌酯中间体化合物C的选择性，减少副产物B的生成。并且催化剂HOSu和OHBT水溶性好，容易分离回收，反应完成后，仅需萃取操作即可实现与产物的分离，能显著降低生产成本和后处理成本。

优选地，所述甲氧亚甲基苯并呋喃酮与所述催化剂的摩尔比为1:0.01～0.05。

优选地，所述碱为碳酸钠或碳酸钾。本技术方案中，在催化剂催化下，可使用碳酸钠或碳酸钾代替甲醇钠作为缚酸剂，不仅降低了成本，还能够使得嘧菌酯中间体化合物C的反应选择性显著提高。同时，反应完成后，水洗即可除去催化剂，简化了后处理步骤。由于本发明降低了生产成本，因此综合经济性优势显著，适合工业化生产。

优选地，所述开环反应与醚化反应所加入的碱的摩尔比为2：1。

优选地，所述甲氧亚甲基苯并呋喃酮与所述碱的摩尔比为1:1.5。

优选地，所述开环反应在常压、20～30℃下反应4-5小时。

优选地，所述醚化反应在常压、40～50℃下反应2-3小时。

优选地，所述甲氧亚甲基苯并呋喃酮与所述二氯嘧啶的摩尔比为1:1.1～1.3。

优选地，所述溶剂为甲醇或二甲基甲酰胺(DMF)。

与现有技术相比，本发明开辟了一种新的制备嘧菌酯中间体(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-甲氧基) 苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯C的方法，本发明的有益效果为：

(1)本发明所用的催化剂能极大地活化内酯A甲氧亚甲基苯并呋喃酮，使反应选择性地发生在甲氧亚甲基苯并呋喃酮的开环上，抑制了迈克尔加成，减少了副产物B 的生成，同时解决了DABCO、三甲胺等催化剂效率较低的问题；

(2)本发明选用的催化剂HOSu和OHBT水溶性好，容易分离回收，反应完成后，仅需萃取操作即可实现与产物的分离，能显著降低生产成本和后处理成本；

(3)本发明可使用碳酸钠或碳酸钾代替甲醇钠作为缚酸剂，不仅降低了成本，还能够使得嘧菌酯中间体化合物C的反应选择性显著提高；

(4)本发明使用碳酸钠或碳酸钾作为缚酸剂，反应完成后，水洗即可除去催化剂，简化了后处理步骤；

(5)由于本发明降低了生产成本，因此综合经济性优势显著，适合工业化生产。

具体实施方式

一种嘧菌酯中间体的制备方法，包括以下步骤：将甲氧亚甲基苯并呋喃酮和二氯嘧啶置 于溶剂中，加入碱和催化剂进行开环反应，再次加碱，进行醚化反应，合成嘧菌酯中间体化 合物(E)-2-[2-(6-氯嘧啶-4-甲氧基)苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯C，反应式如下：

所述催化剂的结构式为下列结构式中的任一种：

本技术方案中，实验操作过程为：称取一定量的3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮和一定量的4,6- 二氯嘧啶，置于一定量的溶剂中，在冰浴下搅拌加入碱和催化剂。加完后，将反应液升温至 20～30℃，搅拌4～5小时；然后补加碱，升温至40～50℃后搅拌2～3小时。反应结束后，减压蒸出溶剂，加入水，二氯甲烷萃取，分离出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到化合物C。其中甲氧亚甲基苯并呋喃酮与催化剂的摩尔比为1:0.01～0.05。碱可选为碳酸钠或碳酸钾。开环反应与醚化反应所加入的碱的摩尔比为2：1。甲氧亚甲基苯并呋喃酮与所用碱的摩尔比为1:1.5。开环反应在常压、20～30℃下反应4-5小时。醚化反应在常压、 40～50℃下反应2-3小时。甲氧亚甲基苯并呋喃酮与二氯嘧啶的摩尔比为1:1.1～1.3。溶剂可选为甲醇或DMF。

最后通过核磁共振仪对化合物C进行测定，确认其结构。通过分离产物确定其收率。

实施例1

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOSu 0.57g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共26.5g，分离收率88％。测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

实施例2

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)、甲醇20.2 mL(0.5mol)于230mL的DMF中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOSu0.23g(0.002 mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇和DMF，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共24.1g，分离收率80％，测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

实施例3

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOSu0.12g(0.001mol)。加完后，将反应液升温至20℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共22.6g，分离收率75％。测得熔点：103-105℃。核磁共振氢谱：

实施例4

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钾13.8g(0.1mol)，HOSu0.57g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钾6.9g(0.05mol)，升温至50℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共25.2g，分离收率83％。测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

实施例5

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOBT 0.67g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共22.0g，分离收率73％。测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

实施例6

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，N-羟基邻苯二甲酰亚胺0.82g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共19.9g，分离收率66％。测得熔点：102-104℃。核磁共振氢谱：

实施例7

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶16.4g(0.11mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOSu0.57g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共24.1g，分离收率80％。测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

实施例8

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶19.4g(0.13mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)，HOSu0.57g(0.005mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共26.8g，分离收率89％。测得熔点：102-104℃。核磁共振氢谱：

对比例1

称取3-甲氧亚甲基苯并呋喃酮17.6g(0.1mol)、4,6-二氯嘧啶17.9g(0.12mol)于250mL 甲醇中，冰浴下搅拌加入碳酸钠10.6g(0.1mol)。加完后，将反应液升温至30℃，搅拌4小时；然后补加碳酸钠5.3g(0.05mol)，升温至40℃搅拌2小时。反应结束后，减压蒸出甲醇，加入水，二氯甲烷萃取，分出有机层经水洗、干燥、过滤、脱溶，在甲醇中重结晶得到黄色固体C共5.4g，分离收率18％。测得熔点：103-104℃。核磁共振氢谱：

从实施例1-8数据可以看出，本发明所使用的催化剂具有显著优点，能够缩短反应时间，提高嘧菌酯中间体C的产率，收率均在65％以上。从对比例1数据可以看出，仅使用实施例1 相同的反应条件，不添加本发明的催化剂，嘧菌酯中间体C的产率低，收率仅为18％。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。