本发明专利技术公开了一种2,2‑二甲基‑5‑(4‑氯苄基)环戊酮的制备方法，该方法以对氯苯甲醛和2,2‑二甲基‑4‑环戊烯‑1‑酮即式I化合物为初始原料，经过羟醛缩合、氢化、羟基脱除以及进一步氢化反应，制得式V化合物，即叶菌唑的中间体2,2‑二甲基‑5‑(4‑氯苄基)环戊酮，与现有技术相比较，本发明专利技术方法避免了使用高危化合物氢化钠，避免了高毒性甲基化等操作，反应缓和，容易控制，目标产物2,2‑二甲基‑5‑(4‑氯苄基)环戊酮纯度大于95％，总收率可达65％以上，符合绿色化工的要求，适于工业化生产。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于农药中间体的制备领域，尤其涉及一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法。
技术介绍
叶菌唑是广谱的、用于植物病原真菌的内吸性杀菌剂，其对非靶标生物低毒且极少残留，故可安全应于小麦、大麦、黑麦等农作物，主要用于防治谷类作物的叶锈病、条锈病、白粉病、颖枯病、壳针孢等，对壳针孢属、叶锈病及颖枯病活性优异，兼具优良保护及治疗作用，同时还有实现作物的增产的效果。2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮是合成叶菌唑的关键中间体，目前市场上具有很大的需求空间。现有技术中，日本吴羽化学株式会社的美国专利US7166750以及在中国专利CN1454200A公开了一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，该方法以己二酸二甲酯为初始原料，再经过一系列反应制得叶菌唑的中间体，制备路线如下所示：此方法中甲基化分两次进行，均使用剧毒化合物溴甲烷，且第二次甲基化需用钠氢进行反应，操作危险性高。中国专利CN103664561A公开了一种叶菌唑及其中间体的制备方法，该方法以2-甲氧基羰基环戊酮为初始原料，再经多步反应制得叶菌唑的中 间体，即2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮，制备路线如下：此方法中使用HBr水溶液，毒性高、后处理易污染环境，同时采用高压反应进行氢化，增大了操作难度且不易实现工业化。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于提供一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，以克服现有技术中2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备过程中使用高危化合物氢化钠、高毒性甲基化步骤、操作难度大、后处理易污染环境的不足。本专利技术的技术构思是这样的：本专利技术采用2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮为初始原料，此原料可以通过2,2-二甲基-4-戊烯酰氯在催化剂存在的条件下进行分子内Friedel–Crafts酰化反应合成制得，然后经过缩合、氢化、脱水以及进一步氢化反应，制得目标产物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮，不需进行甲基化步骤，反应过程中避免使用有毒有害试剂溴甲烷、氢溴酸以及高危化合物氢化钠，提高工艺安全性，操作简便，后处理简单，对环境友好。为了达到上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，包括如下步骤：1)式I化合物2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮与对氯苯甲醛在缩合试剂的存在下，进行羟醛缩合反应生成式II化合物；2)步骤1)得到的式II化合物与甲酸铵或氢气在氢化催化剂的作用下反应生成式III化合物；3)步骤2)得到的式III化合物在催化剂作用下，进行脱羟基反应，得到式IV化合物；4)步骤3)得到的式IV化合物与氢气在氢化催化剂的作用下，发生 加成反应，得到式V化合物，即目标产物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮；反应式如下：进一步，步骤1)中，所述的缩合试剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)，其中，对氯苯甲醛、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和式I化合物的投料摩尔比为1：0.3～0.6：1.02～1.10。又进一步，步骤1)中所述羟醛缩合反应的溶剂为醇类溶剂，温度为20～30℃，反应2～4小时。进一步，所述步骤2)中式II化合物与甲酸铵的摩尔比为1:3～8。优选地，所述步骤2)的反应温度为40～80℃，反应时间为3～8小时，溶剂为甲醇、异丙醇和乙酸乙酯中的至少一种，氢化催化剂为5～10％的钯碳，式II化合物与钯碳的质量比为1:0.10～0.20。优选地，所述步骤3)进行脱羟基时，催化剂为乙酰氯，溶剂为醇类有机溶剂，反应温度为20～30℃，反应时间为3～5小时，所述步骤3)乙酰氯与式II化合物的摩尔比为1:2～3.2。进一步，所述步骤4)中溶剂为甲醇、异丙醇和乙酸乙酯中的至少一种，氢化催化剂为5～10％的钯碳，反应温度为20～30℃，反应时间为8～12小时，化合物IV与钯碳的质量比为1:0.10～0.20。本专利技术以2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮为起始原料，经过羟醛缩合反应，得到的缩合产物与甲酸铵或氢气进行催化加氢，得到化合物III，再经过脱羟基反应，得到化合物IV，化合物IV中的双键在氢气的催化加氢条件下，发生加成反应，得到2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮。本专利技术以2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮为起始原料，2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮分子中带了两个甲基，从而不需要再进行两步甲基化反应，避免了使用剧毒化合物溴甲烷以及遇水易燃的高危化合物氢化钠，并且，本专利技术反 应条件温和，操作简单，易于工业化。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：1)本专利技术以2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮和对氯苯甲醛为起始原料，不需进行甲基化步骤，反应过程中避免使用有毒有害试剂溴甲烷、氢溴酸以及高危化合物氢化钠，提高工艺安全性，操作简便，后处理简单，对环境友好。2)本专利技术避免了高毒性的甲基化等操作，反应缓和易控制，目标产物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的纯度大于95％，反应路线总收率可达65％以上，没有含溴废水，大大降低处理难度，符合绿色化工的要求，适于工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术做进一步的说明，但所述实施例并不限制本专利技术的保护范围。实施例1一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，具体实施如下：1)式II化合物的制备在1L的四口烧瓶中加入对氯苯甲醛(70.3g，500mmol，99.0％)以及式I化合物2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮(60.2g，537mmol)，然后加入500mL甲醇，搅拌，加入DBU(40mL，268mmol)，室温反应3小时，TLC显示原料基本转化完全，加入5％盐酸酸化至pH值为3，浓缩后冷却结晶，抽滤，得到的固体用50mL冷甲醇漂洗，烘干，得淡黄色固体式II化合物(93.5g，374mmol)，其纯度为96％，收率为88.1％(以对氯苯甲醛计算)。2)式III化合物的制备在1L的四口烧瓶中加入式II化合物(31.5g，126mmol)，然后加入异丙醇(600mL)，搅拌，依次加入5％的钯碳(6.3g)、甲酸铵(37.8g，600mmol)，加热至80℃反应3小时，TLC检测反应基本完全后冷却至室温，滤去钯碳，浓缩，得黄色粘稠液体，即式III化合物粗品。3)式IV化合物的制备由步骤2)得到的式III化合物粗品以300mL乙醇溶解后转入500mL的四口烧瓶中，搅拌，然后加入乙酰氯(3.2mL，41mmol)，室温反应5小时，TLC显示原料基本转化完全，浓缩后冷却结晶，抽滤，得到的固体用50mL冷乙醇漂洗，烘干，得淡黄色固体式IV化合物(25.2g，107mmol)，其纯度为95％，收率为86.8％(以化合物III计算)。4)目标化合物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备在1L的四口烧瓶中加入式IV化合物(18.2g，78mmol)，然后加入500mL异丙醇，搅拌，加入10％的钯碳(3.2g)，通入氢气常温常压反应10小时，TLC检测反应基本完全后滤去钯碳，浓缩除去溶剂后减压蒸馏，收集100～150Pa下110～130℃馏分，得无色透明液体，即目标化合物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮(15.9g，67mmol)，其纯度本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种2,2‑二甲基‑5‑(4‑氯苄基)环戊酮的制备方法，包括如下步骤：1)式I化合物2,2‑二甲基‑4‑环戊烯‑1‑酮与对氯苯甲醛在缩合试剂的存在下，进行羟醛缩合反应生成式II化合物；2)步骤1)得到的式II化合物与甲酸铵或氢气在氢化催化剂的作用下反应生成式III化合物；3)步骤2)得到的式III化合物在催化剂作用下，进行脱羟基反应，得到式IV化合物；4)步骤3)得到的式IV化合物与氢气在氢化催化剂的作用下，发生加成反应，得到式V化合物，即目标产物2,2‑二甲基‑5‑(4‑氯苄基)环戊酮；反应式如下：
【技术特征摘要】
1.一种2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，包括如下步骤：1)式I化合物2,2-二甲基-4-环戊烯-1-酮与对氯苯甲醛在缩合试剂的存在下，进行羟醛缩合反应生成式II化合物；2)步骤1)得到的式II化合物与甲酸铵或氢气在氢化催化剂的作用下反应生成式III化合物；3)步骤2)得到的式III化合物在催化剂作用下，进行脱羟基反应，得到式IV化合物；4)步骤3)得到的式IV化合物与氢气在氢化催化剂的作用下，发生加成反应，得到式V化合物，即目标产物2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮；反应式如下：2.根据权利要求1所述2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述缩合试剂为1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯，其中，对氯苯甲醛、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯和式I化合物的投料摩尔比为1：0.3～0.6：1.02～1.10。3.根据权利要求1所述2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述羟醛缩合反应的溶剂为醇类溶剂，温度为20～30℃，反应2～4小时。4.根据权利要求1所述的2,2-二甲基-5-(4-氯苄基)环戊酮的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述式II化合物与甲酸铵的摩尔比为1:3～8。5....
【专利技术属性】
技术研发人员：李海涛，周琴，张传好，李芳，詹家荣，
申请(专利权)人：上海试四赫维化工有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31
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