制备噻虫嗪的方法技术

本文提供了噻虫嗪的制备方法：该方法包括将3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺：与2-氯-5-氯甲基噻唑：在包含二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系、相转移催化剂和碱的存在下进行反应。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及一种制备具有以下结构的3-(2-氯-1,3-噻唑-5-基甲基)-5-甲基-1,3,5-噁二嗪-4-基叉(硝基)胺(噻虫嗪(thiamethoxam))的方法：Solovay在1978年报道了具有杀虫活性的硝基亚甲基杂环化合物(“噻虫嗪合成方法的研究”，Tao,Xian-jian；Huang,Chao-qun；Luo,Liang-ming，湖南化学工业研究所，中国长沙，现代农药(2006)，5(1)，第11-13页)。近年来，很多研究者通过研究官能团变化来关注硝基亚甲基杂环化合物的衍生物。在1980年代中期，拜尔公司(Bayer)成功地开发了商业规模的第一种新烟碱类杀虫剂，(E)-1-(6-氯-3-吡啶基甲基)-N-硝基亚咪唑烷-2-基胺(吡虫啉(imidacloprid))。由于其新的作用模式、选择性、效率和广谱环境相容性的优良特征，吡虫啉在本领域引起了巨大关注，使得人们对新烟碱类似物及其合成进行广泛的研究。迄今为止，该研究和开发的结果使得超过12种产品被商业化，其中噻虫嗪是最为突出的。P.Maienfisch的“噻虫嗪和相关化合物的合成和性质(Synthesis and Properties of Thiamethoxam and Related Compounds)”，Z.Naturforsch.61b,(2006)，第353-359页描述了噻虫嗪开发和商业化。噻虫嗪是由硫杂烟碱亚类开发的第一个商业化的新烟碱类杀虫剂，在1985年开始的对新烟碱类物质进行研究的过程中被发现。对吡虫啉的硝基亚氨基-杂环进行新的变化而发现4-硝基亚氨基-1,3,5-噁二嗪具有高杀虫活性。在这些化合物中，确定噻虫嗪是最佳化合物并选择噻虫嗪进行世界范围内的研究。噻虫嗪通过与烟碱乙酰胆碱受体结合进行作用。它表现出杰出的系统性特征，并对大范围的商业上非常重要的害虫，例如，蚜虫、叶蝉、粉虱、牧草虫、稻飞虱、科罗拉多土豆甲虫、跳甲和切根虫以及一些鳞翅类物种提供良好的控制。此外，证明噻虫嗪具有对一些病毒转移具有强的预防效果。噻虫嗪被开发为同时用于叶/土壤应用，以及在全世界的大部分农作物中用作种子处理。低使用率、灵活的应用方法、良好的效率、长效残余活性和有利的安全分布使得噻虫嗪特别适合很多作物系统的现代化集成害虫控制项目。合成噻虫嗪有多种不同的路径。最直截了当和普遍的方法是根据以下反应顺序由3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺和2-氯-5-氯甲基噻唑制备噻虫嗪：但是，关键的中间体2-氯-5-氯甲基噻唑极不稳定，容易分解。因此，其稳定性对于噻虫嗪的最终产率来说非常重要。2-氯-5-氯甲基噻唑还是一种强刺激物，其对噻虫嗪的不完全转化是非常不希望的。WO 01/00623涉及一种制备硝基胍-和硝基烯胺衍生物的方法。公开了该方法适于形成噻虫嗪，其中起始材料是3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺和2-氯-5-氯甲基噻唑，如上所述。该方法包括将起始材料与相转移催化剂和碱反应。WO 01/00623列出了一长串用于该方法的可能的溶剂，例如碳酸酯、特别是碳酸二甲酯、二甲基甲酰胺、乙腈、二甲基亚砜、丙酮、甲基乙基酮、乙酸乙酯。WO 01/00623特别示出在季铵盐、碳酸钾以及作为溶剂的碳酸二甲酯的存在下通过上述方法形成噻虫嗪。报道的噻虫嗪的最终产率仅为74％。该产率不适于以商业规模大量生产噻虫嗪。如上所述，P.Maienfisch，“噻虫嗪及其相关化合物的合成和性质”(Synthesis and Properties of Thiamethoxam and Related Compounds)，Z.Naturforsch.61b,(2006)，第353-359页，公开了由3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺和2-氯-5-氯甲基噻唑制备噻虫嗪。该反应在碳酸钾以及作为溶剂的二甲基甲酰胺(DMF)的存在下进行。所述噻虫嗪的产率为71％。同样，如此低的产率使该方法不适用于商业规模。因此，需要制备噻虫嗪的改进的方法。如果改进的方法能使噻虫嗪的产率增加则是有利的。此外，如果反应条件有利于2-氯-5-氯甲基噻唑的稳定性也是有利的。现已发现制备噻虫嗪的改进的方法。具体地，发现在碱、相转移催化剂和包括二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系的存在下将3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺和2-氯-5-氯甲基噻唑反应能以极高的产率制备噻虫嗪。具体地，发现该方法以高产率制得噻虫嗪，同时得到最少量的不希望的副产物。似乎上述反应条件有利于2-氯-5-氯甲基噻唑的稳定性，同时仍能使反应以高产率进行从而转化为噻虫嗪。相应地，本专利技术提供一种制备噻虫嗪的方法：该方法包括将3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺与2-氯-5-氯甲基噻唑在包含二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系、相转移催化剂和碱的存在下进行反应。令人惊讶地发现在相转移催化剂和碱的存在下与3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺反应形成噻虫嗪时，关键的中间体2-氯-5-氯甲基噻唑在包含DMF的溶剂体系中是高度稳定的。特别令人惊讶的是以极高的纯度和极高的产率制得最终产物。具体地，本专利技术的方法能以高达98％的纯度和超过90％的产率制备噻虫嗪。这使得本专利技术的方法在以商业规模应用时特别有利。本专利技术的方法采用包含二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系。DMF可以与一种或多种其它溶剂，例如有机溶剂一起组合使用。更优选地，本专利技术方法所使用的溶剂体系基本上由DMF组成。所述方法还使用相转移催化剂。合适的相转移催化剂是本领域已知的。合适的相转移催化剂的例子如WO 01/00623所述，包括聚合物相转移催化剂、季铵盐、季鏻盐、冠醚、螯合剂、DABCO(1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷)和DBU(1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯)及其季铵盐。优选地，所述相转移催化剂是季铵盐。瑞士布克斯市伏路卡公司(Fluka,Buchs,Switzerland)的论文“相转移催化剂”，1986版，第7-25页列出合适的季铵盐。特别优选的季铵盐是例如苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三丁基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三甲基甲醇铵、苄基三甲基氢氧化铵(triton B)、缩水甘油基三甲基氯化铵、十六烷基-三甲基氯化铵、十六烷基-三甲基溴化铵、十六烷基-溴化吡啶鎓、十六烷基-氯化吡啶鎓、2-羟乙基-三甲基氯化铵、2-羟乙基-三甲基氢氧化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三甲基氢氧化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氢氧化铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基硝酸铵、四癸基氯化铵、四(十二烷基)-乙酸铵、四乙基氯化铵、四乙基氢氧化铵、四(十二烷基)硝酸铵、四(十二烷基)甲苯磺酸铵、四己基氯化铵、四己基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基-溴化铵、四甲基氢氧化铵、四甲基碘化铵、四甲基甲苯磺酸铵、四辛基氯化铵、四丙基氯化铵、四丙基溴化铵、三丁基甲基氯化铵、三丁基庚基溴化铵，和氢氧化季铵，具体为五水合形式的四甲基氢氧化铵。优选的季铵盐是三乙基苄基氯化铵(TEBA)。本专利技术的方法也在碱的存在下进行。合适的碱是本领域已知的，并且市售可得。所述碱优选是碳酸金属盐，更优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制备噻虫嗪的方法：该方法包括将3‑甲基‑N‑硝基‑1,3,5,噁二嗪‑4‑亚胺：与2‑氯‑5‑氯甲基噻唑：在包含二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系、相转移催化剂和碱的存在下进行反应。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.05.28 GB 1409422.11.一种制备噻虫嗪的方法：该方法包括将3-甲基-N-硝基-1,3,5,噁二嗪-4-亚胺：与2-氯-5-氯甲基噻唑：在包含二甲基甲酰胺(DMF)的溶剂体系、相转移催化剂和碱的存在下进行反应。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂体系基本上由二甲基甲酰胺组成。3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述相转移催化剂包括聚合物相转移催化剂、季铵盐、季鏻盐、冠醚、螯合剂、DABCO(1,4-二氮杂二环[2.2.2]辛烷)和DBU(1,5-二氮杂二环[4.3.0]壬-5-烯)或其季铵盐。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述相转移催化剂包括季铵盐。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述季铵盐选自苄基三甲基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三丁基氯化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三甲基甲醇铵、苄基三甲基氢氧化铵(triton B)、缩水甘油基三甲基氯化铵、十六烷基-三甲基氯化铵、十六烷基-三甲基溴化铵、十六烷基-溴化吡啶鎓、
\t十六烷基-氯化吡啶鎓、2-羟乙基-三甲基氯化铵、2-羟乙基-三甲基氢氧化铵、苯基三甲基氯化铵、苯基三甲基氢氧化铵、四丁基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁基氢氧化铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基硝酸铵、四癸基氯化铵、四(十二烷基)-乙酸铵、四乙基氯化铵、四乙基氢氧化铵、四(十二烷基)硝酸铵、四(十二烷基)甲苯磺酸铵、四己基氯化铵、四己基溴化铵、四甲基氯化铵、四甲基-溴化铵、四甲基氢氧化铵、四甲基碘化铵、四甲基...

【专利技术属性】
技术研发人员：J·T·布里斯托，
申请(专利权)人：龙灯农业化工国际有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81