一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法技术

本发明专利技术公开了一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，包括以下步骤：3,4-二氯-三氟甲苯，氟化钾在有机溶剂中，在0-200℃下加入催化剂进行选择性氟化反应制备3-氯-4-氟-三氟甲苯；得到的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸在有机溶剂进行脱氟偶联反应，最终得到氟胺氰菊酸。本发明专利技术制备氟胺氰菊酸的方法，催化剂为季铵盐、季膦盐或冠醚等无金属催化剂，是一种先选择性氟化、再脱氟偶联制备氟胺氰菊酸的方法，其中第二步偶联产生的氟化钾套用回下一批第一步的氟化中以降低三废，使生产、储运等各环节更加安全、方便，且生产成本较低、总收率>85％及含量>95％，原料均无毒或低毒，有利于工业化。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，具体涉及一种先选择性氟化、再脱氟偶联制备氟胺氰菊酸的方法。
技术介绍
氟胺氰菊酯(fluvalinate)属于非环丙烷羧酸类的拟除虫菊酯类杀虫剂，具有和氰戊菊酯相似的结构。主要应用于棉花、果树、蔬菜、玉米、茶叶、烟草等作物上包括鳞翅目、鞘翅目、同翅目、双翅目和缨翅目在内的主要害虫防治，对卫生害虫如家蝇、淡色库蚊、德国小蠊等也有效。与其他菊酯相比，有显著的杀螨作用。蜂螨是蜜蜂的寄生虫，能显著影响蜜蜂的生长，它是蜂群数量减少的主要原因，给蜂农带来较大的经济损失。氟胺氰菊酯作为高效的杀螨剂具有杀螨活性高、持效期长、不易分解、对蜜蜂安全的特点。氟胺氰菊酸作为酸部分，其合成的收率、质量及相关异构体控制极大地影响最终成品氟胺氰菊酯的质量指标。目前文献中主要采用三条路线合成：1.多数公司采用3,4-二氯三氟甲苯与D-缬氨酸经由铜催化剂催化制备(见US4424396)；2.少部分公司或高校采用4-氯三氟甲苯与D-缬氨酸经由铜催化剂催化后再氯化得最终产品(见US4260633)；3.还有部分公司采用以2-氯-4-三氟甲基苯胺为原料与2-卤代戊酸或者与丁醛+HCN三元反应合成(见US4517130)。其中第1两条路线得到的氟胺氰菊酸含量<70％，产品为黄色油状物，精馏亦不可提纯，且间位取代异构体约占15％，三废较大；第二条路线得到的氟胺氰菊酸含量<70％，产品为黄色油状物，精馏也不可提纯，且得到多氯杂质；第三条路线中原料2-氯-4-三氟甲基苯胺成本价格昂贵，不适合工业化使用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的不足，而提供一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，先选择性氟化、再脱氟偶联制备氟胺氰菊酸；该方法第二步偶联产生的氟化钾套用回下一批第一步的氟化中以降低三废，使生产、储运等各环节更加安全、方便，且生产成本较低、总收率及含量较高，原料均无毒或低毒，有利于工业化。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，包括以下步骤：(1)3,4-二氯-三氟甲苯，氟化钾在有机溶剂中，一定温度下加入催化剂进行选择性氟化反应制备3-氯-4-氟-三氟甲苯；(2)步骤(1)制备的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸，在有机溶剂中进行脱氟偶联反应，最终得到氟胺氰菊酸；反应式为：上述技术方案中，步骤(1)所述的反应为，3,4-二氯-三氟甲苯、氟化钾、催化剂在有机溶剂中、在0-200℃下反应制备3-氯-4-氟-三氟甲苯，至物料(3,4-二氯-三氟甲苯与产物的总和)中3,4-二氯-三氟甲苯的气谱归一含量<1％；所述的3,4-二氯-三氟甲苯、氟化钾、催化剂的摩尔比为1：1-10：0.01-0.1；步骤(2)中所述的反应为，步骤(1)制备的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸在有机溶剂中、在0-200℃下反应制备氟胺氰菊酸，至物料(3,4-二氯-三氟甲苯、D-缬氨酸和产物的总和)中D-缬氨酸的液谱归一含量<1％；所述的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸的摩尔比为1-4:1。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的催化剂为季铵盐、季膦盐或冠醚中的任意一种。优选的，所述的季铵盐为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基三甲基碘化铵等中的任意一种；所述的季膦盐为四丁基氯化膦、四甲基氯化膦、四苄基氯化膦、四苯基溴化膦、四苯基膦氟硼酸盐、四苯基氯化膦、四苄基溴化膦等中的任意一种；所述的冠醚为15-冠-5、18-冠-6、苯并冠醚等中的任意一种。优选的，所述的催化剂进一步优选为季膦盐。上述技术方案中，步骤(1)中，所述的反应温度优选为150-200℃。上述技术方案中，步骤(1)和步骤(2)中，所述的有机溶剂为卤代烃类溶剂、芳香族类溶剂、醚类溶剂、酯类溶剂、醇类溶剂或强极性溶剂中的任意一种。优选的，所述的卤代烃类溶剂为二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿等中的任意一种；所述的芳香族类溶剂为氯苯、甲苯、二甲苯等中的任意一种；所述的醚类溶剂为四氢呋喃等；所述的酯类溶剂为乙酸甲酯、乙酸乙酯等中的任意一种；所述的醇类溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇等中的任意一种；所述的强极性溶剂为DMF、DMA、DMSO、NMP、HMPA等中的任意一种。优选的，步骤(2)中所述的有机溶剂为强极性溶剂。上述技术方案中，步骤(2)中，所述的反应温度优选为40-100℃。本专利技术步骤(1)和步骤(2)使用的有机溶剂的用量为：步骤(1)中，有机溶剂与3,4-二氯-三氟甲苯的摩尔比为1:1-10；步骤(2)中，有机溶剂与3-氯-4-氟-三氟甲苯的摩尔比也为1:1-10。本专利技术技术方案的优点在于：本专利技术制备氟胺氰菊酸的方法，催化剂为季铵盐、季膦盐或冠醚等无金属催化剂，是一种先选择性氟化、再脱氟偶联制备氟胺氰菊酸的方法，其中第二步偶联产生的氟化钾套用回下一批第一步的氟化中以降低三废，使生产、储运等各环节更加安全、方便，且生产成本较低、总收率>85％及含量>95％，原料均无毒或低毒，有利于工业化。具体实施方式以下对本专利技术技术方案的具体实施方式详细描述，但本专利技术并不限于以下描述内容：实施例1：(1)制备3-氯-4-氟-三氟甲苯：在配有冷凝器的500ml四口烧瓶中，在氮气保护下依次加入200mLDMA、0.2mol3，4-二氯-三氟甲苯、1.0mol氟化钾、0.01mol四苯基氯化膦，150℃保温至物料中3，4-二氯-三氟甲苯的气谱归一含量<1％，抽滤回收氟化钾和催化剂，套用至下批；母液脱溶、精馏得含量为99％的3-氯-4-氟-三氟甲苯，收率为90％；(2)制备氟胺氰菊酸的制备：在配有冷凝器的500ml四口烧瓶中，依次加入DMA200mL、3-氯-4-氟-三氟甲苯0.6mol、0.3molD-缬氨酸，100℃保温4h至物料中3-氯-4-氟-三氟甲苯的液谱归一含量<1％，抽滤回收氟化钾，蒸馏回收3-氯-4-氟-三氟甲苯，氮气保护下脱溶得氟胺氰菊酸，氟胺氰菊酸的含量>95％，两步总收率>85％。实施例2：(1)制备3-氯-4-氟-三氟甲苯：在配有冷凝器的500ml四口烧瓶中，在氮气保护下依次加入200mLDMF、0.2mol3，4-二氯-三氟甲苯、1.0mol氟化钾、0.01mol四苯基氯化膦，150℃保温至物料中3，4-二氯-三氟甲苯的气谱归一含量<1％，抽滤回收氟化钾和催化剂，套用至下批；母液脱溶、精馏得含量为99％的3-氯-4-氟-三氟甲苯，收率为74％；(2)制备氟胺氰菊酸的制备：在配有冷凝器的500ml四口烧瓶中，依次加入DMF200mL、3-氯-4-氟-三氟甲苯0.6mol、0.3molD-缬氨酸，100℃保温4h至物料中3-氯-4-氟-三氟甲苯的液谱归一含量<1％，抽滤回收氟化钾，蒸馏回收3-氯-4-氟-三氟甲苯，氮气保护下脱溶得氟胺氰菊酸，氟胺氰菊酸的含量>90％，两步总收率>70％。实施例3：(1)制备3-氯-4-氟-三氟甲苯：在配有冷凝器的500ml四口烧瓶中，在氮气保护下依次加入200mLDMSO、0.2mol3，4-二氯-三氟甲苯、1.0mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，包括以下步骤：(1)3,4‑二氯‑三氟甲苯，氟化钾在有机溶剂中，一定温度下加入催化剂进行选择性氟化反应制备3‑氯‑4‑氟‑三氟甲苯；(2)步骤(1)制备的3‑氯‑4‑氟‑三氟甲苯与D‑缬氨酸，在有机溶剂中进行脱氟偶联反应，最终得到氟胺氰菊酸；反应式为：

【技术特征摘要】
1.一种无金属催化剂制备氟胺氰菊酸的方法，包括以下步骤：(1)3,4-二氯-三氟甲苯，氟化钾在有机溶剂中，一定温度下加入催化剂进行选择性氟化反应制备3-氯-4-氟-三氟甲苯；(2)步骤(1)制备的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸，在有机溶剂中进行脱氟偶联反应，最终得到氟胺氰菊酸；反应式为：2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)3,4-二氯-三氟甲苯、氟化钾、催化剂在有机溶剂中、在0-200℃下反应制备3-氯-4-氟-三氟甲苯，至物料中3,4-二氯-三氟甲苯的气谱归一含量<1％；所述的3,4-二氯-三氟甲苯、氟化钾、催化剂的摩尔比为1：1-10：0.01-0.1；(2)步骤(1)制备的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸在有机溶剂中、在0-200℃下反应制备氟胺氰菊酸，至物料中D-缬氨酸的液谱归一含量<1％；所述的3-氯-4-氟-三氟甲苯与D-缬氨酸的摩尔比为1-4:1。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述的催化剂为季铵盐、季膦盐或冠醚中的任意一种。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述的季铵盐为四丁基溴化铵、四丁基氯化铵、四丁基碘化铵、苄基三甲基氯化铵、苄基三甲基溴化铵、苄基...

【专利技术属性】
技术研发人员：周其奎，姜友法，蒋其柏，王振锋，李道来，郭玉波，苏玉海，
申请(专利权)人：江苏扬农化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32