利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4-氯-3-乙基-1-甲基吡唑-5-甲酸的方法技术

本发明专利技术属于农药中间体合成领域，提供利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4

【技术实现步骤摘要】
利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法


[0001]本专利技术属于农药中间体合成领域，具体涉及利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法。

技术介绍

[0002]近年来，随着农业结构的调整与农业市场的需求，杀虫杀螨剂在国家农药总产量中的比重不断上升，成为农业生产中比较重要的组成成分。新型吡唑酰胺类杀虫杀螨剂因其作用机制新颖，并具有低毒、广谱、高效、无交互抗性、降解快速、无致突变等特点受到重点关注。其中，作为新型吡唑酰胺类杀虫杀螨剂的唑虫酰胺，具有杀卵、抑食、抑制产卵以及杀菌的作用，广泛应用于蔬菜、花卉、果树、茶叶等作物的害虫防治。
[0003]4‑
氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸是合成唑虫酰胺的关键中间体，文献报道合成4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的工艺路线较少，主要是以草酸二乙酯、丁酮为原料，经过不同方法成环、甲基化，再经过水解得到目标产物。
[0004]在文献“4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基
‑5‑
吡唑羧酸”中，郑瀚骁等人报道了4<br/>‑
氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基
‑5‑
吡唑羧酸（即4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸）的合成方法，该方法从3
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乙基
‑5‑
吡唑酸乙酯出发，经过甲基化、氯化、水解酸化合成目标产物。该方法操作简便，副产物少，但是需要使用大量的浓盐酸作为催化剂，不仅反应条件苛刻，还会对环境造成污染。

技术实现思路

[0005]基于上述现有技术的缺陷，利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法，该方法首先利用二价金属铁盐、三价金属铁盐、碳纳米管、表面活性剂、脂肪酶在碱性条件下制备磁性碳纳米管固定化脂肪酶，所制备的磁性碳纳米管固定化脂肪酶具有粒径小、易分散、易回收、重复使用性好等优点；然后再反应釜中利用乙醇钠、草酸二乙酯、丁酮，制备丙酰丙酮酸乙酯，然后加入二氯乙烷与水合肼制备3
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乙基
‑5‑
吡唑甲酸乙酯，然后加入硫酸二甲酯制备1
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3甲基
‑3‑
乙基
‑
5吡唑甲酸乙酯，最后通入氯气制备1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯；最后在反应釜中，加入1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯、有机溶剂、磁性碳纳米管固定化脂肪酶与磷酸缓冲液，制备得到4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸，并利用磁性材料回收磁性碳纳米管固定化脂肪酶。4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的生产工艺操作简便、生产成本低，并大量减少了酸液的使用。
[0006]为解决现有技术问题，本专利技术采取的技术方案为：利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法。包括以下步骤：步骤1，在反应釜中依次将二价金属铁盐、三价金属铁盐、碳纳米管、表面活性剂、脂肪酶加入水溶液中，搅拌混匀，然后加入氢氧化钠调节pH为9.0，反应结束后再经离心分离、洗涤、干燥后得到磁性碳纳米管固定化脂肪酶；
步骤2，在反应釜中加入有机溶剂、乙醇钠，等反应体系温度降到0℃后，加入草酸二乙酯与丁酮，反应结束后得到丙酰丙酮酸乙酯，然后加入二氯乙烷与水合肼，反应结束后得到3
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乙基
‑5‑
吡唑甲酸乙酯，然后加入硫酸二甲酯，反应结束后得到1
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3甲基
‑3‑
乙基
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5吡唑甲酸乙酯，最后通入氯气制备得到1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯；步骤3，在反应釜中，加入1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯、二氯乙烷、磁性碳纳米管固定化脂肪酶与磷酸缓冲液，搅拌混合，反应结束后经离心分离、洗涤、干燥后制备得到4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸。
[0007]作为改进的是，步骤1二价金属铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁；三价铁盐选自硫酸铁、硝酸铁、氯化铁；碳纳米管的壁厚层数为1
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30层；表面活性剂选自吐温
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20、吐温
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40、吐温
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60、吐温
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80、司盘
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20、司盘
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40、司盘
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60、司盘
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80、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、Pluronic F
‑
108、Pluronic F
‑
127中的至少一种；脂肪酶选自南极假丝酵母脂肪酶、皱褶假丝酵母脂肪酶、念珠菌属脂肪酶、米根霉脂肪酶、米曲霉脂肪酶、猪胰脂肪酶；作为改进的是，步骤1二价金属铁盐的浓度为10
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100 g/L，三价金属铁盐的浓度10
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100 g/L，碳纳米管的浓度为10
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50 g/L，表面活性剂的浓度为1
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10 g/L，脂肪酶的浓度为1
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10 g/L；作为改进的是，步骤2的溶剂为甲苯、乙醇、乙醚、丙酮、二甲基亚砜中的至少一种；作为改进的是，步骤2的乙醇钠的浓度为100
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500 g/L，草酸二乙酯的浓度为1
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1000 g/L，丁酮的浓度为1
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500 g/L，水合肼的浓度为1
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500 g/L，硫酸二甲酯的浓度为1
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1000 g/L；作为改进的是，步骤3的磷酸缓冲液的p本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法，包括以下步骤：（1）在反应釜中依次将二价金属铁盐、三价金属铁盐、碳纳米管、表面活性剂、脂肪酶加入水溶液中，搅拌混匀，然后加入氢氧化钠调节pH为9.0，反应结束后再经离心分离、洗涤、干燥后得到磁性碳纳米管固定化脂肪酶；（2）在反应釜中加入有机溶剂、乙醇钠，等反应体系温度降到0℃后，加入草酸二乙酯与丁酮，反应结束后得到丙酰丙酮酸乙酯，然后加入二氯乙烷与水合肼，反应结束后得到3
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乙基
‑5‑
吡唑甲酸乙酯，然后加入硫酸二甲酯，反应结束后得到1
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3甲基
‑3‑
乙基
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5吡唑甲酸乙酯，最后通入氯气制备得到1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯；（3）在反应釜中，加入1
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甲基
‑3‑
乙基
‑4‑
氯
‑5‑
吡唑甲酸乙酯、二氯乙烷、磁性碳纳米管固定化脂肪酶与磷酸缓冲液，搅拌混合，反应结束后经离心分离、洗涤、干燥后制备得到4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸。2.根据权利要求1利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法，其特征在于，所述步骤1二价金属铁盐选自硫酸亚铁、硝酸亚铁、氯化亚铁；三价铁盐选自硫酸铁、硝酸铁、氯化铁；碳纳米管的壁厚层数为1
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30层；表面活性剂选自吐温
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20、吐温
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40、吐温
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60、吐温
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80、司盘
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20、司盘
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40、司盘
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60、司盘
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80、十二烷基磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、聚乙烯吡咯烷酮、Pluronic F
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108、Pluronic F
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127中的至少一种；脂肪酶选自南极假丝酵母脂肪酶、皱褶假丝酵母脂肪酶、念珠菌属脂肪酶、米根霉脂肪酶、米曲霉脂肪酶、猪胰脂肪酶。3.根据权利要求2利用磁性碳纳米管固定化酶催化制备4
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氯
‑3‑
乙基
‑1‑
甲基吡唑
‑5‑
甲酸的方法，其特征在于，所述步骤1二价金属铁盐的浓度为10
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100 g/L，三价金属铁盐的浓度10
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100 g/...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晖，曹逊，钱琦，
申请(专利权)人：南京科力硕生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：