螺虫乙酯合成工艺简介
物化性质
外文名:spirotetramat,化学式:C21H27NO5,分子量:373.44300,CAS登录号:203313-25-1,沸 点:560.96 ℃,密 度:1.202 g/cm3。
作用机理和应用
螺虫乙酯是脂类合成抑制剂(LipidBiosynthesis Inhibitor, LBI),通过抑制昆虫的脂类合成能力,造成中毒症状,并随后死亡。螺虫乙酯高效、广谱、双向内吸、持效期长。对刺吸式口器害虫具有杰出防效,可有效防治包括棉花、大豆、柑橘、热带果树等作物上的刺吸式口器害虫如蚜虫、蝉、蓟马等。
专利和国内登记情况
拜耳的螺虫乙酯专利号ZL97198554.5在中国2017年7月22日业已到期,2013年到期的专利是关于顺反异构体混合物的专利。(顺式异构体为有效成分)。顺式异构体的专利已经于2019年被中国国家知识产权局宣布无效。
合成工艺
对螺虫乙酯进行逆合成分析,合成螺虫乙酯需要三个中间体的对接,其中氯甲酸乙酯是现有化工原料,目前主要的合成工艺是对中间体A和B的合成。
中间体A的合成工艺
(1)专利CN1651392A报道了对二甲苯氰基水解法。以对二甲苯为起始原料,与甲醛经 Blanc 氯甲基化生成 2,5-二甲基氯苄,然后用氰化钠取代氯原子得到苄基氰,苄氰再水解得到 2,5-二甲基苯乙酸。此方法为苯乙酸制备的经典路线,操作简单。但是该反应中使用剧毒品氰化钠,而且在Blanc氯甲基化反应需要用到盐酸气,对操作要求较高。整体工艺路线废水、废气很多,较难处理。
(2)专利CN102140062B报道了,同样以二甲苯为原料,经过Blanc氯甲基化反应,得到苄氯,最后在金属催化下,与一氧化碳进行羰基化反应,得到 2,5-二甲基苯乙酸。该工艺路线两步反应收率为70%。与上述工艺有相同问题,就是氯甲基化反应会产生大量废气,且操作要求高,还有就是贵重金属催化的一氧化碳羰基化反应中一氧化碳气体为危险具体气体,同样也是操作要求很高,金属催化剂回收也是问题,回收率低会导致成本难以接受。
(3)专利US20030216260报道了以对二甲苯、氯乙酰氯为原料,经 Friedel–Crafts反应得到 2-氯-1(2,5-二甲基苯基)乙酮,然后再与新戊二醇成缩酮,经过缩酮重排、水解得到2,5-二甲基苯乙酸,路线总收率为85.0%。该工艺路线相对较长,但是整体收率较高,操作也比前面两个工艺路线要方便。缺点就是用到保护基,对成本有所影响。
(4)专利JP2008291008报道了以 2,5-二甲基苯乙酮为原料,经 Willgerodt-Kindler反应、水解得到 2,5-二甲基苯乙酸。该工艺路线简单,但是原料价格比之前的原材料要贵,可能需要经过一步 Friedel–Crafts反应,第二步水解也会产生大量含硫气体,现场不好控制,而且含硫含氮废水处理液比较困难。
2、中间体B的合成工艺
(1)专利EP0915846B1报道了以对甲氧基环己酮为原料,经 Strecker 反应、水解、酯化得到 4-甲氧基环己基-1-氨基-1-甲酸己酯。该工艺路线优点是简单,但是同样问题是使用了氰化钠剧毒品,而且Strecker反应立体选择性差,无法得到单一顺式的产品,需要进一步分离。因此不适用于顺式产物的工业化生产,适合将顺反混合物的螺虫乙酯生产。
(2)专利DE102008020361报道了以对甲氧基环己酮为原料,经 Bucherer-bergs反应、水解、酯化反应得到4-甲氧基环己基-1-氨基-1-甲酸己酯。相较于Strecker 反应,Bucherer-bergs反应具有较好的立体选择性,理论上可以获得单一顺式产物(实际顺反比约为 7:3),相比上一中工艺方法,在分离上就比较简单,更适合工业化生产。