[发明专利]一种吡虫啉的合成方法

说明书

本发明提供一种吡虫啉的合成方法，以2‑氯‑5‑氯甲基吡啶、乙二胺和硝酸胍为原料，经胺化、环化、脱水等步骤合成吡虫啉。该方法避免了反应过程中因生成不稳定的硝基胍而引起的安全问题，生产过程安全性高、产品纯度好、收率高、易于实现工业化。

技术领域

本发明属于石油化工的技术领域，涉及一种吡虫啉的合成方法，更具体地，涉及以2-氯-5-氯甲基吡啶、乙二胺及硝酸胍为原料合成吡虫啉的方法。

背景技术

吡虫啉学名1-(6-氯吡啶-3-吡啶基甲基)-N-硝基亚咪唑烷，是烟碱类超高效杀虫剂，具有广谱、高效、低毒、低残留，害虫不易产生抗性，已被广泛地应用于水稻、马铃薯、棉花、玉米、甜菜等作物中的病虫害防治。

吡虫啉的传统合成方法是咪唑烷法，分两步进行：1)以硝基胍和乙二胺为原料，在水中经反应、析晶，得到咪唑烷固体；2)用2-氯-5-氯甲基吡啶与步骤1)的咪唑烷在有机溶剂中经反应、结晶，得到淡黄色吡虫啉。该工艺使用稳定性较差的硝基胍为原料，易制爆，安全性差，工厂生产一般用硝酸胍为原料经硫酸脱水生产硝基胍，存放过程中仍然存在安全风险。专利CN 107445897 A用硝基胍与乙二胺反应合成咪唑烷，收率仅90％。因此，亟需开发出一种收率更高的生产吡虫啉的方法。

发明内容

本发明提供一种吡虫啉的合成方法。是以2-氯-5-氯甲基吡啶、乙二胺和硝酸胍为原料，经胺化、环化、脱水等步骤合成吡虫啉。该方法避免了反应过程中因生成不稳定的硝基胍而引起的安全问题，具有过程安全性高、产品纯度好、收率高、易于实现工业化的优点。反应方程式如下：

一种吡虫啉的合成方法，包括下列步骤：

(1)将2-氯-5-氯甲基吡啶和乙二胺在碱性物质条件下，在溶剂存在下，发生胺化反应，经结晶或分层处理，得到N¹-((6-氯吡啶-3-基)甲基)乙烷-1,2-二胺亚胺，为化合物1；

(2)将步骤(1)中化合物1与硝酸胍在溶剂存在下发生环化反应，经水洗后，得到1-((6-氯吡啶-3-基)甲基)咪唑烷-2-亚胺，为化合物2；

(3)将步骤(2)中化合物2在强酸存在下发生硝化反应，反应液经水解、结晶步骤，得到目标产品吡虫啉。

上述步骤(1)中，所述胺化反应条件为：反应温度为-10～50℃，反应摩尔配比2-氯-5-氯甲基吡啶：乙二胺＝1:1.0～1:1.5；所述碱性物质为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、氢氧化钙中的一种或多种混合物，用量为2-氯-5-氯甲基吡啶摩尔数的0.9～1.5倍；反应溶剂为水、乙腈、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、二氯苯中的一种或多种混合物，用量为2-氯-5-氯甲基吡啶重量的0.5～10倍；反应时间为10～200min；

上述步骤(1)中，所述胺化反应溶剂水溶性强时，化合物1采用结晶法析出；溶剂水溶性弱时，化合物1通过分层处理，从油层中获得，直接投入下步反应；

上述步骤(2)中，所述环化反应条件为：反应温度为0～50℃，反应溶剂为水、乙腈、甲醇、乙醇、乙二醇、丙酮、二氯甲烷、三氯甲烷、二氯乙烷、氯苯、二氯苯中的一种或多种混合物，溶剂用量为化合物1重量的0.5～20倍，硝酸胍用量为化合物1摩尔数的1.0～1.5倍，反应时间为10～300min；

上述步骤(2)中，所述环化反应溶剂水溶性强时，化合物2采用结晶法析出；溶剂水溶性弱时，化合物2通过分层处理，从油层中获得；

上述步骤(3)中，所述硝化反应条件为：反应温度为-10～50℃，反应摩尔配比：化合物2:硝酸＝1:1.0～1:1.2，所述强酸为硫酸，用量为化合物2重量的1～10倍，反应时间为10～200min，水解加水用量为硫酸重量的2～5倍，水解温度-10～50℃。