新型杀虫剂氯虫酰胺的合成工艺研究

论文摘要

在查阅国内外有关杀虫剂文献的基础上,对世界和我国的农药及杀虫剂现状、新型鱼尼丁（Ryanodine）受体杀虫剂现状进行了概述,综述了邻甲酰氨基苯甲酰胺类（Anthranilic diamides）杀虫剂的研究开发过程和最新研究进展,对Anthranilic diamides中第一个商品化潜在鱼尼丁受体激活剂品种氯虫酰胺（Chlorantraniliprole）的毒性、作用机理和应用活性等方面进行了比较全面的文献总结。详细介绍了氯虫酰胺及其中间体的合成方法。在市场需求和文献调研的基础上,着重对氯虫酰胺的合成进行了研究,为实现工业化生产提供依据。采用3-甲基-2-硝基苯甲酸（MNA）和2,3-二氯吡啶（DCP）为起始原料,经2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺（ACBA）和3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-1氢-吡唑-5-羧酸（BPPA）到合成原药,以MNA和DCP计总收率达35.4%。本文对氯虫酰胺的合成工艺过程中的每一步反应及后处理方法均作了详细的探讨,得出了优惠反应条件和后处理方法。其中重要中间体3-甲基靛红酸酐（MAD）的合成中,采用价格较低廉的MNA为起始原料,将MAA和MAD的合成两步连续套用,改进加料方式,大大减少了副产物的产生,同时通过提高氢气分压和碱洗方法解决了Pd-C催化剂的回收循环利用,大大降低了成本,减小了操作强度;在ACBA的合成中,改进氯化试剂,避免了昂贵试剂NCS的使用收率提高了10%以上,工艺操作简单;在3-氯-2-肼基吡啶（CPH）的合成中,确定了适宜的反应条件,同时采用连续蒸发的方式回收套用水合肼,反应收率为98.3%,产品含量达98.5%,未见文献报道,取得较大创新;重要中间体2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯（CPP）的合成中,大大改进了文献的做法,同时对副产物进行了深入的剖析,优化了后处理,反应收率提高10%以上,解决了氯虫酰胺合成中的重点难点问题,取得较大创新;3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-4,5-二氢-1氢-吡唑-5-甲酸乙酯（BPP）的合成中,使用对甲苯磺酰氯（TsCl）酯化、再溴化两步合成,避免了剧毒且价格较贵的三溴氧磷的使用,降低了成本,合成工艺简单。原药的合成中,选择合适的酰氯化试剂和催化剂,改进了加料方式,收率达到95.5%以上,产品含量达95.7%以上。经过上述创新,使得本合成路线收率提高12%左右,成本也降至60万/吨以内,为工业化大生产提供了依据合成的最终产物氯虫酰胺以及重要中间体的化学结构均经过核磁共振和质谱分析,证实了与目标产品及其中间体的分子结构完全相符。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 第一章 绪论
• 1.1 世界和我国的农药及杀虫剂概况
• 1.2 Anthranilic diamides类杀虫剂概述
• 1.2.1 Anthranilic diamides类杀虫剂的发展简介
• 1.2.2 Anthranilic diamides类杀虫剂的作用机理
• 1.2.3 Anthranilic diamides类杀虫剂的主要优点
• 1.3 新型Anthranilic diamides类杀虫剂—氯虫酰胺
• 1.3.1 氯虫酰胺简介
• 1.3.2 氯虫酰胺的毒性
• 1.4 氯虫酰胺原药及中间体合成路线的选择
• 1.4.1 氯虫酰胺（E2Y45）原药的合成路线
• 1.4.2 3-甲基-2-氨基苯甲酸（MAA）的合成路线
• 1.4.3 8-甲基-2H-3,1-苯并噁嗪-2,4（1H）-二酮（MAD）的合成路线
• 1.4.4 2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺（ACBA）的合成路线
• 1.4.5 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-甲酸（BPPA）的合成路线
• 1.4.6 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-4,5-二氢-1H-吡唑-5-甲酸乙酯（BPP）的合成路线
• 1.5 题依据和背景
• 1.6 论文的主要研究内容
• 第二章 2-氨基-5-氯-N,3-二甲基苯甲酰胺的合成
• 2.1 引言
• 2.2 试验部分
• 2.2.1 反应方程式
• 2.2.2 实验仪器、设备及试剂
• 2.2.3 操作步骤
• 2.3 结果与讨论
• 2.3.1 MAA的合成
• 2.3.2 MAD的合成
• 2.3.3 ABA的合成
• 2.3.4 ACBA的合成
• 2.4 本章小节
• 第三章 2-（3-氯-2-吡啶基）-5-氧代-3-吡唑烷甲酸乙酯的合成
• 3.1 引言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 反应方程式
• 3.2.2 实验仪器、设备及试剂
• 3.2.3 实验操作
• 3.3 结果与讨论
• 3.3.1 CPH的合成
• 3.3.2 CPP的合成
• 3.4 本章小节
• 第四章 3-溴-1-（3-氯-2-吡啶基）-1H-吡唑-5-甲酸的合成
• 4.1 引言
• 4.2 实验部分
• 4.2.1 反应方程式
• 4.2.2 实验仪器、设备及试剂
• 4.2.3 操作步骤
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 SPP的合成
• 4.3.2 BPP的合成
• 4.3.3 BPPE的合成
• 4.3.4 BPPA的合成
• 4.4 本章小节
• 第五章 氯虫酰胺原药的合成
• 5.1 引言
• 5.2 实验部分
• 5.2.1 反应方程式
• 5.2.2 实验仪器、设备及试剂
• 5.2.3 实验操作
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 E2Y45的合成
• 5.4 本章小节
• 第六章 结论
• 参考文献
• 附录Ⅰ 化合物缩写一览表
• 附录Ⅱ 原药及重要中间体的主要物化参数
• 附录Ⅲ 重要中间体及原药的LC/MS谱图
• 附录Ⅳ 重要中间体及原药的1HNMR谱图
• 附录Ⅴ 硕士期间取得成果
• 致谢