專利名稱：氨基甲酰咪唑的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種氨基甲酰咪唑的制備方法，是對中國專利ZL 98 1 22239.0的改進(jìn)發(fā)明。
背景技術(shù)：
氨基甲酰咪唑是一類新型的廣譜農(nóng)用殺菌劑，也是新一代優(yōu)于噻苯咪唑的水果保鮮劑。它對柑橘的青霉病、炭疽病、蒂腐病，以及香蕉的軸腐病、炭疽病等，都有顯著的防治效果。同時(shí)，也可防治稻瘟病，以及北方的小麥、油菜、煙草等的病害。
中國專利ZL 98 1 22239.0成功地采用非光氣路線，(1)省去發(fā)生光氣的設(shè)備和氣液相反應(yīng)的加壓設(shè)備，避免劇毒的光氣污染環(huán)境；(2)后兩步采用“一鍋法”，簡化了操作步驟，縮短了反應(yīng)時(shí)間，有利于環(huán)保。
但是，合成過程中，連續(xù)2步都需要進(jìn)行減壓蒸餾，如第一步制備1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷(中間體I)時(shí)，減壓蒸餾條件為156～160℃/10mmHg；以N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺為中間體II，第二步制備時(shí)減壓蒸餾條件為138～140℃/0.5mmHg。
無論是實(shí)驗(yàn)室合成，還是工業(yè)化生產(chǎn)上，使用減壓蒸餾有較多的缺點(diǎn)，例如(1)操作仍舊不方便，條件難以穩(wěn)定控制，特別是對較高溫度(150℃以上)和高真空(真空度低于1mmHg)；(2)設(shè)備投入和能耗成本高，特別對于需要精確控制的較高溫度減壓蒸餾和高真空減壓蒸餾，因?yàn)闇囟仍礁?、真空度越低，設(shè)備的要求越高，能耗越大；(3)減壓蒸餾過程中，常常會由于沸點(diǎn)相近的化合物(如第一步合成中間體I時(shí)未反應(yīng)完的酚)難以分離，可能造成蒸餾系統(tǒng)的管道堵塞，工業(yè)上生產(chǎn)時(shí)會存在一定的安全隱患。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷，提供一種符合環(huán)保和安全要求的氨基甲酰咪唑的制備方法，進(jìn)一步降低成本。
本發(fā)明的氨基甲酰咪唑的制備方法包括如下步驟(1)1，2-二溴乙烷與2，4-二氯苯酚鈉在相轉(zhuǎn)移催化劑作用下反應(yīng)，合成1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷，稱為中間體I；(2)在乙醇溶液中中間體I與正丙胺反應(yīng)，制備N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽，稱為中間體II；(3)在三氯甲基碳酸酯和三乙胺存在的條件下，通過一鍋法使中間體II與咪唑縮合，合成N-正丙基-N-[2-(2，4-二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑。
步驟(1)中，所述相轉(zhuǎn)移催化劑可以采用通用的，例如四丁基溴化銨；1，2-二溴乙烷與2，4-二氯苯酚鈉溶液反應(yīng)時(shí)，為了使反應(yīng)更完全，控制pH＝8～14，回流5～15小時(shí)。反應(yīng)結(jié)束后分出油層，回收過量1，2-二溴甲烷，殘留液冷卻析固、抽濾、有機(jī)溶劑(如石油醚、己烷、乙醚等)重結(jié)晶，得1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷(稱為中間體I)，收率為96％左右。
步驟(1)通過冷卻、抽濾、重結(jié)晶等溫和的工藝方法制備中間體I，避免減壓蒸餾時(shí)殘留酚類帶來的管道堵塞，并使產(chǎn)率提高。
步驟(1)得到的1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷(中間體I)室溫下為固體，為無色片狀晶體，熔點(diǎn)41～43℃。
步驟(2)中，所述乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)最佳取75～100％，中間體I與正丙胺反應(yīng)的回流時(shí)間最佳為10～30小時(shí)。反應(yīng)完全后回收溶劑和過量三乙胺，殘余物用質(zhì)量百分?jǐn)?shù)為15％～48％的氫溴酸處理，析固、抽濾、有機(jī)溶劑(如石油醚、己烷、乙醚、四氯化碳等)洗滌，得N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)，收率為92％左右。
步驟(2)直接以成鹽、抽濾、洗滌的方法獲得中間體II，避免了現(xiàn)有技術(shù)獲得中間體N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺過程中的使用具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿氫氧化鈉和具有易燃易爆性質(zhì)的有機(jī)溶劑乙醚，故經(jīng)濟(jì)、安全，有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
步驟(2)直接制備N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽，以之為中間體II，避免了現(xiàn)有技術(shù)對中間體N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺純化過程中復(fù)雜的減壓蒸餾工藝，而且成鹽、抽濾、洗滌等溫和的工藝方法也有利于提高產(chǎn)率。
步驟(2)直接制備的N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽為首次制備，為白色粉末狀固體，熔點(diǎn)89～91℃，其結(jié)構(gòu)經(jīng)IR、1H NMR和元素分析等方法測試，表明正確無誤。
步驟(3)中，往三氯甲基碳酸酯的氯仿溶液中滴入中間體II和三乙胺的氯仿溶液，其中三乙胺與中間體II的摩爾比為1.0～2.5∶1，再加入咪唑和三乙胺的氯仿溶液，回流反應(yīng)4～8小時(shí)。反應(yīng)完全后回收溶劑，加入大量水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑重結(jié)晶，得N-正丙基-N-[2-(2，4-二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑，收率為90％左右。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)1、步驟(1)中，由于中間體I室溫下為固體，因此可以采用有機(jī)溶劑(如石油醚、己烷、乙醚等)重結(jié)晶的方法進(jìn)行提純，從而省去了復(fù)雜的減壓蒸餾操作，不僅大大地降低了設(shè)備和能耗的成本，也增加了產(chǎn)率，提高了產(chǎn)品純度。
2、步驟(1)中，使用相轉(zhuǎn)移催化劑催化反應(yīng)，重結(jié)晶法提純產(chǎn)品，得無色片狀晶體，產(chǎn)率95～97％。
3、步驟(2)中，本發(fā)明提出以N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺的氫溴酸鹽為中間體II，由于中間體II為固體，因此可以采用抽濾、有機(jī)溶劑(如石油醚、己烷、乙醚、四氯化碳等)洗滌的方法進(jìn)行提純，從而省去了以往對N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺提純的復(fù)雜減壓蒸餾操作，不僅大大地降低了設(shè)備和能耗的成本，也增加了產(chǎn)率，提高了產(chǎn)品純度。
4、步驟(2)中，使用成鹽、抽濾、洗滌法提純產(chǎn)品，產(chǎn)率92％左右。
5、步驟(2)中，由于采用成鹽法獲得中間體II，與傳統(tǒng)的制備N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺為中間體的工藝相比，在反應(yīng)完全、回收溶劑和過量三乙胺的工藝之后，除減少了高真空減壓蒸餾步驟外，還省去了殘余物用強(qiáng)堿氫氧化鈉堿化、分液、乙醚萃取水層、水洗滌合并的有機(jī)層、干燥、水浴蒸乙醚等多個(gè)處理步驟。
6、步驟(2)中，處理步驟為成鹽、抽濾、洗滌，其步驟簡潔，易于實(shí)施；更重要的是，可以避免使用具有強(qiáng)腐蝕性的強(qiáng)堿氫氧化鈉和具有易燃易爆性質(zhì)的有機(jī)溶劑乙醚，故既經(jīng)濟(jì)又安全，大大有利于工業(yè)化生產(chǎn)。
7、步驟(3)中，三乙胺與N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)反應(yīng)，確保胺鹽中間體II被堿化。由于每摩爾三氯甲基碳酸酯(三光氣)相當(dāng)于與3摩爾光氣，因此，接著與咪唑縮合時(shí)，三氯甲基碳酸酯的用量約為中間體II的1/3，但微過量，n(三光氣)/n(中間體II)＝0.36/1.00為最佳。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1第一步往55mL 1，2-二溴乙烷和0.5g四丁基溴化銨的混合液中，攪拌下滴加4.8g(0.03mol)2，4-二氯苯酚與15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物(約1h)，反應(yīng)過程中控溫80℃和水相pH＞10。反應(yīng)10小時(shí)后，冷至室溫，分出下部油層，水層用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并的有機(jī)相經(jīng)水洗、無水MgSO4干燥。蒸出二氯甲烷，回收過量1，2-二溴甲烷。殘留液體置于冰箱內(nèi)，有固體析出，抽濾，石油醚重結(jié)晶的無色片狀晶體7.7g，產(chǎn)率95％。
第二步在攪拌和冰水浴冷卻下，往56mL正丙胺與80mL 92％乙醇的混合溶液中滴加8.2g(0.030mol)1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷與40mL 92％乙醇的混合溶液，回流反應(yīng)14小時(shí)。自然冷卻后常壓蒸去過量正丙胺，攪拌下將產(chǎn)物緩慢到入20mL 20％氫溴酸溶液中，析出淡黃色固體，抽濾后經(jīng)四氯化碳洗滌，得白色粉末狀固體7.8g，產(chǎn)率91％。
第三步在冰水浴冷卻、攪拌下，往裝有尾氣吸收裝置、放有0.99g(0.0036mol)三氯甲基碳酸酯與20mL氯仿的混合溶液的三口燒瓶中，滴入3.29g(0.01mol)N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)與1.5mL(0.011mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，滴完后反應(yīng)0.5小時(shí)，繼續(xù)滴入0.68g(0.01mol)咪唑與1mL(0.007mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，回流反應(yīng)5h。反應(yīng)完全后回收溶劑，加入大量水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑(體積比1∶1)重結(jié)晶，得白色固體3.1g，產(chǎn)率90％。
實(shí)施例2第一步往110mL 1，2-二溴乙烷和1.0g四丁基溴化銨的混合液中，攪拌下滴加9.6g(0.06mol)2，4-二氯苯酚與15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物(約1.5小時(shí))，反應(yīng)過程中控溫80℃和水相pH＞10。反應(yīng)12小時(shí)后，冷至室溫，分出下部油層，水層用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并的有機(jī)相經(jīng)水洗、無水MgSO4干燥。蒸出二氯甲烷，回收過量1，2-二溴甲烷。殘留液體置于冰箱內(nèi)，有固體析出，抽濾，石油醚重結(jié)晶的無色片狀晶體15.7g，產(chǎn)率97％。
第二步在攪拌和冰水浴冷卻下，往28mL正丙胺與40mL 95％乙醇的混合溶液中滴加4.1g(0.015mol)1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷與20mL 95％乙醇的混合溶液，回流反應(yīng)15小時(shí)。自然冷卻后常壓蒸去過量正丙胺，攪拌下將產(chǎn)物緩慢到入20mL 20％氫溴酸溶液中，析出淡黃色固體，抽濾后經(jīng)四氯化碳洗滌，得白色粉末狀固體4.0g，產(chǎn)率93％。
第三步在冰水浴冷卻、攪拌下，往裝有尾氣吸收裝置、放有0.91g(0.0033mol)三氯甲基碳酸酯與20mL氯仿的混合溶液的三口燒瓶中，滴入3.29g(0.01mol)N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)與2.0mL(0.014mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，滴完后反應(yīng)0.5小時(shí)，繼續(xù)滴入0.68g(0.01mol)咪唑與1mL(0.007mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，回流反應(yīng)6h。反應(yīng)完全后回收溶劑，加入大量水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑(體積比1∶1)重結(jié)晶，得白色固體3.0g，產(chǎn)率87％。
實(shí)施例3第一步往55mL 1，2-二溴乙烷和0.48g四丁基溴化銨的混合液中，攪拌下滴加4.8g(0.03mol)2，4-二氯苯酚與15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物(約1h)，反應(yīng)過程中控溫80℃和水相pH＞10。反應(yīng)14小時(shí)后，冷至室溫，分出下部油層，水層用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并的有機(jī)相經(jīng)水洗、無水MgSO4干燥。蒸出二氯甲烷，回收過量1，2-二溴甲烷。殘留液體置于冰箱內(nèi)，有固體析出，抽濾，己烷重結(jié)晶的無色片狀晶體7.8g，產(chǎn)率96％。
第二步在攪拌和冰水浴冷卻下，往56mL正丙胺與80mL 90％乙醇的混合溶液中滴加8.2g(0.030mol)1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷與40mL 90％乙醇的混合溶液，回流反應(yīng)13小時(shí)。自然冷卻后常壓蒸去過量正丙胺，攪拌下將產(chǎn)物緩慢到入20mL 18％氫溴酸溶液中，析出淡黃色固體，抽濾后經(jīng)四氯化碳洗滌，得白色粉末狀固體7.9g，產(chǎn)率92％。
第三步在冰水浴冷卻、攪拌下，往裝有尾氣吸收裝置、放有0.99g(0.0036mol)三氯甲基碳酸酯與20mL氯仿的混合溶液的三口燒瓶中，滴入3.29g(0.01mol)N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)與1.5mL(0.011mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，滴完后反應(yīng)0.5小時(shí)，繼續(xù)滴入0.68g(0.01mol)咪唑與1mL(0.007mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，回流反應(yīng)6h。反應(yīng)完全后回收溶劑，加入大量水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑(體積比1∶1)重結(jié)晶，得白色固體3.0g，產(chǎn)率89％。
實(shí)施例4第一步往110mL 1，2-二溴乙烷和1.0g四丁基溴化銨的混合液中，攪拌下滴加9.6g(0.06mol)2，4-二氯苯酚與15％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))NaOH溶液反應(yīng)的產(chǎn)物(約1.3小時(shí))，反應(yīng)過程中控溫80℃和水相pH＞10。反應(yīng)13小時(shí)后，冷至室溫，分出下部油層，水層用二氯甲烷(20mL×3)萃取，合并的有機(jī)相經(jīng)水洗、無水MgSO4干燥。蒸出二氯甲烷，回收過量1，2-二溴甲烷。殘留液體置于冰箱內(nèi)，有固體析出，抽濾，乙醚重結(jié)晶的無色片狀晶體15.7g，產(chǎn)率97％。
第二步在攪拌和冰水浴冷卻下，往28mL正丙胺與40mL 85％乙醇的混合溶液中滴加4.1g(0.015mol)1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷與20mL 85％乙醇的混合溶液，回流反應(yīng)12小時(shí)。自然冷卻后常壓蒸去過量正丙胺，攪拌下將產(chǎn)物緩慢到入20mL 29％氫溴酸溶液中，析出淡黃色固體，抽濾后經(jīng)四氯化碳洗滌，得白色粉末狀固體4.0g，產(chǎn)率93％。
第三步在冰水浴冷卻、攪拌下，往裝有尾氣吸收裝置、放有0.91g(0.0033mol)三氯甲基碳酸酯與20mL氯仿的混合溶液的三口燒瓶中，滴入3.29g(0.01mol)N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽(中間體II)與2.1mL(0.015mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，滴完后反應(yīng)0.5小時(shí)，繼續(xù)滴入0.68g(0.01mol)咪唑與1mL(0.007mol)三乙胺、20mL氯仿配成的混合液，回流反應(yīng)7h。反應(yīng)完全后回收溶劑，加入大量水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑(體積比1∶1)重結(jié)晶，得白色固體3.0g，產(chǎn)率87％。
權(quán)利要求
1.一種氨基甲酰咪唑的制備方法，其特征在于包括如下步驟(1)1，2-二溴乙烷與2，4-二氯苯酚鈉在相轉(zhuǎn)移催化劑作用下反應(yīng)，合成1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷，稱為中間體I；所述相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨；1，2-二溴乙烷與2，4-二氯苯酚鈉溶液反應(yīng)時(shí)，控制pH＝8～14，回流5～15小時(shí)；反應(yīng)結(jié)束后分出油層，回收過量1，2-二溴甲烷，殘留液冷卻析固、抽濾、有機(jī)溶劑重結(jié)晶，得1-溴-2-(2，4-二氯苯氧基)乙烷。(2)在乙醇溶液中中間體I與正丙胺反應(yīng)，制備N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽，稱為中間體II；所述乙醇溶液的體積分?jǐn)?shù)為75～100％，中間體I與正丙胺反應(yīng)的回流時(shí)間為10～30小時(shí)。(3)在三氯甲基碳酸酯和三乙胺存在的條件下，通過一鍋法使中間體II與咪唑縮合，合成N-正丙基-N-[2-(2，4-二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑；反應(yīng)完全后回收溶劑，加入水洗滌殘留固體，甲苯與石油醚混合溶劑重結(jié)晶，得N-正丙基-N-[2-(2，4-二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(1)中重結(jié)晶所用的有機(jī)溶劑為石油醚、正己烷或乙醚。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于步驟(2)中，乙醇溶液中中間體I與正丙胺反應(yīng)完全后回收溶劑和過量三乙胺，殘余物用氫溴酸處理，析固、抽濾、有機(jī)溶劑洗滌，得N-2-[(2，4-二氯苯氧)乙基]丙胺氫溴酸鹽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于處理殘余物所用氫溴酸的濃度為15％～48％質(zhì)量。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于洗滌所用的有機(jī)溶劑為石油醚、正己烷、乙醚、或四氯化碳。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中，往三氯甲基碳酸酯的氯仿溶液中滴入中間體II和三乙胺的氯仿溶液，再加入咪唑和三乙胺的氯仿溶液，回流反應(yīng)4～8小時(shí)，合成N-正丙基-N-[2-(2，4-二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑；三乙胺與中間體II的摩爾比為1.0～2.5∶1。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種氨基甲酰咪唑的制備方法，是以2，4－二氯苯酚、1，2－二溴乙烷、正丙胺、咪唑、三氯甲基碳酸酯為原料，利用非光氣路線，通過簡單易行的一鍋法，合成N－正丙基－N－[2－(2，4－二氯苯氧基)乙基]氨基甲酰咪唑，本發(fā)明摒棄了傳統(tǒng)的高溫、高真空減壓蒸餾等不利于大規(guī)模合成的工藝，采用冷卻、抽濾、重結(jié)晶、洗滌等溫和的環(huán)保的技術(shù)條件，得到高產(chǎn)率的氨基甲酰咪唑。
文檔編號C07D233/00GK1743317SQ200510037299
公開日2006年3月8日 申請日期2005年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年9月16日
發(fā)明者汪朝陽, 李淑璉, 鄭綠茵, 郭維 申請人:華南師范大學(xué)