甲氧苄氟菊酯的改进合成

2025/4/24 9:43:29 作者:南星

简介

甲氧苄氟菊酯,英文名Metofluthrin,分子式C18H20F4O3,CAS: 240494-70-6,分子量360.13,淡黄色透明液体,难溶于水,几乎溶于所有的有机溶剂。甲氧苄氟菊酯是日本住友化学公司开发的挥发性高且杀虫活性卓越的家庭用卫生拟除虫菊酯类杀虫剂,该药剂对各种蚊子的药效为目前蒸散药剂的十几至几十倍,且对人畜低毒、易降解、低残留、对环境友好,适合作为携带式液体蚊香的主要成分,避免了在野外使用点燃式蚊香引发火灾的可能性,甲氧苄氟菊酯是WHO推荐用于防治卫生害虫的农药品种之一。

背景技术

甲氧苄氟菊酯自问世以来市场需求大,应用前景广阔。在生产中以2,2-二甲基-3-(1-丙烯基)环丙烷羧酸(酯)为原料,与2,3,5,6-四氟-4-甲氧基甲基苯甲醇发生酯化反应或酯交换反应制备甲氧苄氟菊酯,原料成本较高,且2,2-二甲基-3-(1-丙烯基)环丙烷羧酸的合成存在着后处理较复杂,且存在较大的环境污染问题,所以对甲氧苄氟菊酯的合成工艺进行研究具有较高的价值。

合成方法

(1)以第一菊酸(33.6g,0.2mol)为原料,以甲醇作反应物及溶剂,以浓硫酸作催化剂,在回流(65℃)下进行酯化反应,生成第一菊酸甲酯,除去催化剂后,第一菊酸甲酯不经分离,以其甲醇溶液的形式直接用于臭氧氧化反应,臭氧氧化温度为0℃,臭氧通入时间为1.5h,然后在Pd/C催化下经H2在室温(25℃)常压下还原,得2,2-二甲基-3-甲酰基环丙烷羧酸甲酯(蒈醛酸甲酯),氢气流量为2.5L/h,通入时间为3h,生成蒈醛酸甲酯收率为84.9%,纯度94.7%。

(2)将三苯基磷与溴乙烷在回流下(40℃)反应20h,得三苯基乙基溴化磷,将甲醇钠加入至三苯基乙基溴化磷的四氢味喃的悬浮液中,10℃下加入蒈醛酸甲酯,经Wittig反应生成偏一菊酸甲酯,反应3h, Wittig反应完成,加水后补加少量氢氧化钠,蒸出四氢呋喃后,继续在回流下(100℃)进行水解反应生成偏一菊酸,最后进行水蒸汽蒸馏,馏出液经分层、干燥得到较纯净的偏一菊酸产品,较合适的原料摩尔比为蒈醛酸甲酯:三苯基乙基溴化磷:甲醇钠:补加NaOH=1:1.2:1.44:1,偏一菊酸收率为83.4%,纯度97.0%,三苯基氧磷回收率为61.1%。

(3)在25℃下,将制备的偏一菊酸以三氯化磷为酰氯化试剂进行酰氯化后生成偏一菊酰氯,原料摩尔比为偏一菊酸:三氯化磷=2.8:1,然后偏一菊酰氯与2,3,5,6-四氟-4甲氧甲基苄醇在25℃以碳酸钠为缚酸剂发生酯化反应,生成甲氧苄氟菊酯,原料摩尔比为:偏一菊酸:2,3,5,6-四氟-4甲氧基甲基苄醇:碳酸钠=1.2:1:1.5。反应结束后,滤除固体,母液调至pH=10,分液。水相调至将pH=5后,经甲苯萃取,脱溶剂后得到偏一菊酸,回收进行下一批的酰氯化反应;有机相脱除溶剂后得到甲氧苄氟菊酯,收率为92.5%,纯度为97.0%,总收率(以第一菊酸计)为65.5%。

甲氧苄氟菊酯的合成路线

参考文献

[1]曹长辉. 甲氧苄氟菊酯的合成研究[D]. 浙江:浙江大学,2011.

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