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19719-28-9 / 2,4-二氯苯乙酸的應用

背景及概述[1][2]

2,4-二氯苯乙酸是新型殺蟲、殺螨劑螺螨酯的關鍵中間體。螺螨酯系拜耳公司開發的螺環季酮酸(具有環狀酮一烯結構的氧代丁內酯)類殺蟲、殺螨劑,它是“螨危”的有效成分,螺螨酯有著與現有殺螨劑完全不同的作用機制,它通過抑制螨害體內的脂肪合成破壞螨蟲的能量代謝活動,最終殺死螨害,故與現有殺螨劑不存在交互抗性問題。拜耳杭州科學公司于2005 年將24%的螨危懸浮劑引入了中國市場,具有較好的商業前景。目前國內并沒有關于2,4-二氯苯乙酸相關合成工藝的報道,因此探索一條經濟合理的2,4-二氯苯乙酸的合成工藝路線對螺螨酯在國內工業化的生產具有重要意義。文獻報道該化合物主要有如下合成路線:氯芐催化羰基化,以2,4-二氯氯芐為原料,在高溫、高壓條件下氯化鈀催化羰基化一步合成2,4-二氯苯乙酸。此合成方法綠色環保,但是反應需在高溫、高壓條件下完成,對儀器設備要求高,操作難度大;利用價格昂貴的氯化鈀作催化劑,回收難度大,難以實現工業化生產

應用[2-4]

2,4-二氯苯乙酸是新型殺蟲、殺螨劑螺螨酯的關鍵中間體。螺螨酯(spirodiclofen)是拜耳公司開發的全新結構的季酮螨酯類低毒殺螨劑,具有觸殺和胃毒作用,但無內吸活性。殺螨譜廣、持效期長、兼殺卵和幼螨。螺螨酯主要抑制螨的脂肪合成,阻斷螨的能量代謝,對于螨的各個發育階段都有效,特別是殺卵活性突出,與現有殺螨劑之間無交互抗性,適用于用來防治對現有殺螨劑產生抗性的有害螨類。有研究開發一種螺螨酯及其中間體的制備方法。以羥基環已基甲酸甲酯、2,4-二氯苯乙酸、在三氯氧磷或三氯化磷作用下,一步制得3-(2,4-二氯苯基)-2-氧代-1-氧雜螺[4,5]癸-3-烯-4-醇,最后與2,2-二甲基丁酰氯反應得到螺螨酯。該工藝反應時間短,反應溫度低,收率能提高10%以上(以2,4-二氯苯乙酸計)。該路線適于工業化。其合成路線如下:

2,4-二氯苯乙酸的應用

此外,2,4-二氯苯乙酸還可用于制備一種黑枸杞培養基,包括大量元素組分、微量元素組分、鐵鹽組分、有機物組分、植物激素組分、肌醇、瓊脂粉和蔗糖;所述大量元素組分包括:硝酸鉀、硝酸銨、二水氯化鈣、七水硫酸鎂和磷酸二氫鉀;所述微量元素組分包括:碘化鉀、硼酸、硫酸錳、七水硫酸鋅、鉬酸鈉、五水硫酸銅和氯化鈷;所述鐵鹽組分包括:硫酸亞鐵和乙二胺四乙酸二鈉;所述有機物組分包括:煙酸、鹽酸吡哆醇、鹽酸硫胺素和甘氨酸;所述植物激素組分包括:2,4-二氯苯乙酸、α-萘乙酸和6-芐基氨基嘌呤;所述培養基用酸堿指示劑將pH調至5.8-6.0。所提供的黑枸杞培養基,配方組成合理,成分易得,能夠讓黑枸杞的莖、葉在無菌環境下分化,誘導出種苗,打破莖、葉在自然環境下繁殖率低的問題。

2,4-二氯苯乙酸還可用于制備一種四氟醚唑中間體。四氟醚唑屬于第二代三唑類殺菌劑,分子結構中含氟,殺菌活性比是第一代的2~3倍,殺菌譜廣、高效、持效期長達4~6周,具有保護和治療作用,并有很好的內吸傳導性能。適宜作物禾谷類作物如小麥、大麥、燕麥、黑麥等,果樹如香蕉、葡萄、梨、蘋果等,蔬菜如瓜類,甜菜,觀賞植物等??梢苑乐伟追劬鷮?、病銹菌屬、喙孢屬、核腔菌屬和殼針孢屬菌引起的病害如小麥白粉病、小麥散黑穗病、小麥穎祜病、高梁絲黑穗病和葡萄白粉病等。有研究開發一種四氟醚唑中間體的合成方法,以2,4-二氯苯乙酸為原料,包括以下步驟:以2,4-二氯苯乙酸為原料,包括以下步驟:(1)將原料加入到單口瓶中,再加入甲醇和濃硫酸進行回流反應,反應時間為0.5~1h,然后旋干、加入丙烯酸乙酯溶解、清洗、干燥、旋干得化合物1;(2)將化合物1、多聚甲醛、碳酸鉀和二甲基亞砜混合后在65℃的條件下進行反應,反應時間1~1.5h,冷卻,倒入水中,再經PE萃取、濃鹽水洗、干燥、旋干得化合物2。本發明的合成方法,中間產物不需做任何處理即可制備下一步中間體,從而簡化了工序,適應產業化生產。

制備 [1]

以2,4-二氯氯芐為原料,經氰化和堿性水解,中間產物不經分離純化,直接用于合成2,4-二氯苯乙酸。此路線原料經濟易得、操作簡單、反應條件溫和、適宜工業化生產。

2,4-二氯苯乙酸的應用

具體步驟為:向帶有溫度計和機械攪拌的500 mL 三頸燒瓶中加入27.1 g (95%,0.58 mol)氰化鈉和100 g 水,攪拌至溶解,再加入88.5 g(99%,0.5 mol)2,4-二氯芐氯,150 mL 1,2-二氯乙烷和1.5 g 相轉移催化劑正四丁基溴化銨,升溫至45~55℃,保溫反應10 h。待反應完畢,向反應體系中加入150 mL水,分液,水層用100 mL 1,2-二氯乙烷萃取2次,合并油層,常壓蒸出1,2-二氯乙烷后,冷卻至室溫,加入150 mL 二甲苯、56.5 g 氫氧化鈉和36 g 水,加熱到100~110℃,保溫反應2 h。待反應完全后,將反應液冷卻到60℃,攪拌加入100 mL水,125 mL(37%,0.49 mol) 濃鹽酸,在5~10℃下繼續攪拌2.5 h,抽濾,濾餅用200 mL 水分2 次洗滌。烘干,得白色至黃色粉末狀固體,經250 mL甲醇重結晶后得87.8 g 白色晶體2,4-二氯苯乙酸,液譜分析含量為99.0%以上,2 步總收率為84.8%。m.p.128.4 ~129.1℃

主要參考資料

[1] 2,4-二氯苯乙酸合成工藝研究

[2] CN108840846.一種螺螨酯及其中間體的制備方法

[3] CN108338050.一種黑枸杞培養基及其制備方法

[4] CN102993013. 四氟醚唑中間體的合成方法

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