2_对_氯苯基_5_三氟甲基吡咯_3_腈的合成_来虎钦_图文

2003 年 6 月

贵州化 工

第 28 卷第 3 期

Guizhou Chemical Industr y

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2 ( 对 氯苯基) 5 三氟甲基吡咯 3 腈的合成

来虎钦 穆金霞 曾庆斌
( 浙江工业大学化学工程学院, 浙 江杭州, 310014)

摘 要 以对氯苯甘氨酸为原料, 在催化剂的作用下生成 4 ( 对 氯 苯基) 2 三 氟甲基 3 恶唑 5 酮, 再在碱 性

条件下生成 2 ( 对 氯苯基) 5 三氟甲 基吡咯 3 腈, 收率为 86 1% , 纯度达 97% 以上 。此操作 简便, 反应条件比较 温

和, 对环境的污染较小, 适合于工业化生产。

关键词 溴虫腈 三氟甲基吡咯 合成

中图分类号 T Q 252 2

文献标识 码 A

文章编号 1008- 9411( 2003) 03- 0027- 02

1 前言
杂环化合物在医药、农药等方面已得到广泛的 应用。在吡咯环上加入三氟甲基将增加原有分子的 生物活性和酯溶性, 使三氟甲基和有关的含氟元素 的杂环化合物的合成日益受到人们的重视。
在合成含有三氟甲基的吡咯环化合物时, 通常 采用的方法为直接对吡咯环进行三氟甲基化和转化 吡咯环分子中的甲基、三氯甲基或羧基等官能团成 为三氟甲基, 此方法不仅反应步骤多, 操作不方便, 而且总收率不高, 反应所采用的试剂价格贵, 毒性高 等特点, 因此受到了限制。本试验采用三氟甲基的 合成片断直接合成三氟甲基吡咯环化合物即通过三 氟甲基恶唑酮与活化的碳 碳不饱和的 1, 3 偶极环 加成反应合成三氟甲基吡咯的方法。
通过碱诱导的串联 M icheal 加成成 类 Mannich 加成 脱羧反应[ 1~ 3] 从三氟甲基恶唑酮合成三氟甲 基吡咯类化合物。恶唑酮在催化剂三乙胺存在下能 与缺电子的不饱和键发生 M icheal 反应[ 4] 。三氟甲 基恶唑酮与 2 氯丙烯腈在很温和的条件下发生反应 生成三氟甲基吡咯化合物。这种方法更为简便地从 三氟甲基恶唑酮合成三氟甲基吡咯的方法( 式中 R 为对氯苯基) 。
反应过程被认为涉及到一个串联的 M icheal 加 成 类 M annich 加成 脱羧反应, 其过 程如下面的反 应式( R 为对氯苯基) 。
2 实验部分
2. 1 主要原料

对氯苯甘氨酸: 化学纯, 常州化工厂; 三氯化磷: 化学纯, 中国医药上海化学试剂公司; 三乙氨: 化学 纯, 巨化集团公司试剂厂; 乙腈: 化学纯, 上海凌峰化 学试剂有限公司; 2 氯丙烯腈: 化学纯, 上海农药研 究所。 2. 2 反应式:
2. 3 实验过程 2. 3. 1 4 ( 对 氯苯基) 2 三氟甲基 3 恶唑 5 酮的合 成
在配有搅 拌器、回流冷 凝器和温度计 的 250ml 四口烧瓶中放入对氯苯甘 氨酸 50g ( 0 025mol) , 慢 慢加入三氟乙酸 42 7g( 0 0375mol) , 加入适量的催 化剂三乙氨和三氯化磷, 然后加热到 65 , 保温 5h, 冷却到室温, 减压蒸馏得到 4 ( 对 氯苯基) 2 三氟甲 基 3 恶唑 5 酮( 中间体) , 收率 93 1% 。 2. 3. 2 2 ( 对 氯苯基) 5 氟甲基吡咯 3 腈的合成
加中间体 7 1g( 0 025mol) 于烧瓶中, 加 2 氯丙 烯腈 5 3g ( 0 06mol) , 滴加定量的催化剂, 加完后回 流 2~ 2 5h, 冷却到室温, 加入适量冷水, 过滤固体

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Guizhou Chemical Industry

第 28 卷第 3 期

产物得到粗产品, 用二氯甲烷重结晶, 干燥得白色固 体; 收率为 86 1% ; 熔点为 238~ 241 。
3 结果与讨论

3. 1 溶剂的选择 在相同工艺条件下, 对不同的溶剂分别进行实
验, 实验结果如下:
表 1 溶剂对收率的影响

溶剂 收率( % )

甲苯 30

四氢呋喃 试剂 A

39

44

试剂 B 56

由表 1 中得到, 溶剂可选为试剂 B。 3. 2 溶剂量对结果的影响
在相同工艺条件下, 对不同的溶剂量分别进行 实验, 实验结果如下: 投料量为 0 02mol。
表 2 溶剂量对收率的影响

溶剂量( ml) 30

45

60

75

90

收率( % )

34 56. 5 57. 9 56. 4 45

由表 2 可以看出, 改变溶剂的量对结果有一定 的影响, 溶剂量较少时反应物不能完全溶解, 致使收 率比较低, 溶剂较多的时对收率的影响比较小。因 此, 选择溶剂的量即为将原料完全溶解即可。 3. 3 反应时间的选择
在相同工艺条件下, 对不同的反应时间分别进 行实验, 实验结果如下表所示:
表 3 反应时间对收率的影响

反应时间( h) 1. 5

2. 0

4. 0

4. 0

收率( % )

40. 8

47

46. 9

46

由表 3 可以看出, 随着时间的延长, 收率将有所 增加, 但当超过 2h 时, 收率变化不大, 因此选 2h 作 为最佳反应时间。

3. 4 投料量对收率的影响 在相同工艺条件下, 对不同的投料比( 中间体 2
氯丙烯腈) 分别进行实验, 实验结果如下表所示
表 4 投料比对收率的影响

投料比( mol 比) 收率( % )

1 1. 8 63. 2

1 2. 0 65. 2

1 2. 3 60. 9

由上表可知, 随着投料比的加大, 收率将有所增 加, 但当达到一 定值时, 心率 有所下 降, 因此选 1 2 0 作为最佳投料比。

4 结论

选容易制备的三氟甲基恶唑酮作为带三氟甲基 的合成 片 断通 过 1, 3 偶 极环 加 成反 应 和串 联 的 M icheal 加成 类 M annich 加成 脱羧消除反应方便地 合成了三氟甲基吡咯化合物。2 ( 对 氯苯基) 5 三 氟甲基吡咯 3 腈是合成农药溴虫腈的重要中间体。 此实验条件比较的温和, 收率也比较高, 容易工业化 大生产。

参 考文 献 1 田伟生, 罗雍容. 从容易制备的三氟甲 基恶唑酮直 接合成
三氟甲基吡咯及其有关化合物. 化 学学报, 1994, 52: 1126 ~ 1132 2 Doehner . M anufacture of 4 ary l 2 per fluoroalky1 3 o xazoline 5 onefromary lgline. U S 5453508, 1995 3 俞凌羽中. 有机化学中的 人名反应. 北京: 科学出版社, 1984 4 A ddor . Process for the pr epar ation of insecticidal acur icidal and nematicidal, 2 r yl 5 ( tr ifluomethyl) py rrole compounds. US 5030735, 1991
( 收稿日期 2003-03-12)

Synthesis of 2 ( p Chloropheny) 5 ( Trifluoromethyl) Pyrrol 3 Carbonitrile
L ai H uqi ng Mu J inx i a Zen Qinbin ( College of Chemical Engineering, Zhejiang Universit y of T echnology, Hang zhou 310014)
Abstract: T his article int roduces a convenient preparation of 2 ( p chloropheny l) 5 ( t rif luoromet hyl) pyrrole 3 carbonit rile from p chorophenyglycine, t he y ield can reach 86. 1% and t he purit y of the product can reach over 97% 。T his technology is easy and t he condit ion is sof t, so it is suit able for large scale product.
Key words: Chlorfenapyr, t rif luoromethylpyrrol, synthesis

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