靛红酸酐的合成方法及 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成 方法 【技术领域】
本发明涉及农药中间体化合物技术领域, 尤其涉及一种靛红酸酐的合成方法及 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成方法。背景技术
靛红酸酐, 又叫依托酸酐、 N- 羧鄰胺苯甲酐、 羧鄰胺苯甲酐, 英文名称为 4H-3, 1-benzoxazine-2, 4(1H)-dione, CAS 登录号为 118-48-9, 分子式为 C8H5NO3, 相对分子量为 163.13, 结构式如 (I) 所示 :
靛红酸酐既能与亲电试剂反应, 又能与亲核试剂反应, 是一种有用的化学中间体, 广 泛应用于农用化学品、 染料、 颜料、 香料、 香精、 医药、 发泡剂、 阻燃剂等精细化工产品的合成。
现有技术公开了多种靛红酸酐的合成方法, 如将邻氨基苯甲酸溶解于热水和浓盐 酸中, 通入光气即可产生靛红酸酐 ; 或者邻苯二甲酰亚胺与次氯酸钠发生氧化反应得到靛 红酸酐 ; 或者以邻苯二甲酸酐和叠氮化合物为原料反应制备靛红酸酐等。 其中, 邻氨基苯甲 酸与光气反应生成靛红酸酐的方法由于简便易行、 反应迅速而最为常用, 将光气通入邻氨 基苯甲酸的热水和浓盐酸溶液中, 即可析出靛红酸酐。但是, 分子式为 COCl2 的光气是剧毒 物质, 具有强刺激性和窒息性, 以光气为原料制备靛红酸酐要求严格控制反应条件, 以免光 气逸出对人体造成伤害。此外, 在制备过程中需要使用过量的邻氨基苯甲酸以便将光气反 应完全, 因此, 得到的靛红酸酐含有大量邻氨基苯甲酸, 纯度较低。
目前, 国内普遍采用靛红酸酐路线合成除草剂苯达松, 包括以下步骤 : 合成靛红酸 酐; 靛红酸酐与异丙胺在有机溶剂中发生酰胺化反应生成中间体 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰 胺; 所述 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺与氯磺酸、 2- 甲基吡啶发生磺化反应形成复盐 ; 所述 复盐在三氯氧磷的作用下合成苯达松。 但是, 由于靛红酸酐一般在水介质中合成, 需要将靛 红酸酐提取、 纯化、 干燥后才能在有机溶剂中进行酰胺化反应, 增加了操作步骤, 延长了生 产周期。而且现有的靛红酸酐产品纯度较低, 含有的邻氨基苯甲酸等杂质也存在于中间体 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺及最终产品苯达松中, 导致苯达松制剂质量不稳定, 长期放置 会产生沉淀、 发生浑浊现象。
发明内容
有鉴于此, 本发明所要解决的技术问题在于提供一种靛红酸酐的合成方法及N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成方法, 通过本发明提供的方法得到的靛红酸酐产率较 高、 纯度较高 ; 本发明提供的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成方法操作步骤简单, 生产周 期较短。
本发明提供了一种靛红酸酐的合成方法, 包括 :
向邻氨基苯甲酸溶液中滴加二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液, 回流反应得到靛红酸酐。
优选的, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液的滴加速度为 0.05gL-1h-1 ~ 0.5gL-1h-1。
优选的, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与所述邻氨基苯甲酸的摩尔比为 0.34 ~ 0.40 ∶ 1。
本发明还提供了一种 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成方法, 包括 :
a)、 向邻氨基苯甲酸溶液中滴加二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液, 回流反应得到靛红酸 酐溶液 ;
b)、 向所述靛红酸酐溶液中滴加异丙胺, 反应得到 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺。
优选的, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液的滴加速度为 0.05gL-1h-1 ~ 0.5gL-1h-1。
优选的, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与所述邻氨基苯甲酸的摩尔比为 0.34 ~ 0.40 ∶ 1。 优选的, 所述步骤 a) 中, 所述回流反应的温度为 60℃~ 90℃。
优选的, 所述异丙胺与所述邻氨基苯甲酸的摩尔比为 1.0 ~ 1.5 ∶ 1。
优选的, 所述步骤 b) 中, 所述反应的温度为 50℃~ 65℃。
优选的, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液为二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯的氯仿溶液、 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯的二氯甲烷溶液、 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯的二氯乙烷溶液、 二 ( 三氯甲 基 ) 碳酸酯的苯溶液或二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯的甲苯溶液。
与现有技术相比, 本发明以邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为原料反应制 备靛红酸酐。二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为固体物质, 能够在有机溶剂介质中与邻氨基苯甲酸 发生反应生成靛红酸酐, 该反应为均相反应, 产率较高 ; 且二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯反应量相 对可控, 无需加入过量邻氨基苯甲酸, 因此得到的靛红酸酐纯度较高。 另外, 与光气相比, 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯毒性较低, 运输、 贮藏和使用均较为安全, 使得合成过程较为清洁、 毒性 较低, 不会对人体造成伤害。
邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯在有机溶剂中反应生成靛红酸酐后, 无需 对所述靛红酸酐进行提取、 纯化、 干燥等操作即可直接加入异丙胺进行酰胺化得到 N- 异丙 基 -2- 氨基苯甲酰胺, 即以邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为原料可以 “一锅法” 生 产 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺, 减少了操作步骤, 缩短了生产周期, 易于实现工业化生产。 此外, 由于得到的靛红酸酐纯度较高, 不会影响后续制备的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺及 最终产品苯达松, 使得到的苯达松质量稳定。
附图说明
图 1 为本发明实施例提供的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的液相色谱图。 具体实施方式
本发明提供了一种靛红酸酐的合成方法, 包括 :向邻氨基苯甲酸溶液中滴加二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液, 回流反应得到靛红酸酐。
本发明以邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为原料, 在有机溶剂中发生反应 生成靛红酸酐。
邻氨基苯甲酸具有式 (II) 结构, 与具有式 (I) 结构的靛红酸酐结构较为相近。
二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯, 又名固体光气或三光气, 化学式为 C3O3Cl6, 毒性较低, 在运 输、 贮藏和使用过程中较为安全。
按照本发明, 首先配制邻氨基苯甲酸溶液和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液, 具体包括 以下步骤 :
将邻氨基苯甲酸与有机溶剂混合, 升温搅拌至溶解后, 得到邻氨基苯甲酸溶液 ;
将二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶解在有机溶剂中, 得到二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液。
按照本发明, 所述邻氨基苯甲酸溶液的浓度优选为 0.05g/L ~ 0.5g/L, 更优选为 0.1g/L ~ 0.4g/L, 最优选为 0.15g/L ~ 0.3g/L ; 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液的浓度优 选为 0.2g/L ~ 0.7g/L, 更优选为 0.3g/L ~ 0.6g/L, 最优选为 0.4g/L ~ 0.5g/L。
所述有机溶剂优选为氯仿、 二氯甲烷、 二氯乙烷、 苯或甲苯, 更优选为二氯甲烷或 二氯乙烷, 最优选为二氯乙烷。
为了使反应更为充分、 得到的产物中含有尽量少的杂质, 本发明将二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液滴加到邻氨基苯甲酸溶液中。 在本发明中, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液的滴 加速度应当尽量缓慢, 以便二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与邻氨基苯甲酸充分反应 ; 但是滴加速度 过慢会延长生产周期, 不利于工业化生产, 因此, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液的滴加速 -1 -1 -1 -1 度优选为 0.05gL h ~ 0.5gL h , 更优选为 0.1gL-1h-1 ~ 0.4gL-1h-1, 最优选为 0.2gL-1h-1 ~ 0.3gL-1h-1。
在滴加的过程中, 邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯在有机溶剂中发生反应, 通过加成缩合、 闭环脱去氯化氢后得到靛红酸酐, 反应式如下 :
但是, 由于二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯中含有三个 COCl 基团, 在滴加过程中并不能反应完全, 为了使反应更完全, 得到纯度较高的靛红酸酐, 在二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液滴加 完毕后继续进行回流反应, 邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯继续发生加成缩合、 闭环 脱去氯化氢的反应。
在二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与邻氨基苯甲酸的回流反应过程中, 回流温度和反应时 间的控制对靛红酸酐的产率和纯度具有重要意义 : 温度过低时, HCl 难以逸出, 从而影响反 应的顺利进行, 使反应产率低、 产物纯度低 ; 而温度过高, 靛红酸酐会分解并发生其他副反 应, 产生副产物影响其纯度、 降低其产率。在本发明中, 所述回流反应的温度优选为 50℃~ 100℃, 更优选为 60℃~ 90℃, 最优选为 70℃~ 80℃。 对于回流反应的时间来说, 时间过短, 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与邻氨基苯甲酸反应不完全, 靛红酸酐的产率和纯度均较低 ; 而时间 过长, 靛红酸酐会分解并发生其他副反应, 影响产率和纯度。在本发明中, 所述回流反应的 时间优选为 2h 以上, 更优选为 3h ~ 10h, 最优选为 3h ~ 5h。
本发明以二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为原料, 其与邻氨基苯甲酸的反应量是可控的, 因 此本发明优选将二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与邻氨基苯甲酸的摩尔比控制在合理范围之内, 避 免原料过量影响产物的纯度。在本发明中, 所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯与所述邻氨基苯甲 酸的摩尔比优选为 0.34 ~ 0.40 ∶ 1, 更优选为 0.35 ~ 0.38。 需要说明的是, 所述回流温度和回流反应时间可以根据反应原料的添加量和反应 原料的浓度进行调整, 以便获得最佳的产率和纯度。这些调整对于本领域技术人员来说是 无需付出创造性劳动的, 因此, 也落入本发明的保护范围之内。
与光气相比, 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯不仅毒性较低, 而且能够溶解在有机溶剂中与 邻氨基苯甲酸发生反应, 由于反应量相对可控, 无需加入过量邻氨基苯甲酸, 因此能够得到 产率、 纯度较高的靛红酸酐。 实验表明, 采用本发明提供的方法合成的靛红酸酐纯度可以达 到 99.1%, 收率可以达到 96.5%。此外, 由于所述靛红酸酐在有机溶剂介质生成, 无需经过 提取、 提纯、 干燥等处理即可作为中间体与其他原料反应制备农用化学品、 染料等精细化工 产品, 如可以与异丙胺继续发生反应生成 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺, 实现 “一锅法” 生产 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺。
按照本发明, 邻氨基苯甲酸与二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯生成靛红酸酐后, 无需将 靛红酸酐提纯, 而是直接向所述靛红酸酐溶液中滴加异丙胺进行反应, 即可得到 N- 异丙 基 -2- 氨基苯甲酰胺, 反应如下 :
按照本发明, 所述异丙胺与所述邻氨基苯甲酸的摩尔比优选为 1.0 ~ 1.5 ∶ 1, 更 优选为 1.1 ~ 1.4 ∶ 1。所述异丙胺与所述邻氨基苯甲酸进行反应的温度优选为 50℃~ 65℃, 更优选为 55℃~ 60℃ . ; 反应时间优选为 2h 以上, 更优选为 3h ~ 10h, 最优选为 3h ~ 5h。
为了使反应更充分, 本发明将所述异丙胺滴加到所述邻氨基苯甲酸中, 优选为 2h
以上滴加完毕。 所述异丙胺的滴加时间与所述异丙胺的用量有关, 用量较多时, 滴加速度可 以稍快 ; 用量较小时, 滴加速度可以稍慢, 本领域技术人员可以根据具体情况进行滴加速度 的调整 ; 另外, 本领域技术人员也可以根据 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的生产周期调整异 丙胺的滴加速度。
N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺是生产除草剂苯达松的中间体, 得到 N- 异丙基 -2- 氨 基苯甲酰胺之后即可继续进行苯达松的合成。
邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯在有机溶剂中反应生成靛红酸酐后, 无需 对所述靛红酸酐进行提取、 纯化、 干燥等操作即可直接加入异丙胺进行酰胺化得到 N- 异丙 基 -2- 氨基苯甲酰胺, 即以邻氨基苯甲酸和二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯为原料可以 “一锅法” 生 产 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺, 减少了操作步骤, 缩短了生产周期, 易于实现工业化生产。 此外, 由于得到的靛红酸酐纯度较高, 不会影响后续制备的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺及 最终产品苯达松, 使得到的苯达松质量稳定。实验表明, 采用本发明提供的方法合成 N- 异 丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的纯度可达到 99.3%, 收率可达到 90%以上。
为了进一步说明本发明, 下面结合实施例对本发明提供的靛红酸酐的合成方法及 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的合成方法进行详细描述。 实施例 1
向装有搅拌器、 温度计和循环冷凝装置的 500mL 四口瓶中加入 20g 市售的、 纯度为 98%的邻氨基苯甲酸和 150mL 二氯乙烷, 开启搅拌器和循环冷凝装置, 升温至 68℃, 搅拌至 邻氨基苯甲酸完全溶解, 得到邻氨基苯甲酸溶液 ; 将 16g 市售的二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶解 在 40mL 二氯乙烷中, 得到二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 ; 将所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 缓慢滴加至所述邻氨基苯甲酸溶液中, 2h 滴完, 然后升温至 75℃回流反应 2h, 得到靛红酸 酐溶液。降至室温后, 将所述靛红酸酐溶液抽滤, 干燥后称重为 22.7g。对所述干燥物进行 液相色谱测定, 其中靛红酸酐含量为 99.1%, 收率为 96.5%。
实施例 2
向装有搅拌器、 温度计和循环冷凝装置的 500mL 四口瓶中加入 20g 市售的、 纯度为 98%的邻氨基苯甲酸和 150mL 二氯乙烷, 开启搅拌器和循环冷凝装置, 升温至 68℃, 搅拌至 邻氨基苯甲酸完全溶解, 得到邻氨基苯甲酸溶液 ; 将 16g 市售的二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶解 在 40mL 二氯乙烷中, 得到二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 ; 将所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 缓慢滴加至所述邻氨基苯甲酸溶液中, 2h 滴完, 然后升温至 80℃回流反应 2h, 得到靛红酸 酐溶液 ;
将所述靛红酸酐溶液降温至 55℃, 缓慢滴加 12g 异丙胺, 2h 滴完, 然后保温反应 1h, 得到 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺溶液, 将所述溶液抽滤, 向抽滤物中加入 150mL 水, 升 温脱除二氯乙烷后降至室温, 再次抽滤, 65℃烘干, 将干燥物称重, 为 23.5g。对所述干燥物 进行液相色谱测定, 结果见图 1 和表 1, 图 1 为本发明实施例提供的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲 酰胺的液相色谱图, 表 1 为本发明实施例提供的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的液相色谱的 分析结果表。
表 1 本发明实施例提供的 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的液相色谱的分析结果
由图 1 和表 1 可知, N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的含量为 99.3%, 收率为 91%。 实施例 3向装有搅拌器、 温度计和循环冷凝装置的 500mL 四口瓶中加入 20g 市售的、 纯度为 98%的邻氨基苯甲酸和 150mL 二氯乙烷, 开启搅拌器和循环冷凝装置, 升温至 68℃, 搅拌至 邻氨基苯甲酸完全溶解, 得到邻氨基苯甲酸溶液 ; 将 17g 市售的二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶解 在 40mL 二氯乙烷中, 得到二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 ; 将所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 缓慢滴加至所述邻氨基苯甲酸溶液中, 2h 滴完, 然后升温至 70℃回流反应 2h, 得到靛红酸 酐溶液 ;
将所述靛红酸酐溶液降温至 55℃, 缓慢滴加 12.5g 异丙胺, 2h 滴完, 然后保温反应 1h, 得到 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺溶液, 将所述溶液抽滤, 向抽滤物中加入 150mL 水, 升 温脱除二氯乙烷后降至室温, 再次抽滤, 65℃烘干, 将干燥物称重, 为 23.3g。对所述干燥物 进行液相色谱测定, 其中, N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的含量为 99.3%, 收率为 90.9%。
实施例 4
向 5000L 反应釜内加入 200kg 市售的、 纯度为 98%的邻氨基苯甲酸和 1500L 二氯 乙烷, 搅拌升温至 70℃使邻氨基苯甲酸完全溶解, 得到邻氨基苯甲酸溶液 ; 将 170kg 市售的 二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶解在 400L 二氯乙烷中, 得到二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液 ; 将所述二 ( 三氯甲基 ) 碳酸酯溶液缓慢滴加至所述邻氨基苯甲酸溶液中, 2h 滴完, 然后升温至 85℃回 流反应 2h, 得到靛红酸酐溶液 ;
将所述靛红酸酐溶液降温至 53℃, 缓慢滴加 125kg 异丙胺, 3h 滴完, 然后保温反应 2h, 得到 N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺溶液, 将所述溶液抽滤, 向抽滤物中加入 150mL 水, 升 温脱除二氯乙烷后降至室温, 再次抽滤, 65℃烘干, 将干燥物称重, 为 23.3g。对所述干燥物 进行液相色谱测定, 其中, N- 异丙基 -2- 氨基苯甲酰胺的含量为 99.3%, 收率为 90.7%。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想。应当指出, 对 于本技术领域的普通技术人员来说, 在不脱离本发明原理的前提下, 还可以对本发明进行 若干改进和修饰, 这些改进和修饰也落入本发明权利要求的保护范围内。