本發(fā)明屬于農(nóng)藥技術(shù)領域，涉及一種茚蟲威殺蟲劑的制備方法。
背景技術(shù)：
茚蟲威是美國杜邦公司1992年開發(fā)，2001年登記上市的噁二嗪類殺蟲劑，其有效成分為indoxacarb，化學名：7-氯-2,3,4a,5-四氫-2-[甲氧基羰基(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲?；鵠茚并[1,2-e][1,3,4-]惡二嗪-4a-羧酸甲酯。它的殺蟲機理主要是作為鈉通道抑制劑，主要是阻斷害蟲神經(jīng)細胞中的鈉通道，導致靶標害蟲協(xié)調(diào)麻痹、最終死亡。藥劑通過觸殺和攝食進入蟲體，害蟲的行為迅速變化，致使害蟲迅速終止攝食，從而極好的保護了靶標作物。試驗表明茚蟲威與其它殺蟲劑無交互抗性。該殺蟲劑是噁二嗪類殺蟲劑的典型，也是第一個商業(yè)化的鈉鹽通道阻斷型殺蟲劑。該藥已在美國、日本、西歐等二十幾個國家注冊登記，該品種現(xiàn)在在我國已登記。
茚蟲威純品為白色結(jié)晶粉末?，F(xiàn)有生產(chǎn)工藝一般是通過7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯加氫脫掉芐基保護基，然后與n-氯甲酰基-n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯縮合制備而成?，F(xiàn)有工藝中用到的反應溶劑碳酸二甲酯及二乙氧基甲烷等溶劑，沸點較低，且反應過程中會副產(chǎn)甲苯，最終形成混合溶劑難以回收。同時現(xiàn)有生產(chǎn)工藝使用含水催化劑，反應過程中使用的中間體原料n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯不穩(wěn)定，遇水分解，反應過程中易產(chǎn)生雜質(zhì)，從而影響茚蟲威的產(chǎn)品含量。
因此，發(fā)明一種操作簡單可控，溶劑可回收的茚蟲威殺蟲劑的制備方法勢在必行。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供了一種操作簡單可控，溶劑可回收，成本低廉的合成方法，用甲苯代替碳酸二甲酯及二乙氧基甲烷等溶劑，避免形成混合溶劑，實現(xiàn)了溶劑的回收利用；同時采用四丁基溴化銨等相轉(zhuǎn)移催化劑，提高了加氫催化劑鈀碳及鉑碳催化活性，取消了反應體系中的水分，避免了n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯中間體原料的水解，降低了原料生產(chǎn)成本；同時采用石油醚及正己烷等非極性溶劑結(jié)晶產(chǎn)品，降低了產(chǎn)品在后處理過程中的損失，大大提高了產(chǎn)品收率。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案為：路線反應如下所示：
其制備步驟為：
1.向裝有甲苯的反應器中加入將7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯，其中7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯溶解在甲苯溶劑中，升溫至25-50℃，向反應器中加入加氫催化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑，然后向反應器中通入氫氣4h；
2.通氫完畢，取樣檢測，保證7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯原料反應完全(原料剩余量小于1％即為反應完全)，然后抽濾，將加氫催化劑及相轉(zhuǎn)移催化劑抽濾出來(催化劑為固體懸浮物，要求抽濾濾液為澄清透明，不能出現(xiàn)漏濾)，得反應液a，此反應液含有的產(chǎn)物為中間體i氫解物即原料的加氫還原產(chǎn)物；
3.將n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯溶于甲苯中，得中間體溶液b，然后將此中間體溶液b加入上述步驟(2)的反應液a中，控制溫度25-50℃，反應2h后，取樣檢測反應合格(反應合格的標準為中間體i氫解物剩余小于1％)，得最終反應液c；
4.將上述步驟中的反應液c升溫進行負壓(-0.095mpa≤p≤-0.09mpa)脫溶，脫去反應溶劑甲苯即將溶劑甲苯減壓蒸餾去除，脫溶過程保持真空度p不變，緩慢升溫從50℃逐漸升溫至80℃，最終脫溶至80-100℃結(jié)束，控制脫溶溫度80-100℃，然后向剩余液中加入結(jié)晶溶劑，降溫至0℃結(jié)晶，過濾，干燥得茚蟲威產(chǎn)品；
5.將上述步驟中減壓蒸餾去除的甲苯進行回收，將回收后的甲苯經(jīng)水洗除水后套用。
所述的步驟1使用的加氫催化劑為無水催化劑如鈀碳、鉑碳等，相轉(zhuǎn)移催化劑為四丁基溴化銨、四丁基氯化銨等；所述的步驟1中7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯與步驟3中n-氯甲酰基-n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯物質(zhì)的摩爾比為1:0.8-1.5；所述的步驟1中甲苯：加氫催化劑：相轉(zhuǎn)移催化劑：7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯(g:g:g:g)＝5:0.005:0.0025:1；
所述的步驟3中n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯：甲苯的質(zhì)量比為1:5(g:g)，所述的中間體溶液b以10ml/min滴速滴至的反應液a；
所述步驟4中的結(jié)晶溶劑為石油醚或正己烷；所述的步驟4中結(jié)晶溶劑的用量為：所述的步驟1中的7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯與結(jié)晶溶劑的質(zhì)量比為1:2.5(g：g)；結(jié)晶溫度為0℃；
所述的步驟5中甲苯與水的質(zhì)量比為1:1(g:g)；
其具體制備步驟如下：
首先，將中間體7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯溶解在甲苯中得反應液，選用甲苯作為加氫反應的溶劑，由于中間體在催化加氫的過程中脫掉芐基保護基，生成甲苯，生成的甲苯同時作為反應溶劑，避免了混合反應溶劑的出現(xiàn)，所以采用甲苯作為反應溶劑；控制反應溫度25-50℃，優(yōu)選溫度為25-35℃，在此溫度下既考慮了甲苯對物料的溶解性又考慮了加氫反應的安全性，溫度過低，導致物料溶解不充分，且反應速度較慢；溫度過高，容易產(chǎn)生副產(chǎn)物，且速度過快，容易發(fā)生超溫超壓，形成安全隱患。與此同時，甲苯的沸點為110℃，反應溫度為25-50℃，溶劑沸點與反應溫度相差較大有利于降低通氣過程中溶劑的損失，
然后向上述反應液中加入無水催化劑和相轉(zhuǎn)移催化劑，不但能提高催化劑的活性，而且消除了體系中的水分；同時本發(fā)明中的無水催化劑為固體催化劑，加入相轉(zhuǎn)移催化劑后，提高了固相催化劑在甲苯液相中的分散效果，為下一步縮合反應中原料n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的穩(wěn)定提供了必要的條件，然后向反應液中通入氫氣，通氣過程中，為了保證原料加氫反應完全，需要取樣檢測原料的剩余量，待反應合格后，將催化劑從反應體系中分離出來，避免了催化劑在反應體系中活性殘留繼續(xù)反應形成雜質(zhì)。
將n-氯甲酰基-n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯溶于甲苯中，然后將原料溶液緩慢滴入上述反應液中，滴加過程中會放熱，滴加過快會導致溫度迅速升高，反應溫度過高會形成雜質(zhì)，同時高溫下不利于n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的穩(wěn)定，故應控制原料n-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯的滴入速度及反應溫度，優(yōu)選反應溫度為25-35℃，避免了雜質(zhì)的形成與原料的分解，反應轉(zhuǎn)化率高。
待反應合格后，升溫負壓脫溶，脫去反應溶劑甲苯，控制溫度80-100℃，溫度過高會導致產(chǎn)品分解，影響產(chǎn)品質(zhì)量，蒸餾回收的甲苯中溶有氯化氫，通過水洗將氯化氫除去，然后甲苯回流帶水合格后實現(xiàn)套用。脫完甲苯后加入石油醚或正己烷高溫下降產(chǎn)品溶解，降溫析出白色晶體粉末即為茚蟲威產(chǎn)品。石油醚及正己烷為烷烴類的非極性溶劑，對茚蟲威的溶解性較小，大大提高了茚蟲威的結(jié)晶效率，提高了產(chǎn)品的摩爾收率。
綜上所述，本發(fā)明采用甲苯做反應溶劑，避免了混合溶劑的產(chǎn)生，實現(xiàn)了反應溶劑的回收利用，采用相轉(zhuǎn)移催化劑提高了加氫催化劑鈀碳及鉑碳的活性，消除了反應體系中的水分，避免了原料的分解和雜質(zhì)的生成，提高了反應轉(zhuǎn)化率，最后采用非極性溶劑石油醚和正己烷進行結(jié)晶，進一步提高了結(jié)晶效率，避免了產(chǎn)品損失，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，最終獲得茚蟲威含量均在97％以上，收率達到94％以上，生產(chǎn)成本大幅下降，操作簡單可行，大大優(yōu)于之前的生產(chǎn)水平。
具體實施方式
實施例一
(1)1000ml干凈無水的反應瓶中加入81.6g(0.2mol)7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯，400g甲苯，升溫至25℃，然后向反應瓶內(nèi)投入0.4gpd-c催化劑和0.2g四丁基溴化銨，開始通氫控制氫氣流速500ml/min；
(2)通氫4小時后取樣檢測，反應合格后(原料剩余量小于1％即為反應完全)，抽濾；將加氫催化劑及相轉(zhuǎn)移催化劑抽濾出來(催化劑為固體懸浮物，要求抽濾濾液為澄清透明，不能出現(xiàn)漏濾)，得反應液a，此反應液含有的產(chǎn)物為中間體i氫解物即原料的加氫還原產(chǎn)物；
(3)將74.25gn-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯(0.25mol)加入到370g甲苯中，得中間體溶液b，然后將此中間體溶液b加入上述步驟(2)的反應液a中，控制溫度25-30℃，反應2h后，取樣檢測反應合格(反應合格的標準為中間體i氫解物剩余小于1％)，得最終反應液c；
(4)將上述步驟中的反應液c升溫進行負壓(-0.095mpa≤p≤-0.09mpa)脫溶，脫去反應溶劑甲苯即將溶劑甲苯減壓蒸餾去除，脫溶過程保持真空度p不變，緩慢升溫從50℃逐漸升溫至80℃，最終脫溶至80℃結(jié)束，控制脫溶溫度80℃，然后向剩余液中加入200g石油醚，降溫至0℃結(jié)晶，過濾，干燥得茚蟲威產(chǎn)品含量97.1％，收率94.8％。
(5)回收的反應溶劑甲苯加入1倍質(zhì)量的水水洗，靜止分層，然后重復水洗一次，分掉水層，剩余甲苯升溫至110℃常溫回流帶水合格后套用。
實施例二
(1)1000ml干凈無水的反應瓶中加入81.6g(0.2mol)7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]惡二嗪-2,4a(3h,5h)-二羧酸-4a-甲酯-2-芐酯，400g甲苯，升溫至25℃，然后向反應瓶內(nèi)投入0.4gpt-c催化劑和0.2g四丁基氯化銨，開始通氫控制氫氣流速300ml/min。
(2)通氫4小時后取樣檢測，反應合格后(原料剩余量小于1％即為反應完全)，抽濾；將加氫催化劑及相轉(zhuǎn)移催化劑抽濾出來(催化劑為固體懸浮物，要求抽濾濾液為澄清透明，不能出現(xiàn)漏濾)，得反應液a，此反應液含有的產(chǎn)物為中間體i氫解物即原料的加氫還原產(chǎn)物。
(3)將59.4gn-氯甲?；?n-[4-(三氟甲氧基)苯基]氨基甲酸甲酯(0.2mol)加入到300g甲苯中，得中間體溶液b，然后將此中間體溶液b加入上述步驟(2)的反應液a中，控制溫度25-30℃，反應2h后，取樣檢測反應合格(反應合格的標準為中間體i氫解物剩余小于1％)，得最終反應液c；
(4)將上述步驟中的反應液c升溫進行負壓(-0.095mpa≤p≤-0.09mpa)脫溶，脫去反應溶劑甲苯即將溶劑甲苯減壓蒸餾去除，脫溶過程保持真空度p不變，緩慢升溫從50℃逐漸升溫至80℃，最終脫溶至80℃結(jié)束，控制脫溶溫度80℃，然后向剩余液中加入200g正己烷，降溫至0℃結(jié)晶，過濾，干燥得茚蟲威產(chǎn)品含量97.5％，收率94.1％。
(5)回收的反應溶劑甲苯加入1倍質(zhì)量的水水洗，靜止分層，然后重復水洗一次，分掉水層，剩余甲苯升溫至110℃常溫回流帶水合格后套用。