[发明专利]农用杀虫剂茚虫威中间体的合成法

说明书

技术领域

本发明属于有机合成领域，涉及农用杀虫剂茚虫威中间体的合成新工艺。

背景技术

茚虫威(结构式见式1)，化学名称：7-氯-2,3,4a,5-四氢-2(甲氧基羰基(4-三氟甲氧基苯基)氨基甲酰基)茚并(1,2-e)噁二嗪-4a-羧酸甲酯，通用名：indoxacarb,商品名：Ammate、Avatar等。该产品是美国杜邦公司2001年上市的噁二嗪类新型手性杀虫剂，也是第一个商业化的钠通道阻断型杀虫剂。茚虫威具有结构新颖，作用机理独特，用量低，对几乎所有鳞翅目害虫都有效,对人畜、环境、作物、非靶生物以及有益生物安全等特点，是替代高毒、高残留及高抗性杀虫剂的理想药剂，市场及应用前景广阔。

式1 茚虫威的化学结构式(YCW)

茚虫威是一个结构复杂的噁二嗪类化合物，结构中含有一个手性中心，存在R和S两个异构体，其中仅S异构体有活性，而R异构体没有活性。目前市售的商品化茚虫威主要是杜邦公司的安打(ee＝50％)和凯恩(精茚虫威，ee＝100％)。由于茚虫威的化合物专利将于2015年4月到期，因此国内农药企业越来越重视其合成工艺的优化和创新。

专利WO09211249和WO9319045曾经公开了2-(苯甲基)-7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]噁二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲基酯(YCW-5)的合成工艺。但是该工艺的主要缺陷是反应收率低，原料易分解成5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯(结构式见式2)。

式2 5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯的结构式

本发明在前期文献调研和茚虫威合成工艺研究基础上(合成路线见式3)，重点研究和优化了环合(YCW-5)反应，其是合成茚虫威(YCW)的关键步骤。但根据文献报导的方法进行环合时，收率偏低，主要原因是环合时原料腙(YCW-4)易分解成5-氯-2,3-二氢-2-羟基-1-氧代-1H-茚-2-羧酸甲酯(YCW-3)，该方法的反应温度为80-85℃。本行业迫切希望能有效解决上述问题；因此设计了本发明所述的农用杀虫剂茚虫威中间体的合成法。

式3 茚虫威的合成路线

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种效率高及操作安全的2-(苯甲基)-7-氯茚并[1,2-e][1,3,4]噁二嗪-2,4a(3H,5H)-二羧酸-4a-甲基酯(YCW-5)的新合成工艺，以适合工业化生产。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种农用杀虫剂茚虫威中间体(YCW-5)的合成法，包括以下步骤：

1)、将(5-氯-2,3-二氢-2-羟基-2-甲氧羰基-1H-茚-亚基)肼羧酸苯甲基酯(YCW-4)、路易斯酸、甲苯按比例投入反应容器内，搅拌，升温至105～110℃(较佳为106～108℃)的反应温度，滴加二乙氧基甲烷的甲苯溶液和添加肼甲酸苄酯后于上述反应温度下反应直至反应进行完全；反应过程中不断蒸除作为副产物的乙醇与二乙氧基甲烷的共沸物；

所述肼甲酸苄酯与YCW-4的摩尔比为0.1～1：1(较佳为0.15～0.55：1)；路易斯酸与YCW-4的摩尔比为0.02～0.2：1(较佳为0.1:1)；二乙氧基甲烷与YCW-4的摩尔比为3～10：1(较佳为4.6～4.7:1)；

备注说明：乙醇为反应产生的副产物；产生后对反应有不利的影响，所以要蒸除；

2)、反应结束后停止加热，搅拌下冷却至室温，减压条件下浓缩回收甲苯，浓缩液用结晶溶剂在低温下冷却结晶，抽滤，洗涤，烘干，得到淡黄色晶体，即为目标产物--农用杀虫剂茚虫威中间体。

作为本发明的农用杀虫剂茚虫威中间体的合成法的改进：所述二乙氧基甲烷的甲苯溶液分两次进行滴加，首次滴加完毕后添加肼甲酸苄酯，然后再进行第二次的滴加；第二次滴加完毕后于反应温度下反应直至反应进行完全。

备注说明：

一般而言，首次滴加占总量2/3的二乙氧基甲烷的甲苯溶液；第二次滴加剩余的二乙氧基甲烷的甲苯溶液。