[发明专利]一种环氧虫啶的制备方法

说明书

本发明提出的是一种环氧虫啶的制备方法，通过硝基胍与乙二胺在浓硫酸催化下合成中间体1，中间体1与液碱和甲醛反应生成中间体2，中间体2再经过硝化得到中间体3，中间体3最后与2‑氯‑5‑氯甲基吡啶和丁二醛在催化剂三氯化铝的作用下，反应得到产品环氧虫啶，后处理经冷却，过滤，水洗，干燥得到环氧虫啶固体。本发明制备的环氧虫啶产品纯度高，杂质含量少，最终产物中环氧虫啶的收率可达到50％以上；使用的溶剂氯仿可回收利用，回收率在75％以上；原材料污染小，制备方法安全、环保，适用于大批量工业生产，应用前景和经济效益良好。

技术领域

本发明涉及的是一种环氧虫啶的制备方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

环氧虫啶是一种顺硝烯氧桥杂环新烟碱类杀虫剂，分子式为C₁₄H₁₅ClN₄O₃，化学结构式如下：

环氧虫啶宏观下为白色或淡黄色粉末固体，无味，熔点149.0～50.0℃，可溶于二氯甲烷、氯仿，微溶于水和乙醇。环氧虫啶的稳定性：水解半衰期DT₅₀： 5.03h(25℃，pH＝4)，64.18h(25℃，pH＝7)，577.62h(25℃，pH＝9)；水中光解半衰期DT₅₀＝7.61min[(25±1)℃，pH＝7，300W高压汞灯，照射光源距离 10cm]。环氧虫啶的水中光稳定性低于哌虫啶，但优于吡虫啉。

环氧虫啶是国际上第一个高活性的新烟碱受体拮抗剂，其化学结构和作用机理新颖，杀虫谱广，药效高，无交互抗性，对作物无药害，低毒，低残留，对抗性害虫的活性优于吡虫啉。环氧虫啶杀虫谱广，对哺乳动物和蜜蜂的毒性较低，交互抗性低，对抗害虫活性高，在防治稻飞虱和稻纵卷叶螟等水稻重大害虫方面应用前景广阔。

环氧虫啶可由硝基胍、浓硫酸、硝酸、多聚甲醛、2-氯-5-氯甲基吡啶和丁二醛反应制得，反应原理为：

在使用2-氯-5-氯甲基吡啶、丁二醛与咪唑烷生成环氧虫啶的过程中，由于该反应中存在副反应，导致最终的产物中环氧虫啶的纯度较低。

发明内容

本发明的目的在于解决现有环氧虫啶合成方法存在的上述缺陷，提出一种安全、高效的环氧虫啶的制备方法，通过控制2-氯-5-氯甲基吡啶的用量来控制副反应的产生，有效提高环氧虫啶的总反应收率。

本发明的技术解决方案：一种环氧虫啶的制备方法，具体包括如下步骤：

1)向反应釜中加入水、浓硫酸和硝基胍，并滴入乙二胺，将反应釜升温到 70℃，并保温1h，反应结束后降温过滤得到中间体1：2-硝基亚胺基咪唑烷；其中硝基胍，乙二胺与浓硫酸的物质的量之比为1:1.1:0.5。

2)向反应釜中加入步骤1)得到的中间体1、多聚甲醛和氢氧化钠溶液，将反应釜升温到40℃，并保温1.5h，反应结束后降温过滤得到中间体2：亚甲基咪唑烷；其中氢氧化钠溶液的质量浓度为30％；中间体1、甲醛与液碱的物质的量之比1:(1.5～1.6):2。

3)向反应釜中加入步骤2)得到的中间体2、浓硫酸和硝酸，将反应釜水浴加热到80℃，并保温3h后用碳酸钾中和，冷却过滤，得到中间体3：2-硝基亚甲基咪唑烷；其中硝酸的质量浓度为55％；中间体2、硝酸与浓硫酸的物质的量之比为1:1.1:0.5。

4)向步骤3)得到的中间体3中滴加混入2-氯-5-氯甲基吡啶的氯仿，并加入三氯化铝作为催化剂，将反应釜升温到80℃，保温10h，不断将中间体3转变为成品环氧虫啶；