嘧菌酯中间体3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的回收利用
时间：2021-02-05 04:01:05 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
嘧菌酯是先正达公司开发的甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂或类似物，为第一个登记注册的strobilurins类似物。嘧菌酯具有广谱的杀菌活性，对几乎所有的真菌纲(子囊菌纲、担子菌纲、卵菌纲和半知菌类)病害如白粉病、锈病、颖枯病、网斑病、黑腥病、霜霉病、稻瘟病等数十种病害均有较好的活性，有保护、铲除、渗透和内吸作用，能抑制孢子的萌发和菌丝的生长，可用于茎叶处理、种子处理，也可进行土壤处理，适用的作物有水稻、葡萄、马铃薯、蔬菜、果树、豆类等。是农药界继三唑类杀菌剂之后的又一类极具发展潜力和市场活力的新型农用杀菌剂，具有药效高、毒性低、杀菌谱广、易降解、无残留、环境友好等特点。
在目前国内采用的较成熟的工艺中，3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮是其重要的中间体。该工艺路线中主要存在的问题是中间体3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮和4，6-二氯嘧啶进行反应时，有约20％的3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮未反应，这部分未反应的原料以3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的钾盐形式存在于后处理的氢氧化钾洗液当中，并且多作为废液处理，导致反应收率低，最终影响总收率，造成工艺成本的增加。目前，对洗液中的3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的钾盐的回收利用的相关文献报道很少。专利对此有相关报道：以3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮和甲醇为原料，在酸催化下反应得到3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮，此方法具有很大的工业化应用潜力。
在此方法的基础上，对工艺条件加以优化，对反应物料比、反应温度、反应时间、酸用量等因素进行探讨，取得了比较理想的实验结果。实现了3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮回收利用。
文献合成路线如下：
1 实验部分
1．1 合成路线
优化后的合成路线如下：
1.2 实验步骤
1．2．1 3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的制备
冰浴冷却下，向含3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的钾盐的氢氧化钾洗液中滴加10％的稀盐酸，边滴加边搅拌。滴加过程中有黑褐色粘稠物析出，滤去粘稠物。在pH=2-3时，有黄色固体析出，继续滴加至无固体析出，过滤，滤饼水洗2次。滤饼干燥后用甲苯重结晶，得到黄色粉末状固体，纯度99％以上(GC)。
1．2．2 3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的合成
在250mL的三口瓶中依次加入6．5g(0．04mo1)3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮、12．8g(0．4mo1)无水甲醇，机械搅拌下滴加0．205g浓硫酸，45℃下反应2h。反应完后，减压蒸馏出溶剂甲醇，得到黄色固体，50℃下避光真空干燥，得到6．7g3-(α-甲氧基)亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮，含量87．6％(内标法标定)，收率83．6％，产物用甲醇重结晶后含量大于99％，总收率77．6％。
1．3 分析方法
利用气相色谱，以邻苯二甲酸二乙酯为内标物，三氯甲烷为溶剂，采用内标法标定含量。
2 结果与讨论
2．1 设计正交实验考察各因素对实验的影响
在n(3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮)∶n(甲醇)=1∶30的条件下设计正交实验，考察温度、时间、浓硫酸三因素对合成3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮的影响，实验设计及处理结果见表1。
由上述正交实验数据及其处理结果可以看出，反应时间、浓硫酸用量对反应的影响相对较大。随着反应时间的延长，收率有明显降低的趋势；随着浓硫酸加入量的增大，收率增大，达到最大值后开始有缓慢降低的趋势；随着温度的升高，收率先增大后降低，45℃下收率最大。以正交实验结果为指导，在优化条件(实验5)的基础上继续进行优化。
2．2 反应时间的影响
在反应温度45℃、浓硫酸0．205g时，改变反应时间，考察反应时间对反应的影响，实验结果见表3。
由表3中实验数据可知，缩短反应时间，收率有所增大，适宜的反应时间为2h。
2．3 浓硫酸用量的影响
在反应时间2h、反应温度45℃时，改变浓硫酸用量，考察浓硫酸用量对反应的影响，实验结果见表4。
由表4中实验数据可知，浓硫酸用量为0．205g时，反应的收率高。
2．4 原料与甲醇配比的影响
在反应时间2 h、反应温度45℃、浓硫酸0．205g的条件下，考察原料与甲醇配比对反应的影响，实验结果见表5。
由表5中实验数据可知，当3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮与甲醇的物质的量比对收率的影响不太大，甲醇加入量的减少提高了反应的有效浓度，使收率有所增大，但加入量过少(<1∶7)会影响原料的溶解。原料配比n[3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮]∶n(甲醇)=1∶10时，收率较高。
2．5 产品重结晶
为提高产品的含量，采用甲醇对产品进行重结晶。重结晶对象为优化条件下的产品(含量87．6％)。甲醇重结晶对收率的影响见表6。
重结晶时，甲醇加入过少，含量偏低；甲醇加入过多产品的含量高，但收率低，综合考虑，选择20．1g粗产品时加入15mL甲醇重结晶。产品含量大于99％，可直接使用，收率92．8％，总收率77．6％。
3 结 论
以3-羟基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮、甲醇为原料，浓硫酸为催化剂，反应合成了嘧菌酯中间体3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮。通过该方法回收利用了嘧菌酯生产工艺中未反应的3-甲氧基亚甲基苯并呋喃-2(3H)酮，避免了中间体的浪费，减少三废的排放，提高了工艺总收率。反应的优化条件为∶n(原料)∶n(甲醇)=1∶10，反应温度为45℃，反应时间为2h，浓硫酸用量为0．205g，优化条件下产物含量87．6％(内标法标定)，收率83．6％，产物重结晶后含量大于99％，总收率77．6％，所得产品可直接用于反应。相对于文献报道的方法，具有反应温度温和、反应时间短、收率和纯度较理想等优点，所得产品可直接用于嘧菌酯工艺当中，实现了中间体的回收利用，具有较大的应用价值。
（摘自《精细化工中间体》）
