一種農(nóng)藥硅噻菌胺的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種農(nóng)藥硅噻菌胺的高效合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 小麥全蝕?。℅aeumammomycesgramini)是小麥的嚴(yán)重病害之一，娃噻菌胺 (Silthiopham)是美國(guó)孟山都公司于1999年正式上市的對(duì)小麥全蝕菌引起的小麥全蝕病 有特效的種子處理劑。但是目前已知的硅噻菌胺合成方法，都有反應(yīng)步驟多并涉及多種劇 毒物及對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的試劑的使用，成本高等缺點(diǎn)。因而迫切需要發(fā)展一種高效低成本 的硅噻菌胺合成方法。
[0003] 美國(guó)專利US5，486，621首次報(bào)道了硅噻菌胺N-烯丙基-4, 5-二甲基-2-(三 甲基硅基）噻吩-3-甲酰胺的全合成，他們采用2- 丁酮、氰基乙酸乙酯和硫磺一步反應(yīng)得 到2-氨基噻吩，然后再經(jīng)過若干步反應(yīng)得到硅噻菌胺，該方法總收率比較低（約2%)，并 且還涉及高毒性試劑叔丁基亞硝酸（i-BuONO)及氯化亞砜的使用，對(duì)環(huán)境和健康造成了 極大的壓力。后經(jīng)過不斷優(yōu)化與改進(jìn)（W0 9962915)，使用3-巰基-2-丁酮和三甲基硅 烷取代丙炔酰胺為原料一步(含簡(jiǎn)單的脫水步驟）得到最終的產(chǎn)品，收率較高，但是關(guān)鍵中 間體三甲基硅基炔酰胺難以高收率地合成制備。最近河南農(nóng)大的程繹南等人報(bào)道了（CN 103044479A) -種新型的硅噻菌胺的合成方法，他們從丙炔酸甲酯和三甲基氯硅烷出發(fā)合 成得到了 3-(三甲基硅基）丙炔酸甲酯，再與3-巰基-2-丁酮進(jìn)行環(huán)合脫水反應(yīng)，最后與 烯丙基胺進(jìn)行交換反應(yīng)得到了終產(chǎn)物硅噻菌胺。這種方法相對(duì)于已報(bào)道工藝路線簡(jiǎn)單， 而且避免了高毒性試劑（i-Bu0N0)的使用，但是一些致命的缺陷仍然存在，比如最后一步 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲酸甲酯與烯丙基胺的交換反應(yīng)收率極低，即使在 純烯丙基胺為溶劑的回流條件下反應(yīng)20小時(shí)收率也在10%以下，因此迫切需要發(fā)展一種綠 色高效的合成工藝。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為解決目前農(nóng)藥硅噻菌胺合成工藝中存在交換反應(yīng)收率低的問題，本發(fā)明提供一 種農(nóng)藥硅噻菌胺的合成方法，該方法所使用的原料廉價(jià)易得，路線簡(jiǎn)潔，總收率較高，并且 避免使用叔丁基亞硝酸（（-BuONO)與氯化亞砜等對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的試劑。
[0005] 本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：一種農(nóng)藥硅噻菌胺的合成方法為以下步驟： (1)在惰性氣體保護(hù)下，以三甲基硅基乙炔為原料，在有機(jī)堿作用下與氯甲酸甲酯反應(yīng) 得到三甲基硅基丙炔酸甲酯； 所述的有機(jī)堿選自烷基金屬鋰化物、胺基鋰化物中一種，有機(jī)堿與三甲基硅基乙炔的 摩爾比為1.0~1. 5 :1。作為優(yōu)選，烷基金屬鋰化物選自丁基鋰、甲基鋰、苯基鋰、叔丁基鋰、 二異丙基胺基鋰中一種。更優(yōu)選為丁基鋰。
[0006] 氯甲酸酯類與三甲基硅基乙炔的摩爾比為I. 1~1. 5 :1。作為優(yōu)選，氯甲酸酯類選 自氯甲酸甲酯，氯甲酸乙酯中一種。
[0007] 作為優(yōu)選，三甲基硅基乙炔在-50 ~ -78°C下與有機(jī)堿在四氫呋喃（THF)中作用， 再升至室溫與氯甲酸酯類反應(yīng)，氯化銨淬滅后用乙醚萃取、干燥并柱層析純化得到三甲基 硅基丙炔酸甲酯。
[0008] (2)三甲基硅基丙炔酸甲酯與3-巰基-2-丁酮在堿催化劑作用下反應(yīng)得到 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯； 所述的堿催化劑選自堿金屬的碳酸鹽，堿金屬的醇鹽，有機(jī)胺類化合物中的一種或幾 種，堿催化劑與三甲基硅基丙炔酸甲酯的摩爾為〇. 1~1. 5 :1。優(yōu)選堿催化劑為甲醇鈉，乙醇 鈉、碳酸鈉，碳酸鉀中一種。
[0009] 作為優(yōu)選，3-巰基-2-丁酮與三甲基硅基丙炔酸甲酯的摩爾比為1.0~5.0 :1。
[0010] 作為優(yōu)選，將三甲基硅基丙炔酸甲酯與3-巰基-2-丁酮在惰性氣體保護(hù)下，堿催 化劑作用下，在溶劑中回流反應(yīng)5~24h，降至室溫，水洗，干燥并經(jīng)柱層析純化得到4, 5-二 甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯。
[0011] (3) 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯在催化劑作用下與烯丙基 胺反應(yīng)得到終產(chǎn)物農(nóng)藥硅噻菌胺。
[0012] 所述的催化劑選自1，5, 7-三氮雜二環(huán)[4.4.0]癸-5-烯、四叔丁醇鋯、鈦酸四異 丙酯、三異丙醇鋁、三溴化銦及氯化鋅，催化劑與4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲 酸甲酯的摩爾比為〇. 1~1 :1，優(yōu)選催化劑為1，5, 7-三氮雜二環(huán)[4. 4.0]癸-5-烯（TBD)。
[0013] 所述的4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯和烯丙基胺的摩爾比為 1 :1~10〇
[0014] 作為優(yōu)選，在惰性氣體保護(hù)下，將4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲 酯與烯丙基胺在催化劑作用下，在無溶劑或溶劑中加熱回流反應(yīng)12~72小時(shí)后降至室溫， 減壓蒸去溶劑和多余的烯丙基胺，殘余物加入正己烷并加熱回流后低溫結(jié)晶得到農(nóng)藥硅噻 菌胺。優(yōu)選反應(yīng)時(shí)間為12~48h。
[0015] 上述步驟中所述的溶劑選自甲苯，鹵代烴，芳香烴，醇類，極性非質(zhì)子溶劑中一種 或幾種，步驟（2)優(yōu)選溶劑為二乙氧基甲烷，步驟（3)的優(yōu)選溶劑為甲苯。
[0016] 上述室溫為23°C±3 °C。惰性氣體優(yōu)選為氮?dú)狻鍤狻?br>[0017] 本發(fā)明即從廉價(jià)的原料三甲基硅基乙炔出發(fā)，通過在/^uLi作用下與氯甲酸甲 酯反應(yīng)轉(zhuǎn)化為三甲基硅基丙炔酸甲酯，然后與3-巰基-2- 丁酮進(jìn)行關(guān)環(huán)反應(yīng)得到4, 5-二 甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯，最后在催化劑的活化下與烯丙基胺反應(yīng)轉(zhuǎn)化為 終產(chǎn)品農(nóng)藥硅噻菌胺。反應(yīng)方程式如下所示：
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：本方法所使用的原料廉價(jià)易得，路線簡(jiǎn)潔，收 率較高，并且避免使用叔丁基亞硝酸（（-BuONO)與氯化亞砜等對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重的試劑，適 合規(guī)?；a(chǎn)。
【附圖說明】
[0018] 圖1為實(shí)施例1所得農(nóng)藥硅噻菌胺的1HNMR圖譜； 圖2為實(shí)施例1所得農(nóng)藥硅噻菌胺的13C NMR譜圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 下面通過實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0020] 實(shí)施例1 (1)三甲基硅基丙炔酸甲酯的制備： 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將三甲基硅基乙炔（5.6mL，40.0mmol)加入干燥的THF中，冷至-78°C， 向體系中緩慢加入正丁基鋰（27. 6mL，44. 0mmol)，并在此溫度下攪拌30分鐘，然后升 至室溫，并加入氯甲酸甲酯（3.4mL，44.0mmol)，接著攪拌反應(yīng)2.5小時(shí)。將反應(yīng)混合物 倒入氯化銨溶液以淬滅反應(yīng)，并加入乙醚萃取，有機(jī)相用水和食鹽水洗滌并用無水硫酸鈉 干燥。真空除去溶劑，所得粗產(chǎn)物用柱層析純化（5%EtOAc/PE)，得到黃色油狀產(chǎn)物三甲基 硅基丙炔酸甲酯5. 9g(收率：95. 0%)。
[0021] (2) 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯的制備： 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，將三甲基硅基丙炔酸甲酯（3g，19.2mmol)與3-巰基-2-丁酮（2.4g, 23. 0mol)加入干燥的甲苯中，然后加入甲醇鈉（1.0g, 19. 2mmol)，反應(yīng)體系加熱回 流反應(yīng)10小時(shí)，將反應(yīng)體系降至室溫，加入蒸餾水洗滌，并用乙酸乙酯萃?。?X20ml)， 有機(jī)相用無水硫酸鈉干燥，真空除去溶劑，所得粗產(chǎn)物用柱層析純化，得到黃色油狀產(chǎn)物 4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基）噻吩-3-甲酸甲酯4.Ig(收率：88. 3%)。
[0022] (3)終產(chǎn)物農(nóng)藥硅噻菌胺的制備： 氮?dú)獗Ｗo(hù)下，向反應(yīng)瓶中加入4, 5-二甲基-2-(三甲基硅基)噻吩-3-甲酸甲酯（1. 0g， 4.Immol)和烯丙基胺（I. 2g，20. 5mmol),再加入催化劑的1，5, 7-三氮雜二環(huán)[4. 4. 0] 癸-5-烯（TBD，0. 17g，1.2mmol),將反應(yīng)混合物加熱回流48h后降至室溫，真空抽去多 余的烯丙基胺，殘余物加入正己烷并加熱回流2h，反應(yīng)體系冷卻，析出黃色固體，過濾后干 燥得到黃色粉末農(nóng)藥硅噻菌胺0.68g(收率：62. 3%)。
[0023]1H-NMR (CDCl3, 400MHz)，S=5.89-5.94(m，1H)，5.68(br，s，1H)，5. 27 (d, J= 16.8 Hz, 1H), 5.20 (d, J=10.0 Hz, 1H), 4.06 (t, J= 5.6 Hz, 2H), 2.34 (s，3H). 2.16 (s，3H)，0.31 (s，9H). 13C-NMR (CDCl3, 100MHz)，S =167.0，144.7， 138.5，134.6，133.0，132.3，116.4，41.6，12.5，11.9，-0.6。
[0024] 所得農(nóng)藥硅噻菌胺的1HNMR圖譜如圖I所示，13CNMR譜圖如圖2所示。
[0025] 實(shí)施例2 (1