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啶虫脒中间体N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺合成工艺优化

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  摘要:对N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺的合成工艺进行优化。以2-氯-5-氯甲基吡啶、一甲胺为原料,在TEBAC的作用下合成N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺。考察投料比、反应温度、滴加时间、溶剂等因素對N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺收率的影响;研究发现,最佳反应条件为2-氯-5-氯甲基吡啶:一甲胺:TEBAC=1:7:0.012,滴加温度20-30°C,滴加时间2h,保温温度20-30°C,反应时间4hr,产品纯度可达96%,产品收率可达85-87%。
  关键词:杀虫剂;N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺;工艺优化
  An Optimization of synthesis process of N-(6-chloro-3-pyridylmethylmethylamine)
  (Jiangsu Yangnong Chemical Group Co., Ltd,Jiangsu Yangzhou 225009)
  Abstract:The synthesis process of N-(6-chloro-3-pyridylmethylmethylamine) was optimized. N-(6-chloro-3- pyridylmethylmethylamine) was synthesized from 2-chloro-5-chloromethylpyridine and monomethylamine under the action of TEBAC. The effects of feed ratio, reaction temperature, dripping time and solvent on the yield of N-(6-chloro-3-pyridylmethylmethylamine) were investigated. The results showed that the optimum reaction conditions were 2-chloro-5-chloromethylpyridine: monomethylamine: TEBAC = 1:7:0.012, dripping temperature 20-30 °C , dripping time 2 h, holding temperature 20-30 °C , and reaction time 4 hr. The purity and yield of the product can reach 96% and 85-87%.
  Key word:Insecticide;N-(6-chloro-3-pyridylmethylamine);Process optimization
  啶虫脒又称莫比朗,是一种新型杀虫剂,属硝基亚甲基杂环类化合物[1],作用于昆虫神经系统突触部位的烟碱乙酰胆碱受体,干扰昆虫神经系统的刺激传导,引起神经系统通路阻塞,造成神经递质乙酰胆碱在突触部位的积累,从而导致昆虫麻痹,最终死亡。具有触杀、胃毒作用,同时有较强的渗透作用,速效性好,持效期长。啶虫脒可用于防止水稻、菜蚜、桃小食心虫等,并可杀卵。主要对黄瓜、苹果、柑桔、烟草上的蚜虫具有较好的防治效果。本文主要研究了啶虫脒中间体N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺的合成[2],考察了反应时间、反应温度、原料配比、溶剂对N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺反应的影响[3]。
  本文所采用的反应路线如下:
  1 实验部分
  1.1 实验试剂及仪器
  试剂:2-氯-5-氯甲基吡啶,43-51%,自配;一甲胺水溶液,40%,工业品;TEBAC,99%,工业品;甲苯,99%,工业品;氢氧化钠,30%,工业品;盐酸,30%。
  仪器:循环水式真空泵(巩义市予华仪器有限责任公司);Agilentl100 液相色谱仪(安捷伦科技)。
  1.2 N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺合成
  实验过程:
  在装有搅拌、温度计、滴液漏斗、带有冷凝装置的500 mL的四口烧瓶中,加入0.8gTEBAC、162.8g一甲胺水溶液,在20°C缓慢滴加101.8g2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯液,滴加时间控制在2h,完毕后,保温4h,加入30%氢氧化钠溶液,分层后油层加入25%盐酸,得水层同上面水层合并,用溶剂萃取,脱去溶剂得N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺。
  2 结果与讨论
  2.1 TEBAC用量对产品收率的影响
  在滴加2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯温度20-30°C,滴加2h,保温4h,反应温度20-30°C,n(2-氯-5-氯甲基吡啶):n(一甲胺)=1:7的反应条件下,考察TEBAC用量对产品收率的影响。
  增加TEBAC用量对提升产品收率不明显,但(nTEBAC)/n(二氯)超过0.03 以后,收率有所下降,并且其中的一个杂质有明显上升趋势,因此最佳配比为n(TEBAC):n(二氯)=0.012:1。
  2.2 滴加2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯温度对产品收率的影响
  在滴加2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯2h,保温4h,保温温度20-30°C,n(2-氯-5-氯甲基吡啶):n(一甲胺):n(TEBAC)=1:7:0.012的反应条件下,考察滴加2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯温度对产品收率的影响。
  随着温度的提升,产品收率也随着提升。在滴加温度40°C时,产品收率有所下降,同时N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺中杂质有明显上升。
  2.3 滴加时间对产品收率的影响
  在滴加2-氯-5-氯甲基吡啶甲苯温度20-30°C,保温4h,(2-氯-5-氯甲基吡啶):n(一甲胺):n(TEBAC)=1:7:0.012的反应条件下的反应条件下,考察反应时间对产品收率的影响。
  随着滴加时间的提升,产品收率也随着提升。滴加时间2h时,产品收率最高,滴加时间3h时,产品收率降低。
  2.4 反应溶剂对产品收率的影响
  在滴加2-氯-5-氯甲基吡啶温度20-30°C,滴加2小时,保温4h,(2-氯-5-氯甲基吡啶):n(一甲胺):n(TEBAC)=1:7:0.012的反应条件下的反应条件下,考察反应溶剂对产品收率的影响。采用不同溶剂,产品收率各不相同。采用氯仿、甲苯、甲醇、乙醇收率相差不大,采用甲苯溶剂得到N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺含量明显高于其他三个溶剂。
  3 结论
  通过工艺参数的研究,实验得到较优反应条件为:(2-氯-5-氯甲基吡啶):n(一甲胺):n(TEBAC)=1:7:0.012,滴加温度20-30°C,滴加时间2h,反应温度20-30°C,反应时间4hr,最终得到N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺收率可达85-87%。
  参考文献:
  [1]于周育,庾琴,候慧锋,乔雄梧,李顺鹏.新型烟碱类杀虫剂啶虫脒研究进展[J].植物保护,2006,32(3):16-20.
  [2]范金勇,张秀珍,马新刚,于乐祥.啶虫脒合成研究进展[J].今日农药,2011(2):24-25.
  [3]王志忠,漆晓华.N-(6-氯-3-吡啶甲基)甲胺贮存性质初探[J].石油化工应用,2015,08.
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