[發明專利]一種呋蟲胺的合成方法

在審

• 申請號: 201510459715.8
• 申請日: 2015-07-31
• 公開（公告）號: CN104961710A
• 公開（公告）日: 2015-10-07
• 發明（設計）人: 左伯軍;叢云波;李德軍;李旭坤;陳強;李磊;童佩劍
• 申請（專利權）人: 山東省農藥科學研究院;山東科信生物化學有限公司
• 主分類號: C07D307/14
• 分類號: C07D307/14
• 代理公司: 北京太兆天元知識產權代理有限責任公司 11108
• 代理人: 馬靈潔

技術領域

本發明涉及一種呋蟲胺的合成方法。

背景技術

呋蟲胺是由Mitsui化學公司開發的新煙堿類殺蟲劑，主要作用于昆蟲神經結合部后膜，通過與乙酰膽堿受體結合使昆蟲異常興奮，全身痙攣、麻痹而死。對刺吸口器害蟲有優異的防效，可防治多種半翅目害蟲和其它一些重要害蟲，不僅具有觸殺、胃毒和根部內吸活性，而且具有內吸性強、用量少、速效好、活性高、持效期長、殺蟲譜廣等特點。對哺乳動物、鳥類及水生生物低毒。適宜的作物為水稻、果樹、蔬菜等。與本品混配的農藥有肟菌酯。產品于2002年首次在日本上市，用于水稻、果樹和蔬菜，2003年3月在韓國上市，2004年將在美國獲得登記，目前正開發在棉花、觀賞作物、草坪、家庭和花園，以及公共衛生方面的用途。呋蟲胺在我國的應用前景廣闊因而其合成研究具有重要意義。目前,國內外報道合成呋蟲胺及其中間體方法的文獻較少。

WO2005/065689?A1中Gilbert等人使用丙二酸二乙酯和氯代乙酸乙酯反應生成2-乙氧?；?丁二酸二乙酯，反應收率為64％(反應式1)；2-乙氧酰基-丁二酸二乙酯在硼氫化鈉下還原生成2-羥甲基-1，4-丁二醇(反應式2)，該反應收率為66％，2-乙氧?；?丁二酸二乙酯與硼氫化鈉比例為1：6；2-羥甲基-1，4-丁二醇經酸性脫水得到3-羥甲基四氫呋喃(反應式3)。

使用丙二酸二乙酯合成2-乙氧?；?丁二酸二乙酯(反應式1)不僅收率偏低，而且2-乙氧?；?丁二酸二乙酯在后續反應(反應式2)中需要使用大量還原劑，不僅成本較高，而且還原反應放出大量氫氣，操作比較危險。另外還原反應后還需進行脫水反應才能得到3-羥甲基四氫呋喃(反應式3)，增加了反應步驟。

關于環化反應，JP8291159A中使用對甲苯磺酸或對甲苯磺酸水合物進行脫水，反應后雜質較多，需柱層析才能分離純化。

CN102276559A以γ-丁內酯為起始原料，先生成α-取代的γ-丁內酯；進而與金屬硼氫化物在催化劑作用下發生還原反應，得到還原產物3-羥甲基四氫呋喃。該法步驟雖短，但還原一步要用到三氟化硼等路易斯酸易造成環境污染，且還原過程中極易開環得到中間體2-羥甲基-1，4-丁二醇，造成收率偏低，不利于工業化生產。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有技術中呋蟲胺及其中間體合成方法中存在的收率低、不易提純，原料成本高，無法大規模生產等技術問題，提供一種新的合成呋蟲胺的方法。

本發明的目的可以通過如下反應步驟達到：

步驟(1)，由丙二酸二乙酯和氯乙酸乙酯反應制備乙烷-1,1,2-三羧酸乙酯；

步驟(2)，由乙烷-1,1,2-三羧酸乙酯還原制備羥甲基-1,4-丁二醇；

步驟(3)，由羥甲基-1,4-丁二醇關環制備3-羥甲基四氫呋喃；

步驟(4)，由3-羥甲基四氫呋喃與甲基磺酰氯反應制備3-甲烷磺酸氧甲基四氫呋喃；

步驟(5)，由甲基硝基胍、甲胺和甲醛反應制備1，5-二甲基-2-硝基亞氨基六氫-1，3，5-三嗪；

步驟(6)，由3-甲烷磺酸氧甲基四氫呋喃和1，5-二甲基-2-硝基亞氨基六氫-1，3，5-三嗪反應制備1-甲基-2-硝基-3-(四氫-3-呋喃甲基)胍(即呋蟲胺)。

另一方面，本發明對于步驟(3)的中間體3-羥甲基四氫呋喃還提供了另一種制備方法。

步驟(1’)，由丙二酸二乙酯和環氧乙烷反應，再關環反應制備得到α-乙氧羰基-γ-丁內酯；

步驟(2’)，由α-乙氧羰基-γ-丁內酯還原得到3-羥甲基四氫呋喃。

優選的，步驟(1)在堿的存在下反應，反應溫度為0～90℃，反應時間0.5～8h，反應摩爾比為堿(以接受質子摩爾數計)：丙二酸二乙酯：氯乙酸乙酯＝0.8～1.5:0.8～1.5:1；所述堿優選氫氧化鈉、氫氧化鉀、乙醇鈉、乙醇鉀。

優選的，步驟(2)的還原體系選自NaBH₄-CH₃OH、KBH₄-CH₃OH、NaBH₄-C₂H₅OH、NaBH₄-C(CH₃)₃OH或NaBH₄-CH₃OH-C(CH₃)₃OH。