氰霜唑中间体合成工艺研究

范清华，彭春莲，谭 洋，舒 展，王 超

（西南科技大学材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010）

氰霜唑中间体合成工艺研究

范清华，彭春莲，谭 洋，舒 展，王 超

（西南科技大学材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010）

本文通过乌洛托品季铵盐在盐酸乙醇中发生分解反应，合成农药氰霜唑的中间体氨基酮盐酸盐。通过单因素变量法探讨了物料比﹑反应温度和反应时间对产率的影响，得出反应的最佳条件为：物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，反应温度15℃，反应时间24h，纯化后产率可达74.2%。

氰霜唑；中间体；氨基酮盐酸盐

氰霜唑，化学名称为4-氯-2-氰基-N,N-二甲基-5-对甲苯基咪唑-1-磺酰胺，是由日本石原产业株式会社生产的新一代苯基咪唑类杀菌剂，主要用于防治卵菌类病害如霜霉病﹑霜疫霉病﹑晚疫病等，适用于马铃薯﹑番茄﹑辣椒﹑黄瓜等农作物，具有低毒性﹑耐雨水冲刷和环保性等特点。由于技术壁垒限制，氰霜唑原药的生产在国内几乎被日本石原产业所垄断，国内厂家自主开发的工艺路线成本较高，使得国内氰霜唑价格居高不下。为降低成本，我们以甲苯为起始原料，通过9步反应，开发出一条适合工业化的路线，合成路线示意图如下：

但中间体氨基酮盐酸盐2的产率较低，这对整个工艺路线的产率影响很大，因此本文对这步反应进行优化，采用乌洛托品季铵盐4在盐酸乙醇中分解来合成氨基酮盐酸盐2。反应方程式如下：

1 实验部分

1.1 主要试剂和仪器

乌洛托品季铵盐，无水乙醇，浓盐酸等（均为化学纯）。

ZF-6型三用紫外灯分析仪，JM-A3003电子天平，RE52CS旋转蒸发器，ZNHW-11型电子智能控温仪。

1.2 合成步骤

室温下，向三口烧瓶中边搅拌边加入无水乙醇（34.5mL）﹑浓盐酸（28.4mL，0.344mol），搅拌均匀并冷却至室温，加入乌洛托品季铵盐4（20g，0.062mol），恒温搅拌反应24h后停止，抽滤，少量无水乙醇洗涤至滤饼白色，弃去滤饼，滤液浓缩至无溶剂。加入无水乙醇100 mL，搅拌后抽滤，弃去滤饼，滤液浓缩至淡褐色产物析出，室温冷却至产物大量析出，抽滤，用少量乙醇洗涤滤饼后置于35℃烘箱内烘干，母液重复进行上述浓缩﹑析晶步骤共3次，所得粗产品经乙醇重结晶后得纯品8.51g，收率74.2%。

2 结果与讨论

2.1 反应物料比对产率的影响

物料配比对产率影响较为显著。适当提高反应物料比可提高反应物分子碰撞几率，使产率上升；物料比过高又可能导致盐酸过多，整体浓度下降，反应产率下降，因此合适的配比才可得到最大产率。采用单因素实验法，固定乌洛托品季铵盐用量为20g（0.062mol），无水乙醇34.5mL，反应时间48h，反应温度为25℃，探讨物料比nHCl∶n原料对产率的影响，结果见表1。

表1 反应物配比对产率的影响

由表1可知，随着物料比nHCl∶n原料的增加，产率先增大后减小，当nHCl∶n原料=5.5∶1时产率达到最大值，继续增大物料比，产率趋于稳定，故选取nHCl∶n原料=5.5∶1为最佳物料比。

2.2 反应温度对产率的影响

提高反应温度可以增加反应物分子动能，增加反应物碰撞几率，提高反应产率，但反应温度过高可能导致副产物增多，产率下降，因此合适的温度可缩短反应时间，提高反应产率。采用单因素实验法，固定乌洛托品季铵盐用量为20g（0.062mol），物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，无水乙醇34.5mL，反应时间为48h，探究反应温度对产率的影响，结果见表2。

表2 反应温度对产率的影响

由表2可知，在5～25℃范围内，温度对反应产率的影响较小，当温度升高到35℃时反应产率大幅下降，这是由于在较高温度下氨基酮发生了较严重的副反应。由此确定15～25℃是最佳反应温度。

2.3 反应时间对产率的影响

反应时间是影响反应较为常见的因素，反应时间太短，反应不充分，导致产率不高；反应时间太长，副产物增多，导致产率下降，故选取合适的反应时间可提高产率，节约成本。采用单因素实验法，固定乌洛托品季铵盐用量为20g（0.062 mol），物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，无水乙醇34.5mL，反应温度为15℃，探究反应时间对产率的影响，结果见表3。

由表3可知反应24h后，产率达到最大值并基本持平，并且随着反应时间继续增加而有小幅度下降；少于24h则反应不充分，产率较低，故选取24 h为最佳反应时间。

表3 反应时间对产率的影响

3 结论

通过单因素变量法探究了物料比﹑反应温度和反应时间对氰霜唑中间体——氨基酮盐酸盐合成的影响，确定了最佳反应条件：物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，反应温度为15℃，反应时间为24h，最高产率为74.2%。该反应条件温和﹑工艺环保﹑产率较高，可为工业化生产提供参考。

致谢：感谢西南科技大学大学生创新基金资助（项目编号 CX16-006）。

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[4] 宁斌科，许诚，李宗英，王月梅，孙侨南.氰霜唑的合成﹑表征与晶体结构[J].应用化工，2010(9)：1351-1354.

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Study on Synthesis of Cyazofamid Intermediate

FAN Qinghua, PENG Chunlian, TAN Yang, SHU Zhan, WANG Chao
(School of Material Science and Engineering, Southwest University of Science and Technology, Mianyang, 621010, China)

In this article, the intermediate of pesticide cyazofamid, aminoketone hydrochloride, was synthesized by decomposition of quaternary ammonium salt of methenamine in hydrochloric acid/ethanol. The effects of reactant ratio, reaction temperature and reaction time on the reaction yield were studied. To conclude, the optimized conditions were: reactant ratio nHCl:nstartingmaterial= 5.5:1, reaction temperature 15℃, reaction time 24h, and the yield could reach 74.2% after purifcation.

cyazofamid; intermediate; aminoketone hydrochloride

TQ 455.4+7

A

1671-9905(2017)04-0011-02

王超(1976-)，男，美国田纳西大学博士，现就职西南科技大学材料科学与工程学院，副教授，硕士生导师，主要研究方向：高分子基生物纳米复合材料﹑生物质材料及其产业化﹑新型有机反应及其机理。E-mail: wangchao@swust.edu.cn

2017-02-23