一种4-三氟甲基烟酸的制备方法技术

本发明专利技术涉及农药中间体合成技术领域，具体涉及一种4

【技术实现步骤摘要】
一种4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法


[0001]本专利技术涉及农药中间体合成
，具体涉及一种4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法。

技术介绍

[0002]氟啶虫酰胺是由日本石原产业株式会社发现的吡啶酰胺类杀虫剂，氟啶虫酰胺具有很强的神经毒性和快速拒食作用，其作用机理独特，与新烟碱类和吡蚜酮等高效杀虫剂均不同。其生物活性极高，可用于防治广泛作物上的蚜虫和其他刺吸式口器害虫，同时可防治对常规杀虫剂产生抗性的害虫。随着烟碱类杀虫剂和康宽的抗药性问题愈发严重，蜂毒问题将新烟碱类杀虫剂推向了争议的风口浪尖，全球已有多个国家和地区禁止或限用新烟碱类杀虫剂，而氟啶虫酰胺对蜜蜂低毒，且与新烟碱类杀虫剂不存在交互抗性，由于其对作物、人、畜、环境安全性好，因此具有很好的发展前景。
[0003]4‑
三氟甲基烟酸是合成氟啶虫酰胺的重要中间体之一，现有技术中，4
‑
三氟甲基烟酸的工业化合成路线主要有两条：
[0004]路线1：以乙烯基乙醚、三氟乙酸为起始原料，经5步反应合成4
‑
三氟甲基烟酸，化学反应方程式如下：
[0005][0006]路线2：以三氟乙酰乙酸乙酯、氰基乙酰胺为起始原料，经4步反应合成4
‑
三氟甲基烟酸。
[0007][0008]因为路线2较路线1原料易得，合成步骤短，生产成本低，目前为工业化合成4
‑
三氟甲基烟酸的首选路线。
[0009]路线2中以3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶为原料合成4
‑
三氟甲基烟酸，对其进行合成工艺研究成为了重点。
[0010][0011]目前按照上述路线合成4
‑
三氟甲基烟酸的传统方法为3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶先溶入有机溶剂加入活性炭精制，过滤活性炭后滤液中加入缚酸剂，然后再以钯
碳为催化剂加氢还原脱氯，然后过滤钯碳、滤液脱溶，再将3
‑
氰基
‑4‑
三氟甲基吡啶蒸出精制，最后再碱解酸化得到4
‑
三氟甲基烟酸，操作流程复杂。由于还原过程使用了价格高昂的钯碳，钯碳使用过程中易中毒、回收率低，生产成本较高。同时反应过程使用了有机溶剂、活性炭、缚酸剂等，造成三废较多。据南京理工大学冒其昆发表的《4
‑
三氟甲基烟酸的合成工艺》期刊报道的路线2的传统工艺两步收率仅为83.8％，收率偏低，但为目前文献报道的最高工艺水平。
[0012]因此如何开发一种工艺操作简单、三废少、成本低、收率高的4
‑
三氟甲基烟酸的合成方法成为亟待解决的问题。

技术实现思路

[0013]针对现有技术4
‑
三氟甲基烟酸合成工艺复杂、三废多、成本高、收率低等问题，本专利技术提供一种4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，具有工艺简单、三废少、成本低、收率高等优点。
[0014]本专利技术提供一种4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，包括如下步骤：
[0015]S1、3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶与碱液反应制得2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基烟酸盐水溶液；
[0016]S2、2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基烟酸盐水溶液在直流电下电解脱氯后酸化，即得。
[0017]进一步的，碱液为氢氧化钠溶液，碱液的质量浓度为5％～15％。
[0018]进一步的，3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶与氢氧化钠的投料摩尔比为1:1～3。
[0019]进一步的，步骤S1中，3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶与碱液反应的工艺条件为，反应温度为90～95℃，反应直至体系中3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶含量≤0.5％时反应结束。
[0020]进一步的，电解在电解装置内进行，电解装置包括电解槽、直流电源、阴极、阳极。
[0021]进一步的，电解槽内设有隔膜。
[0022]进一步的，阴极为Rh/Ni或Pd/Ni复合电极，阳极为Pt或石墨电极。
[0023]进一步的，隔膜为Nafion117质子交换膜。
[0024]进一步的，电解的工艺条件为，电解反应温度为10～50℃，电解电压为5～30V。
[0025]进一步的，步骤S2中，酸化用酸为盐酸。
[0026]本专利技术的合成反应路线如下：
[0027][0028]本专利技术先将3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶碱解成钠盐水溶液，然后直接电解还原脱氯，再酸化直接得到4
‑
三氟甲基烟酸。
[0029]其中电解反应在阴极上发生反应过程如下(以Rh/Ni复合电极为阴极为例)：
[0030][0031]本专利技术的有益效果在于：
[0032](1)本专利技术将电化学还原应用于4
‑
三氟甲基烟酸的合成，较传统工艺相比极大简化合成步骤，避免了传统工艺的原料精制、催化剂过滤、催化剂回收、有机溶剂脱溶、中间体精制等操作；
[0033](2)本专利技术采用碱解、电解、酸化三步“一锅法”，反应过程采用水为溶剂，替代传统工艺中使用的有机溶剂，无需活性炭精制，工艺安全性提高的同时，三废量大大减少；
[0034](3)本专利技术采用电解脱氯还原代替了传统贵金属催化加氢脱氯工艺，原料成本大大降低；
[0035](4)本专利技术合成制得的4
‑
三氟甲基烟酸两步收率＞97％，较传统工艺提升10％以上，原料成本降低明显。
附图说明
[0036]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0037]图1是本专利技术具体实施方式电解装置结构示意图。
[0038]图2是本专利技术实施例2合成的4
‑
三氟甲基烟酸液相谱图。
[0039]图中：1
‑
直流电源，2
‑
阴极，3
‑
电解槽，4
‑
隔膜，5
‑
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶与碱液反应制得2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基烟酸盐水溶液；S2、2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基烟酸盐水溶液在直流电下电解脱氯后酸化，即得。2.如权利要求1所述的4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于，碱液为氢氧化钠溶液，碱液的质量浓度为5％～15％。3.如权利要求2所述的4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于，3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯
‑4‑
三氟甲基吡啶与氢氧化钠的投料摩尔比为1:1～3。4.如权利要求1所述的4
‑
三氟甲基烟酸的制备方法，其特征在于，步骤S1中，3
‑
氰基
‑
2,6
‑
二氯...

【专利技术属性】
技术研发人员：王中洋，成道泉，周芙蓉，李珂，王祥传，孙传厚，郭健琦，白家义，
申请(专利权)人：山东京博农化科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：