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氟啶虫酰胺小试研究报告氟啶虫酰胺CA登录号：158062-67-0。化学名称为N-氰甲基-（三氟甲基）烟酰胺。分子式：C9H6F3N3O，分子量：229.16。其结构式如图1所示。 本品外观为白色无味固体粉末，熔点157.5，蒸气压(20)2.55x 10-6 pa，溶解度(g/L，20)：水5.2、丙酮157.1、甲醇89.0，对热稳定。制剂为10%水分散粒剂。 2 工艺路线选择2.1 中间体4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的合成中间体4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的合成，文献有以下两种方法：2.1.1 以三氟乙酰氯为主要反应原料，反应式如下： 2.1.1 以三氟乙酸酐为主要反应原料，反应式如下： 以上两种方法，由于三氟乙酰氯不容易购买和三氟乙酸酐价格昂贵，我们自主开发出以三氟乙酸代替三氟乙酰氯或三氟乙酸酐的合成方法，反应式如下： 本方法原料易得、操作简单、成本低等优势，有较大的经济效益。2.2 反应机理或基本原理采用三氟乙酸为起始原料经四步反应合成氟啶虫酰胺，反应式：3实验方法3.1 主要原材料和产品的物性及规3.1.1 氟啶虫酰胺原药物性及规格 产品名称氟啶虫酰胺，flonicamid分子式、分子量C9H6F3N3O，229.16CAS号158062-67-0物化性质本品外观为白色无味固体粉末，熔点157.5，蒸气压(20)2.55x 10-6 pa，溶解度(g/L，20)：水5.2、丙酮157.1、甲醇89.0，对热稳定。毒性原药对大鼠（雄）急性经口LD50为884 mg/kg，急性经皮LD50大于5 000 mg/kg。对大小鼠（雌、雄）急性吸入LD50大于4.90 mg/L。对兔皮肤无刺激，对眼睛有极轻微刺激，无致敏性。其对变异性、染色体异常及DNA修复等均为阴性。该药剂对水生动植物无影响。它对鲤鱼LC50(96 h)大于100 mg/L;对大型水蚤EC50(48 h)大于100 mg/L;对藻类EbC50(072 h)大于100 mg/L。 该药剂以100 mg/L混饵对蚕无影响，对鹌鹑（雌、雄）急性经口大于2 000 mg/L，以大于1 000 mg/kg的剂量对蚯蚓无影响。土壤中半衰期DT50小于3d。用途氟啶虫酰胺对黄瓜、苹果蚜虫有较好的防治效果3.1.2原料及中间体规格、物化性质序号原料名称规格，%分子量物化性质1吡啶试剂79.1无色或微黄色液体，有恶臭。熔点()：-41.6，沸点()：115.2，相对密度(水=1)： 0.9827，相对蒸气密度(空气=1)： 2.73，饱和蒸气压(kPa)： 1.33/13.2。2三氟乙酸工业品114无色挥发性发烟液体，与乙酸气味类似，有吸湿性和刺激性臭味。熔 点:-15.6，沸点：71.1，相对密度(水=1)1.489。28储存。3乙烯基丁醚工业品100.16无色液体。熔点-92，沸点93.8，相对密度0.7888（20/4），折光率1.4026，闪点-9。易溶于醇和醚，微溶于水。4甲磺酰氯工业品114.5甲磺酰氯，又名甲烷磺酰氯，是一种无色或微黄色液体，不溶于水，溶于乙醇、乙醚，熔 点 -32 沸点：164，密 度 相对密度(水=1)1.48，有腐蚀性。53-甲氧基丙烯酸甲酯工业品116.1外观:无色透明液体，熔点：34，沸点：56/18mmHg,密度：1.013g/cm3, 06储存。6甲醇钠自制54白色无定形易流动粉末，无臭。闪点 :11 C，相对密度(水=1)1.3，气与湿气敏感，遇水分解。溶于乙醇和甲醇，遇水分解成甲醇和氢氧化钠，在126.6以上的空气中分解。库房通风低温干燥。7氨基乙腈盐酸盐工业品92.5白色结晶，熔点：172-174，沸点：164.2C at 760 mmHg，闪点：53.1C，具吸湿性，用作医药中间体、有机合成原料等。8二氯甲烷试剂8493无色液体，有醚样气味，易挥发，其气体不燃烧，与空气混合也不爆炸。能与乙醇、乙醚和N，N-二甲基甲酰胺混溶，溶于约50份水中。相对密度（d204）1.3255。凝固点-95。沸点 39.75。折光率（n20D)1.4244。低毒，半数致死量（大鼠，灌胃)2524mg/kg。高浓度蒸气有麻醉性。有刺激性，密封阴凉避光保存。9甲醇试剂32.04无色透明易燃易挥发的极性液体，熔点：-98 C，沸点：64.564.7 C，密度：0.791 g/mL at 25 C，闪点52 F，能与水、乙醇、乙醚、苯、酮类和大多数其他有机溶剂混溶。遇明火、高热能引起燃烧爆炸。10二氯乙烷试剂98.97。无色或浅黄色透明液体，熔点：-35.7，沸点：83.5，相对密度(水=1)：1.26，相对密度(空气=1):3.35，饱和蒸汽压(kPa)：1533/10，溶于多数有机溶剂。3.2试验操作及结果3.2.1中间体4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的合成3.2.1.1 实验操作在装有搅拌、温度计和滴液漏斗的三口1000ml反应瓶中，依次加入360ml二氯甲烷和144g(1.8mol)吡啶 ，于0-10滴加102.6g三氟乙酸(0.9mol)，滴加时间约1小时，加完，于0-10加入90.9g (0.9mol)乙烯基丁醚后，于0-10滴加108.5g(0.945mol)甲磺酰氯，滴加时间约1小时，加完于0保温0.5小时，再升至2030反应2小时，气相色谱监测，乙烯基丁醚小于1%，反应完全后加220ml水，搅拌5分钟，分层，水层用90ml二氯甲烷萃取，合并有机相，用2*135ml水洗涤两次，有机相用无水硫酸镁干燥，过滤，用2*40ml二氯甲烷洗涤，合并有机相直接用于下一步反应。3.2.1.2 物料配比（摩尔比）三氟乙酸:乙烯基乙醚:吡啶:甲磺酰氯=1:1:2:1.053.2.1.3 分析条件 色谱柱：石英毛细管柱30m RTX-1 柱温： 40180 40 5min 18010min 20/min 检测温度：250 出峰时间：乙烯基丁醚 3.6 min 4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮9.8 min3.2.2 中间体4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的合成3.2.2.1 实验操作 将上批合成的4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮的二氯甲烷溶液投入到装有搅拌和温度计1000ml反应瓶中，冷却至25，通入氨气，气相色谱监测，反应完全后，常压脱二氯甲烷，减压脱生成的丁醇，最后减压蒸馏得102.7g产品,气谱归一92.6%，丁醇6.1%，以乙烯基丁醚计两步收率为76%。3.2.2.2 物料配比（摩尔比）4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮:氨气=3.2.2.3 分析条件色谱柱：石英毛细管柱30m RTX-1柱温： 40180 40min 18010min 20/min 检测温度：250 出峰时间：丁醇 3.1 min 4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮 9.05 min 4-丁氧基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮9.8 min3.2.3 4-三氟甲基吡啶酸的合成3.2.3.1 实验操作 将138.5 g N-甲基吡咯烷酮投入装有搅拌、温度计和滴液漏斗的三口1000ml反应瓶中，升温到185左右，保温约5分钟，挥发掉少量水份，降温到-5，加入21.2g(0.386mol)新鲜甲醇钠，于-5滴加58g(0.386mol)4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮，滴加时间约0.5小时，加完同温度下滴加47.2g(0.401mol)3-甲氧基丙烯酸甲酯，滴加时间约0.5小时，加完升温到2030保温反应3小时，15以下加6.3g(0.116mol)甲醇钠，加完于1015保温反应2小时。 加426g甲醇，升温到50反应3小时，再回流2小时，加34.9g(1.939mol)水回流0.5小时，常压脱甲醇，釜温115停，蒸出486g含水甲醇。 降温到100加162g水，小于40加360g二氯甲烷，搅拌20分钟，分层，水层用360g二氯甲烷萃取，有机相合并得847g，水层加24.1g氯化钠，搅拌30分钟溶解，冷却下用47.2g浓盐酸中和到PH=2.2，析出结晶，于5左右过滤，干燥得51.7g产品，液相色谱定量为94.8%，以4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮计收率为66.5%。3.2.3.2 物料配比（摩尔比）4-氨基-1,1,1-三氟-3-丁烯-2-酮:甲醇钠:3-甲氧基丙烯酸甲酯=1:(1+0.3):1.043.2.3.3 分析条件色谱柱：150mm4.6mm（i.d）不锈钢柱，内装C8（5m）填充物， 流动相：甲醇水（0.1%H3PO4）4060（V/V），经过滤(0.45)脱气处理流速：1ml/min。检测波长：270nm。柱温：40。出峰时间：4-三氟甲基吡啶酸 4.1 min3.2.4 氟啶虫酰胺原药的合成3.2.4.1 实验操作在装有搅拌、温度计和滴液漏斗的三口500 ml反应瓶中，依次加入100ml二氯乙烷、38.1g(0.189mol)4-三氟甲基吡啶酸、28.3g(0.302mol)氨基乙腈盐酸盐和52.9g(0.662mol)吡啶，降温到-5，滴加28.5g(0.246mol)甲基磺酰氯，滴加时间约0.51小时，加完于-5保温4小时，液相色谱监测4-三氟甲基吡啶酸小于1%，反应完全后，加200ml水搅拌0.5小时，-5过滤，产品用20ml冷二氯乙烷洗涤，再用2*30ml水洗，干燥得37.7产品，液相色谱定量为98.5%，以4-三氟甲基吡啶酸计收率为85.8%。回收的二氯乙烷母液经蒸馏、水洗一次后干燥则可套用。3.2.4.2 物料配比（摩尔比）4-三氟甲基吡啶酸:氨基乙腈盐酸盐:吡啶:甲基磺酰氯=1:1.6:3.5:1.33.2.4.3 分析条件色谱柱：150mm4.6mm（i.d）不锈钢柱，内装C8（5m）填充物， 流动相：甲醇水（0.1%H3PO4）4060（V/V），经过滤(0.45)脱气处理流速：1ml/min。检测波长：270nm。柱温：40。出峰时间：氟啶虫酰胺 3.0 min4-三氟甲基吡啶酸 4.1 min 杂质 4.6 min 酯 9.04 min 4.技术经济评价据以上结果和溶剂损耗，核算氟啶虫酰胺原材料成本如下：序号原料种类单耗（吨/吨）单价（万元/吨）金额（万元）1二氯甲烷4.3610.41.7442吡啶 0.5992.61.5583三氟乙酸1.1328.59.6224乙烯基丁醚1.0022.72.7055甲基磺酰氯1.9521.22.3426氨气7N-甲基吡咯烷酮0.2713.50.9498甲醇钠0.531.20.63693-甲氧基丙烯酸甲酯0.9238.357.70710甲醇 1.6650.380.63311氯化钠0.4720.060.02812浓盐酸0.9230.050.04613氨基乙腈盐酸盐0.7517.55.63314二氯乙烷0.80.60.480总计34.083补充：一、DEP（3-甲氧基-3-乙氧基丙酸甲酯）在三口瓶中加入300mL二氯乙烷，182g (1mol)三氯乙酰氯，降至-10左右，开始滴加83 g (1.05mol)吡啶，然后在该温下滴加72 g (1mol)乙烯基乙醚（如加乙烯基甲醚则为通入58克），滴加时不要让温度超过-5，滴加完成自然升温至0（在低温浴槽中，约4小时），然后在0-2反应7个小时，放置过夜，用160mL水洗一次，水相用二氯乙烷萃取两次，每次40mL，合并有机相，用40mL水先一次，脱溶重210.8g在三口瓶中加入200mL甲醇+12无水碳酸钾，降至-5左右，将上一步的脱溶产物滴入，滴加完成升温至室温（约30左右），反应6小时后，放置过夜（如没有反应完，继续反应），加入280 mL石油醚，搅拌，过滤，蒸除溶剂后，减压蒸馏得135gDEP，气谱归一99.27%，粗收率82.7%。注：第一步也可以将产品减压蒸出，蒸出与不蒸，对第二步收率影响不大。DEP一定要减压蒸出，不能将粗蒸物用于下一步，否则下一步的催化剂失活。 放置过夜是到了晚上，人为停的，不是实验本身需要，如果能不停更好，停了对反应结果好像也无影响。二、MPM（3-甲氧基丙烯酸甲酯）向三口瓶中加入135gDEP，0.7g对甲苯磺酸，1000mL无水甲醇（一定要标签为无水甲醇的甲醇，不能用标签为甲醇的甲醇，两者的含水量有一点区别），回流反应12小时，停反，放置过夜，脱溶，转置250mL三口瓶的蒸馏装置中，很小氮气保护，慢慢升温至160左右裂解，再反应2小时，检测基本反应完成，油泵减压，蒸出产品，得76.4g，气谱归一96.53%，以乙烯基乙醚计，四