一种精喹禾灵的制备方法
技术领域
本发明属于农药合成技术领域,涉及精喹禾灵的制备方法,特别涉及R体含量在95%以上的精喹禾灵的制备方法。
背景技术
精喹禾灵,英文通用名称为quizalofop-p-ethyl,又名精禾草克,是日本日产化学工业公司开发的芳氧苯氧羧酸类除草剂。其化学名称为(R)-2-[4-(6-氯喹喔啉-2-基氧基)苯氧基]丙酸乙酯,分子式为C19H17ClN2O4,分子量为372.80,结构式如下所示:
精喹禾灵是一种旱田芽后除草剂,在禾本科杂草及双子叶作物间具有高度的选择性,可有效防除大豆、花生、棉花、马铃薯、绿豆、西瓜、油菜等阔叶作物田的禾本科杂草。与喹禾灵相比,精喹禾灵被植物吸收的速度和在植物体内的移动性较高,不仅发挥药效的速度快,而且药效较为稳定,不易受温度、湿度等环境条件的影响。另外,精喹禾灵为低毒除草剂,对环境较为安全。
现有技术公开了多种精喹禾灵的制备方法,CN 200710123502.3公开了一种精喹禾灵的制备方法,主要反应过程为对羟基苯甲醛与S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯反应得到R(+)-2-(对醛基苯氧基)丙酸乙酯;在溶剂存在的条件下,将所述R(+)-2-(对醛基苯氧基)丙酸乙酯催化氧化,水解后得到R(+)-2-(对羟基苯氧基)丙酸乙酯;在溶剂存在条件下,用碱做缚酸剂,R(+)-2-(对羟基苯氧基)丙酸乙酯与2,6二氯喹喔啉发生缩合反应,得到精喹禾灵。该方法制备得到的精喹禾灵的光学纯度较高,但该方法需要使用大量溶剂和缚酸剂,后处理操作复杂,而且会产生大量废液。
CN 200910082331.3公开了一种制备精喹禾灵的方法,主要反应过程为以200目-400目的金属碳酸盐为催化剂,6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯在60-150℃的条件下,在沸程为20-160℃的石脑油或沸程为30-120℃的石油醚中发生反应,生成精喹禾灵。该方法无需复杂的后处理,但得到的精喹禾灵的收率和光学纯度均较低,其收率为85%-87%,光学纯度为97%-98.2%。
CN 201010608423.3公开了一种精喹禾灵的制备方法,在芳香烃与石油醚的混合体系中, 6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与碱金属的氢氧化物作用成盐,再与S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯,回流反应后得到精喹禾灵,制备的精喹禾灵的光学纯度为99%以上,收率为90%以上。但混合溶剂体系,不适合工业化生产使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种精喹禾灵的制备方法,有效体含量超过95%。
本发明的目的是这样实现的,在手性单体过量的条件下,在有机溶剂中L-乳酸乙酯与对甲苯磺酰氯通过单分子取代反应制备手性中间体,过滤去除过量的吸水剂和反映生成的盐、水洗除去过量的L-乳酸乙酯和缚酸剂、蒸馏脱除溶剂;手性中间体与6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉通过双分子取代反应,经提纯处理得到高光学纯度及稳定性R体精喹禾灵。
基本反应原理如下:
本发明涉及的精喹禾灵的方法,包括两步取代反应,具体步骤包括:
(1)第一步取代反应:在芳烃类溶剂中,吸水剂及缚酸剂存在下,对甲苯磺酰氯与过量的L-乳酸乙酯在不超过50℃条件下保温反应4~6小时,过滤去除过量的吸水剂、水洗除去过量的L-乳酸乙酯和缚酸剂、蒸馏脱除溶剂得到S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯(化合物Ⅰ);
(2)第二步取代反应:以石油醚作溶剂,6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与过量的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯回流反应2~6小时,经水洗、过滤、负压蒸馏脱除溶剂,降温后用乙醇溶解、结晶、过滤、干燥得到目标产物精喹禾灵。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第一步取代反应所用芳烃溶剂选自苯、甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或它们的混合体系。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第一步取代反应中,所述甲苯磺酰氯与L-乳酸乙酯的摩尔比介于1︰1~2之间。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第一步取代反应中,所述吸水剂选自无水硫酸钠、无水硫酸镁、分子筛,优选分子筛和无水硫酸镁中的一种或它们的混合体系。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第一步取代反应中,所述缚酸剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钾,优选氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或它们的混合体系。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第一步取代反应的温度介于25~50℃之间。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第二步取代反应中,所述溶剂选自沸点介于50~120℃之间的的石油醚或芳香烃中的一种。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第二步取代反应中6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯摩尔比介于1︰1~2之间。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第二步取代反应的反应 2~6小时。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,第二步取代反应所述结晶用极性溶剂选自甲醇、乙醇、N,N-二甲基甲酰胺或氯仿中的一种。
本发明涉及的精喹禾灵的方法,所述结晶温度为2~10℃。
本发明涉及的精喹禾灵的制备方法,产品收率和纯度高,光学含量大于99%,R体含量达到95%以上,收率大于92%。该方法工序简单、易于控制,反应周期短、能耗低,在制备手性S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯体系中,用常用吸水剂及缚酸剂,取代价格较高的有机碱,大幅度降低工艺成本。
具体实施方式
下面结合实例对发明涉及的技术方案进行进一步说明,但不作为对发明内容的限制。
实施例一
取5g干燥好的分子筛和10g氢氧化钾投入反应瓶中,将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L甲苯中,升温至30℃,滴加0.18molL-乳酸乙酯,滴加结束后,在35℃保温反应4小时,过滤去除干燥剂和反应生成的盐及过量的氢氧化钾,水洗三次至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.6%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.103molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于 0.25L石油醚中,回流反应3小时。水洗两次、60℃活性炭脱色,过滤,负压脱除溶剂后,用乙醇溶解,8℃结晶,过滤,烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99.3%,R体在97.1%,收率92.3%。
实施例二
取10g分子筛和8g氢氧化钠投入反应瓶中,将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L苯中,升温至20℃,滴加0.11molL-乳酸乙酯,滴加结束后,在30℃下保温反应6小时。过滤去除干燥剂和反应生成的盐及过量的氢氧化钠,水洗三次至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.5%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.11molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于0.25L石油醚中,回流反应2小时。水洗两次,60℃活性炭脱色,过滤,负压脱除溶剂,用甲醇溶解,2℃结晶,过滤,烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99.1%,R体在96.9%,收率92.0%。
实施例三
取10g无水硫酸镁和15g碳酸氢钠投入反应瓶中,将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L二甲苯中,升温至38℃,滴加0.2molL-乳酸乙酯,滴加结束后,在40℃下保温反应5小时。经过滤除去干燥剂和反应生成的盐及过量的氢氧化钾,水洗两次至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.3%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯,。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.15molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于0.25L甲苯中,回流反应4小时。水洗两次,60℃活性炭脱色,过滤,负压脱除溶剂,用氯仿溶解,5℃结晶,过滤,烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99.5%,R体在97.3%,收率92.5%。
实施例四
称取12g无水硫酸镁和20g碳酸氢钾投入反应瓶中,将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L1:1的甲苯与二甲苯混合体系中,升温至18℃,滴加0.105molL-乳酸乙酯,滴加结束后,在25℃下保温反应6小时。过滤除去干燥剂和反应生成的盐及过量的氢氧化钠,水洗三次至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.5%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯,。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.16molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于0.25L甲苯中,回流反应5小时。水洗两次,60℃活性炭脱色,过滤,有机相负压脱除溶剂,用乙醇溶解,6℃重结晶,过滤,烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99%,R体在96.9%,收率92.9%。
实施例五
称取10g无水硫酸钠和16g碳酸钾于反应瓶中,并将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L氯苯中,升温至38℃,滴加0.13molL-乳酸乙酯,滴加结束后,在45℃下保温反应5小时。经过滤除去干燥剂和反应生成的盐及过量的碳酸钾,水洗至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.1%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯,。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.13molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于0.25L苯中,回流反应6小时。水洗两次,60℃活性炭脱色,过滤,负压脱除溶剂,用N,N-二甲基甲酰胺溶解,2℃结晶,过滤,烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99.3%,R体在96.8%,收率92.6%。
实施例六
称取10g无水硫酸钠和13g碳酸钠于反应瓶中,并将0.1mol对甲苯磺酰氯溶于0.22L甲苯中,升温至42℃,滴加0.15molL-乳酸乙酯,耗时1.5小时,滴加结束后,在50℃下保温反应5小时。过滤除去干燥剂、反应生成的盐及过量的碳酸钠,水洗至中性,蒸馏脱除溶剂,得到纯度99.2%的S(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯。
将0.1mol6-氯-2-(4-羟基苯氧基)喹喔啉与0.2molS(-)-对甲苯磺酰基乳酸乙酯溶于0.25L苯中,回流反应3小时。经水洗两次,60℃活性炭脱色,过滤,负压脱除溶剂,用甲醇溶解,10℃结晶,过滤,60℃烘干,得到目标产物精喹禾灵。光学含量达99%,R体在96.6%,收率92.3%。