CN103694123B - 一种乳氟禾草灵的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种乳氟禾草灵的制备方法，包括如下步骤：在缚酸剂的存在下，三氟羧草醚与2-氯丙酸乙酯在有机溶剂中进行酯化反应，反应完全后，经过后处理得到所述的乳氟禾草灵；所述的缚酸剂为氢氧化钾、氢氧化钠、三聚磷酸钠、无水硼砂、CaO、泡花碱、原硅酸钠、醋酸钠中的至少一种。本发明通过选择特殊的缚酸剂，代替碳酸钾和三乙胺，避免了二氧化碳气体的产生，使反应体系更加稳定，同时减少了污染物的排放，对环境更加友好。

Description

一种乳氟禾草灵的制备方法

技术领域

本发明属于农药原药合成领域，具体涉及一种乳氟禾草灵的制备方法。

背景技术

乳氟禾草灵是一种二苯醚类选择性芽前和芽后除草剂，用于禾谷类作物、玉米、棉花、花生、番茄、水稻、大豆田防除阔叶杂草。目前文献报道的乳氟禾草灵合成方法主要有以下3种：

中国专利CN200710112819.7公开了一种高含量乳氟禾草灵的制备方法，该制备方法将三氟羧草醚和2-氯丙酸乙酯热溶，在80-85℃下滴加入2-氯丙酸乙酯和碳酸钾混合液中，滴加完后在90-95℃下加入催化剂，然后在90-95℃保温6-8h，经HPLC测定反应终点，过滤，滤液加水水洗至中性，分去水层，油层脱除过量的2-氯丙酸乙酯即得到乳氟禾草灵原药。产品含量86%-88%，产品收率91%。该方法加入的缚酸剂为碳酸钾，易产生二氧化碳气体，使反应体系不稳定，并且在反应过程中没有对水分进行监控，易发生副反应，反应结束后，后处理步骤较复杂，易导致产品损失，产率降低。

第二种方法是一种在实验室中制备乳氟禾草醚的方法，该方法采用α-溴代丙酸乙酯作为反应试剂（《第三届农药交流会论文集》，“原药、中间体合成”，p211-213）。首先向溶剂中加入三氟羧草醚，使其充分溶解，加入催化剂若干克，开动搅拌器，在室温下搅拌30分钟，加入α-溴代丙酸乙酯，升温至120℃，反应过程中跟踪分析，当三氟羧草醚的转化率≥98%时，即为反应终点。将物料温度降至室温，真空过滤，滤液放入蒸馏瓶中进行蒸馏，回收溶剂，溶剂蒸尽后得该产品原油。经高效液相色谱分析，纯度为85.2%，收率为87.8%。该方法采用α-溴代丙酸乙酯作为酯化反应的原料，该原料与2-氯丙酸乙酯相比价格昂贵并且不易获得，只适合实验室小型探索试验，不适合工业的大规模生产试验（2-氯丙酸乙酯4860元/5L，α-溴代丙酸乙酯690元/500g，约为2-氯丙酸乙酯价格的1.5倍）。在反应过程中没有对水分进行监控，易发生副反应，产生杂质。酯化反应温度控制在120℃，温度较高，可能会产生焦油，影响产品品质，并且在工业生产中浪费能源。

阎峰等人报道了另外一种乳氟禾草灵的合成方法（“除草剂乳氟禾草灵的合成”），该合成方法向溶剂氯化亚砜中加入三氟羧草醚，加热回流6h，蒸除过量的氯化亚砜，后期减压蒸尽，加入甲苯，得到酰氯化物的甲苯溶液。在反应瓶中加入乳酸乙酯、三乙胺、甲苯，水冷却下1h内滴加完上述的酰氯化物甲苯溶液。滴加完毕后，室温反应2h，再升温到60℃，恒定此温度持续反应4h，将其降温。向其中加入水，静置分层，有机层水洗2次，减压蒸除甲苯，得到乳氟禾草灵，收率为90%。首先，此反应选择的溶剂为氯化亚砜和甲苯，危险性较大，并且对环境产生污染，缚酸剂选择三乙胺，三乙胺带有强烈的刺激性恶臭味，并且易爆炸、易污染环境，增加三废处理的难度与资金支出。其次，在反应过程中没有对水分进行监控，易发生副反应，产生杂质。最后，反应结束后，后处理步骤较复杂，易导致产品损失，产率降低，还会增加三废处理的负担。

发明内容

本发明提供了一种乳氟禾草灵的制备方法，该制备方法操作简单，安全环保，并且得到的产品的收率和纯度高。

一种乳氟禾草灵的制备方法，包括如下步骤：在缚酸剂的存在下，三氟羧草醚与2-氯丙酸乙酯在有机溶剂中进行酯化反应，反应完全后，经过后处理得到所述的乳氟禾草灵；

所述的缚酸剂为氢氧化钾、氢氧化钠、三聚磷酸钠、无水硼砂、CaO、泡花碱、原硅酸钠、醋酸钠中的至少一种。

本发明中，采用特殊的缚酸剂代替碳酸钾和三乙胺，避免了反应过程中大量二氧化碳气体的产生，使反应体系更加稳定；同时，避免了其它缚酸剂因使用过量而带来的环境污染严重、三废治理难度大、成本高等一系列问题，并且采用这些缚酸剂的时候，反应都能取得较好的收率。

本发明中的缚酸剂价格较为便宜易得，并且采用与反应底物较低当量即可获得较好的转化率，作为优选，所述的缚酸剂与所述的三氟羧草醚摩尔比为1～3：1。

作为优选，所述的有机溶剂为乙酸乙酯、乙腈、甲苯、二甲苯、DMSO、DMF中的至少一种，这些有机溶剂对原料的溶解性能较好，此时，在本发明的缚酸剂的作用下，所述的酯化反应能够以较高的收率进行；所述的有机溶剂的用量无特别严格的要求，一般1g的三氟羧草醚所用的有机溶剂的量为2.0～4.0mL。

本发明中，所述的2-氯丙酸乙酯的用量稍微过量，所述的2-氯丙酸乙酯与三氟羧草醚的摩尔比为1.1～1.3：1。

反应温度的升高有利于反应速率的提升，但是反应温度的升高也会导致副反应的增多，产品颜色变深，焦油增加，降低产物的纯度，作为优选，所述的酯化反应的温度为60～120℃。

作为优选，所述的有机溶剂为乙酸乙酯，所述的缚酸剂为氢氧化钾，此时反应体系中无焦油产生，同时副产物氯化钾可综合回收利用。整个工艺过程平稳，安全环保，既保证了产品的外观、品质，又大大减少了三废的排放量，降低了三废的治理难度，其中采用环境友好的乙酸乙酯作溶剂，可实现循环套用，减排降耗效果显著，实现了清洁生产。

采用氢氧化钾作为缚酸剂时，只需与反应物的摩尔量相当即可，大大减少缚酸剂的用量，作为进一步的优选，所述的氢氧化钾与所述的三氟羧草醚摩尔比为1～1.2：1。

作为优选，反应进行过程中，采用共沸或减压脱水的方法除去生成的水，采用共沸或减压脱水的方法控制反应过程中的水分含量，有利于正反应的进行，实现了对副反应的有效控制，反应中产物纯度达到可86%以上。

由于反应最终产生的副产物氯化钾为固体，易于与产品分离，反应完全后只需热过滤即可，简单可行，减少由于繁琐的液液分离的后处理步骤而导致的产品损失，大大的提高了产品的产率，作为更进一步的优选，所述的后处理过程如下：减压蒸去乙酸乙酯，于60～80℃趁热过滤出去氯化钾，得到所述的乳氟禾草灵。此时，可以降低后处理的难度，减少后处理水洗、分离的步骤，使反应产率可保证在98%以上。

同现有技术相比，本发明的有益效果体现在：

（1）通过缚酸剂氢氧化钾的选择，可以避免系统中二氧化碳的产生，使反应系统更稳定。并且采用其他缚酸剂时，其用量都是反应物摩尔数的2-3倍，而选择氢氧化钾作为缚酸剂，只需与反应物的摩尔量相当即可，大大减少缚酸剂的用量，不仅减轻后处理的压力，更加节约成本。

（2）通过采用共沸或减压脱水装置，可以一边反应一边脱去系统中的水，有效减少其他副反应的发生，保证产品质量。并且保持反应体系为单一相，不仅可以免去相转移催化剂的使用，还可以简化后处理步骤，大大提高产率。

（3）通过选择环境友好型乙酸乙酯作为溶剂，可以达到环保、易于回收套用（回收率达95%以上）、大幅度节约生产成本的效果。

（4）通过选择热过滤作为后处理方法取代传统的水洗除盐，从而避免了产生大量高盐废水。

（5）本方法最终副产物为氯化钾，易于过滤回收再利用，不产生固废，并且最终不产生焦油，不仅可以保证良好的产品外观，并且更加环保。

具体实施方式

实施例1

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂乙酸乙酯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g（2.76mol）、片状氢氧化钾170g（3.02mol）、2-氯丙酸乙酯440g（3.22mol）。投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去。在80～85℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦80℃下蒸尽乙酸乙酯，最后通过热过滤（60～80℃），滤去副产物氯化钾，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度（保留时间与标准品一致）88.3%，产率98.2%。

反应式如下

实施例2

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂甲苯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g（2.76mol）、片状氢氧化钾170g（3.02mol）、2-氯丙酸乙酯440g（3.22mol）。投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去。在90～100℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦90℃下蒸尽甲苯，最后通过热过滤（60～80℃），滤去生成的副产物氯化钾，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度（保留时间与标准品一致）86.8%，产率94.5%。

实施例3

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂乙酸乙酯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g（2.76mol）、片状氢氧化钠121g（3.02mol）、2-氯丙酸乙酯440g（3.22mol）。投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去。在80～85℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦80℃下蒸尽乙酸乙酯，最后通过热过滤（60～80℃），滤去生成的氯化钠，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度（保留时间与标准品一致）85.3%，产率93.2%。

实施例4

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂甲苯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g（2.76mol）、片状氢氧化钠121g（3.02mol）、2-氯丙酸乙酯440g（3.22mol）。投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去。在90～100℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦90℃下蒸尽甲苯，最后通过热过滤（60～80℃），滤去生成的氯化钠，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度（保留时间与标准品一致）85.1%，产率92.3%。

对比例1

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂乙酸乙酯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g（2.76mol）、三乙胺917g（9.06mol）、2-氯丙酸乙酯440g（3.22mol）。投毕，升温，在80～85℃保温6小时，待三氟羧草醚反应完全后，降温到室温，加入水1000ml，搅拌0.5小时，静置，分层，有机相再加入水洗水1000ml，静置，分层，水相去中和釜中和后回收三乙胺，有机相于真空度为-0.095MPa，液温≦80℃下蒸尽乙酸乙酯，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度（保留时间与标准品一致）83.4%，产率85.6%。

Claims (4)

1.一种乳氟禾草灵的制备方法，其特征在于，步骤如下：

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂乙酸乙酯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g、片状氢氧化钾170g、2-氯丙酸乙酯440g，投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去，在80～85℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦80℃下蒸尽乙酸乙酯，最后通过热过滤，温度为60～80℃，滤去副产物氯化钾，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度88.3％，产率98.2％。

2.一种乳氟禾草灵的制备方法，其特征在于，步骤如下：

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂甲苯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g、片状氢氧化钾170g、2-氯丙酸乙酯440g，投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去；在90～100℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦90℃下蒸尽甲苯，最后通过热过滤，温度为60～80℃，滤去生成的副产物氯化钾，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度86.8％，产率94.5％。

3.一种乳氟禾草灵的制备方法，其特征在于，步骤如下：

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂乙酸乙酯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g、片状氢氧化钠121g、2-氯丙酸乙酯440g；投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去，在80～85℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦80℃下蒸尽乙酸乙酯，最后通过热过滤，温度为60～80℃，滤去生成的氯化钠，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度85.3％，产率93.2％。

4.一种乳氟禾草灵的制备方法，其特征在于，步骤如下：

于装有共沸脱水装置的5000ml四口反应瓶中先投入溶剂甲苯2500ml，搅拌下再投入三氟羧草醚1000g、片状氢氧化钠121g、2-氯丙酸乙酯440g；投毕，升温，将反应生成的水通过共沸脱水的方式除去，在90～100℃保温，边反应边进行体系脱水，待三氟羧草醚反应完全后，于真空度为-0.095MPa，液温≦90℃下蒸尽甲苯，最后通过热过滤，温度为60～80℃，滤去生成的氯化钠，即得乳氟禾草灵原药，HPLC纯度85.1％，产率92.3％。