CN105175443B - 一种含磷α酮酸酯的制备方法 - Google Patents

一种含磷α酮酸酯的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种如式(I)所示含磷α‑酮酸酯的制备方法，合成路线如下：式中：R1是H或C1～C4烷基；R2是H或C1～C4烷基；R3是甲基或乙基；X是Cl或Br或I。本发明反应步骤少、操作方便，三废少，收率高，适宜工业生产。

Description

一种含磷α酮酸酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一类含磷α酮酸酯的制备方法。
背景技术
4-(烷氧基甲基氧膦基)-2-氧代丁酸类化合物属含磷α-酮酸酯类化合物，是制备除草剂L-草铵膦的关键中间体，目前文献已经报道了几条合成该化合物的方法。Starkov.V.Ya等人报导了利用氰化钠与含磷五元环状化合物反应，然后酸性水解的方法制备该类化合物(USSR 1583424)。该方法虽然步骤短，小试收率高，但需要用到剧毒的氰化钠以及不易得的中间体，因此不适合规模生产。Minowa Nobuto等人在专利(PCT 2008117733)中报道了从草酸二乙酯出发，经过缩合、水解、脱羧的工艺制备该类化合物。该方法反应条件相对温和，收率中等，但该方法步骤长，会产生大量的废水。Minowa Nobuto等人还报道了一种利用苯磺酰乙酸酯、甲基乙烯基次磷酸酯和甲磺酸酯的方法制备该类化合物(JP2008230992)。该方法步骤长，会产生大量含硫废水。另外，该方法提到的甲基乙烯基次磷酸酯原料，来源困难，不适宜工业化生产。除专利文献外，另有部分非专利文献也用类似方法合成过该类型化合物(J.Org.Chem.,56,1783-1788,1991；Izvestiya Akademii NaukSSSR,Seriya Khimicheskaya,9,2120-2127,1990)。综合分析，这些制备方法要么步骤繁琐、三废多，要么条件苛刻、收率低，不适宜工业生产。
发明内容
本发明提供一种如式(I)所示的含磷α-酮酸酯的制备方法，
式(I)中：
R1是H或C1～C4烷基；R2是H或C1～C4烷基。
是经由以下合成路线制备：
其中：
R1是H或C1～C4烷基；R2是H或C1～C4烷基；R3是甲基或乙基；X是Cl或Br或I。
本发明具体工艺操作有a、b两个步骤：
a步骤：将草酸衍生物(Ⅲ)或草酸衍生物(Ⅳ)在干燥的溶剂中，在氮气保护下，在-80℃～0℃下滴加格氏试剂(Ⅱ)，保温反应4～7hr，在室温下用稀盐酸淬灭反应，再经过脱溶、萃取、干燥、纯化得到中间体化合物(Ⅴ)。所述溶剂是四氢呋喃(THF)、乙醚、1，4-二氧六环、甲苯中的一种或者两种混合物。
b步骤：将a步骤制得的中间体化合物(Ⅴ)与化合物(Ⅵ)在-10℃～60℃下反应，反应完成后，经过萃取、脱溶、干燥、纯化制得式(I)所示的含磷α-酮酸酯。产品含磷α-酮酸酯的收率大于79％。b步骤反应可以在溶剂条件下进行，也可在无溶剂条件下进行。溶剂条件下进行反应时，反应溶剂是四氢呋喃(THF)、乙醚、1，4-二氧六环、甲苯中的一种。
本发明反应步骤少、操作方便，三废少，收率高，适宜工业生产。
以下通过具体的实施例对本发明上述的内容作进一步的详细说明，但本发明不局限于实施例。
具体实施方式
实施例1：中间体化合物(Ⅴ)的制备
在配有磁力搅拌器、温度计的三颈烧瓶中加入草酸二甲酯(1.18g，10mmol)，干燥的四氢呋喃(THF,30mL)，氮气保护下降温至-78℃。缓慢滴加乙烯基氯化镁(1M/L,10mmol)，滴加完毕后，-78℃保温反应4hr。自然升温至室温，滴加稀盐酸淬灭反应。脱除大部分有机溶剂，乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到中间体化合物(Ⅴ)2-氧代-3-丁烯酸甲酯0.65g，收率70.5％。
实施例2：中间体化合物(Ⅴ)的制备
在配有磁力搅拌器、温度计的三颈烧瓶中加入草酸二乙酯(1.45g，10mmol)，干燥的乙醚(30mL)，氮气保护下降温至-78℃。缓慢滴加乙烯基氯化镁(1M/L,10mmol)，滴加完毕后，-78℃保温反应5hr。自然升温至室温，滴加稀盐酸淬灭反应。脱除大部分有机溶剂，乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到中间体化合物(Ⅴ)2-氧代-3-丁烯酸乙酯0.98g，收率76.6％。
实施例3：中间体化合物(Ⅴ)的制备
在配有磁力搅拌器、温度计的三颈烧瓶中加入草酸二异丙基酯(1.73g，10mmol)，干燥的乙醚和四氢呋喃(30mL,1/1,v/v)，氮气保护下降温至-48℃。缓慢滴加乙烯基溴化镁(1M/L,10mmol)，滴加完毕后，-78℃保温反应7hr。自然升温至室温，滴加稀盐酸淬灭反应。脱除大部分有机溶剂，乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到中间体化合物(Ⅴ)2-氧代-3-丁烯酸异丙酯0.96g，收率67.1％。
实施例4：产品式(I)所示的含磷α-酮酸酯的制备
氮气保护下，向配有磁力搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中加入甲基亚磷酸二乙酯(2.04g，15mmol)，四氢呋喃(THF,30mL)，向恒压漏斗中加入2-氧代-3-丁烯酸甲酯(1.71g，15mmol)。氮气保护下降温至5℃，开始缓慢滴加反应。滴加完毕后，5℃保温反应6hr，自然升温至室温。乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到产品4-(甲基乙氧基膦酰基)-2-氧代丁酸甲酯2.90g，收率87.1％。
实施例5：产品式(I)所示的含磷α-酮酸酯的制备
氮气保护下，向配有磁力搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中加入甲基亚磷酸二甲酯(1.62g，15mmol)，甲苯(30mL)，向恒压漏斗中加入2-氧代-3-丁烯酸乙酯(1.92g，15mmol)。氮气保护下降温至0℃，开始缓慢滴加反应。滴加完毕后，5℃保温反应6hr，自然升温至室温。乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到产品4-(甲基甲氧基膦酰基)-2-氧代丁酸乙酯2.88g，收率86.5％。
实施例6：产品式(I)所示的含磷α-酮酸酯的制备
氮气保护下，向配有磁力搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中加入甲基亚磷酸二乙酯(2.04g，15mmol)，1，4-二氧六环(30mL)，向恒压漏斗中加入2-氧代-3-丁烯酸异丙酯(2.13g，15mmol)。氮气保护下降温至10℃，开始缓慢滴加反应。滴加完毕后，5℃保温反应6hr，自然升温至室温。乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到产品4-(甲基乙氧基膦酰基)-2-氧代丁酸异丙酯2.98g，收率79.5％。
实施例7：产品式(I)所示的含磷α-酮酸酯的制备
氮气保护下，向配有磁力搅拌器、温度计以及恒压滴液漏斗的三颈烧瓶中加入甲基亚磷酸二乙酯(20.4g，150mmol)，向恒压漏斗中加入2-氧代-3-丁烯酸乙酯(19.2g，150mmol)。氮气保护下降温至5℃，开始缓慢滴加反应。滴加完毕后，5℃保温反应8hr，自然升温至室温。乙酸乙酯/水体系萃取，有机相用无水硫酸钠干燥，脱除溶剂后柱层析得到产品4-(甲基乙氧基膦酰基)-2-氧代丁酸乙酯31.1g，收率87.8％。

Claims (1)

1.一种制备含磷α-酮酸酯的方法，其特征在于含磷α-酮酸酯如式(I)所示：
是经由以下合成路线制备：
其中：
R1是H或C1～C4烷基；R2是H或C1～C4烷基；R3是甲基或乙基；X是Cl或Br或I；
具体工艺操作有a、b两个步骤：
a步骤：将草酸衍生物(Ⅲ)或草酸衍生物(Ⅳ)在干燥的溶剂中，在氮气保护下，在-80℃～0℃下滴加格氏试剂(Ⅱ)，保温反应4～7hr，在室温下用稀盐酸淬灭反应，再经过脱溶、萃取、干燥、纯化得到中间体化合物(Ⅴ)，所述溶剂是四氢呋喃(THF)、乙醚、1，4-二氧六环、甲苯中的一种或者两种混合物；
b步骤：将a步骤制得的中间体化合物(Ⅴ)与化合物(Ⅵ)在-10℃～60℃下反应，反应完成后，经过萃取、脱溶、干燥、纯化制得式(I)所示的含磷α-酮酸酯；b步骤反应在溶剂条件下进行或在无溶剂条件下进行；在溶剂条件下进行反应时，反应溶剂是四氢呋喃(THF)、乙醚、1，4-二氧六环、甲苯中的一种。
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