CN107986967B - 一种草铵膦中间体及其合成与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种草铵膦中间体2‑卤代烷基‑3‑氧代‑琥珀酸二烷酯化合物的合成方法，所述方法是以卤代丙酸酯为原料在一定温度下和草酸二酯进行缩合反应得到相应的产物2‑卤代烷基‑3‑氧代‑琥珀酸二烷酯化合物，该产物是一种重要的草铵膦合成中间体，同时对于含酮酸酯基团的下游产品的合成提供了新型的合成方法，本发明的方法工艺路线简单，产物稳定，可规模化生产。

Description

一种草铵膦中间体及其合成与应用
技术领域
本发明涉及一种草铵膦中间体的合成方法，具体涉及一种草铵膦中间体及其合成与应用，该中间体为2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物。
背景技术
草铵膦(glufosinate-ammonium)由Hoechest公司于上个世纪80年代开发生产，化学名称4-[羟基(甲基)膦酰基]-DL-高丙氨酸，又称草铵膦铵盐，为磷酸类除草剂。草铵膦作为除草剂获得登记使用始于1984年，到目前为止它已近成为世界大吨位农药品种和世界第二大转基因作物耐受除草剂。
随着国内草铵膦的开发热潮，经典的路线逐渐浮现水面。草铵膦中间体甲基亚磷酸二乙酯成了企业家的宠儿。Hoechst在US6359162B1中提出了以甲基亚磷酸二乙酯和丙烯醛反应得到缩醛产物再经氰代、氨化应得到α-氨基腈类化合物，然后水解得到草铵膦。国内一些厂家以甲基亚膦酸二乙酯与1,2-二溴乙烷或1,2-二氯乙烷做Arbusov膦化得乙氧基甲基膦酸2-卤代乙酯，用此中间体对DEAM(乙酰氨基丙二酸二乙酯)烷基化，再水解脱羧得草铵膦。
本发明避免了丙烯醛路线中的剧毒氰化物，采用以卤代丙酸酯和草酸二酯进行缩合反应，得到中间体2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物。该化合物和甲基亚磷酸二乙酯进行加成后水解即可得到草铵膦最重要中间体α-酮酸。因此，中间体2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物的合成为提供一种工艺路线简单、成本低、安全环保的草铵膦合成路线具有重要意义。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提出了一种草铵膦中间体及其合成与应用，以卤代丙酸酯和草酸二酯进行缩合反应，得到中间体2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物，且该中间体对于含酮酸酯基团的下游产品的合成提供了新型的合成方法，本发明的方法工艺路线简单，产物稳定，可规模化生产。
为了实现上述的目的，本发明采用以下的技术方案：
一种草铵膦中间体，该中间体为2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物(I)，结构式如下：
Figure BDA0001504594090000021
所述中间体(I)由化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)缩合而成，合成工艺如下：
Figure BDA0001504594090000022
其中，X为卤素，R1、R2为C1～C6的烷基或苯基中的一种。
优选的，缩合反应中化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)的反应条件为强碱环境。
优选的，缩合反应中缩合温度为-50～50℃。
优选的，缩合反应中缩合温度为-30～25℃。
优选的，缩合反应中化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)的物质的量比为1：1～2。
优选的，缩合反应中添加有亲核试剂，所述亲核试剂为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂中的任意一种。
优选的，缩合反应中添加有溶剂，所述溶剂为二氯甲烷、甲苯、甲醇、乙醇中的任意一种。
优选的，草铵膦中间体的应用为：将该草铵膦中间体与甲基亚磷酸二乙酯进行加成后水解即可得到草铵膦最重要中间体α-酮酸。
由于采用上述的技术方案，本发明的有益效果是：本发明提供了一种草铵膦中间体2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物的合成方法，具体是以卤代丙酸酯和草酸二酯进行缩合反应得到相应的产物2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物。该产物是一种重要的草铵膦合成中间体，同时对于含酮酸酯基团的下游产品的合成提供了新型的合成方法。本发明操作简便，生产成本低，安全环保，有效避免了工业化过程中的危险性。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1：
500ml反应釜中加入200ml二氯甲烷和29.7g甲醇钠，并开启搅拌，逐渐降温至-20℃，向釜内缓慢滴加61.3g(0.5mol)氯丙酸甲酯和80.3g(0.55mol)草酸二乙酯的混合液，滴加完成后逐渐升至室温，搅拌12h，再将反应液旋蒸除去溶剂二氯甲烷和其他低沸物，得产品粗品。
将所得产物粗品直接和甲基亚磷酸二乙酯加成，酸化后除水、溶解、过滤、脱溶得无色透明固体76.4g(0.424mol)，含量91.4％。
实施例2：
500ml反应釜中加入200ml甲苯和37.4g乙醇钠，并开启搅拌，逐渐降温至-30℃，向釜内缓慢滴加68.3g(0.5mol)氯丙酸乙酯和64.9g(0.55mol)草酸二甲酯的混合液，滴加完成后逐渐升至室温，搅拌12h，再将反应液旋蒸除去溶剂甲苯和其他低沸物，得产品粗品。
将所得产物粗品直接和甲基亚磷酸二乙酯加成，酸化后除水、溶解、过滤、脱溶得无色透明固体77.6g(0.431mol)，含量90.9％。
实施例3：
500ml反应釜中加入200ml甲苯和29.7g甲醇钠，并开启搅拌，逐渐降温至-30℃，向釜内缓慢滴加68.3g(0.5mol)氯丙酸乙酯和80.3g(0.55mol)草酸二乙酯的混合液，滴加完成后逐渐升至室温，搅拌12h，再将反应液旋蒸除去溶剂甲苯和其他低沸物，得产品粗品。
将所得产物粗品直接和甲基亚磷酸二乙酯加成，酸化后除水、溶解、过滤、脱溶得无色透明固体80.2g(0.446mol)，含量92.3％。
实施例4：
500ml反应釜中加入200ml二氯甲烷和37.4g乙醇钠，并开启搅拌，逐渐降温至-30℃，向釜内缓慢滴加68.3g(0.5mol)氯丙酸乙酯和64.9g(0.55mol)草酸二甲酯的混合液，滴加完成后逐渐升至室温，搅拌12h，再将反应液旋蒸除去溶剂甲苯和其他低沸物，得产品粗品。
将所得产物粗品直接和甲基亚磷酸二乙酯加成，酸化后除水、溶解、过滤、脱溶得无色透明固体73.8g(0.41mol)，含量88.7％。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种草铵膦中间体，其特征在于，该中间体为2-卤代烷基-3-氧代-琥珀酸二烷酯化合物(I)，结构式如下：
Figure FDA0001504594080000011
所述中间体(I)由化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)缩合而成，合成工艺如下：
Figure FDA0001504594080000012
其中，X为卤素，R1、R2为C1～C6的烷基或苯基中的一种。
2.根据权利要求1所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)的反应条件为强碱环境。
3.根据权利要求1所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中缩合温度为-50～50℃。
4.根据权利要求3所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中缩合温度为-30～25℃。
5.根据权利要求1所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中化合物卤代丙酸酯(II)与化合物草酸二酯(III)的物质的量比为1：1～2。
6.根据权利要求1所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中添加有亲核试剂，所述亲核试剂为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、正丁基锂中的任意一种。
7.根据权利要求1所述的草铵膦中间体，其特征在于：缩合反应中添加有溶剂，所述溶剂为二氯甲烷、甲苯、甲醇、乙醇中的任意一种。
8.根据权利要求1-7任一项所述制得的草铵膦中间体的应用，其特征在于：将该草铵膦中间体与甲基亚磷酸二乙酯进行加成后水解即可得到草铵膦中间体α-酮酸。
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