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Abstract

本发明公开了一种调环酸钙中间体的制备方法。将3‑羟基‑5‑乙氧羰基‑环己‑2‑烯‑1‑酮与丙酸酐以摩尔比1：1～3加入到反应器中，加入催化剂，3‑羟基‑5‑乙氧羰基‑环己‑2‑烯‑1‑酮与催化剂的摩尔比为1：0.001～0.005，升温到40～50℃，反应10～24小时，反应结束后，减压浓缩回收未反应的丙酸酐以及丙酸，加入水洗去催化剂，0‑5℃冷冻结晶得到产物3,5‑二氧代‑4‑丙酰基环己烷羧酸乙酯。此工艺不使用有机溶剂、环境友好，收率、纯度高，适用于大规模的工业生产。

Description

一种调环酸钙中间体的制备方法
技术领域
本发明涉及一种调环酸钙中间体的制备方法，属于农药合成技术领域。
背景技术
植物生长调节剂，是用于调节植物生长发育的一类农药，包括人工合成的具有天然植物激素相似作用的化合物和从生物中提取的天然植物激素。调环酸钙是一种新型的环己烯酮类植物生长调节剂，其通用名为：prohexadione-Calcium。化学名称为：3,5-二氧代-4-丙酰基环己烯羧酸钙。英文名称为：Calcium 3,5-dioxo-4-propionylcyclohexanecarboxylic acid。
结构式为：
Figure BDA0002375122770000011
调环酸钙的作用主要用于控制禾谷类作物生长，能缩短作物茎杆的长度，又能增强植物的抗病害、抗寒冷、抗逆性能力，具有明显的抗倒伏作用。
近年来，国内外对调环酸钙的合成进行了大量的研究。根据文献的报道，调环酸钙的合成路线主要有三种：
一是以马来酸酐为起始原料，经过七步反应得到调环酸钙(叶向阳，楼文成，郭奇珍.调环酸及其类似物的合成[J].杀虫剂,1995,34(4):20-22.)。
二是以顺丁烯二酸二乙酯为起始原料，经过五步反应得到调环酸钙(郑先富,赵东生,孙炳剑,等。调环酸钙的合成工艺[J]江西农业学报,2011,23(1):129-131；冯已，调环酸钙合成工艺研究及其类似物合成[D]郑州:郑州大学化学系,2011；黄建平，一种一种调环酸钙的制备方法[P]CN:104478707,2015-04-01)。
三是以3,5-二羟基苯甲酸为起始原料经过5步反应得到调环酸钙(郑纯智,张继炎,王日杰.3,5-二羟基苯甲酸催化加氢制备3,5-二氧代环己烷羧酸[J]精细化工,2004,21(4):313-317)。
这三条不同的路线最终都必须经过通过三乙胺催化下与丙酰氯反应，上丙酰基，然后通过4-二甲氨基吡啶(DMAP)催化下的重排反应。
Figure BDA0002375122770000021
冯已(调环酸钙合成工艺研究及其类似物合成[D]郑州:郑州大学化学系)非常详细的描述了其工艺。18.4克(0.1mol)的3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮，加入300毫升甲苯溶解于500毫升三口烧瓶中，连接回流搅拌装置，向溶液中加入三乙胺18毫升(0.13mol)，室温下滴加11.1克(0.12摩尔)的丙酰氯与10ml甲苯的混合液，约0.5小时滴加完毕，升温到40℃左右反应4小时，反应液变成乳黄色，GC-MS检测酰化反应生成3-乙氧羰基-5-氧环己-1烯-1-醇丙酸酯，抽滤反应液除去三乙胺盐酸盐，用100ml 1M盐酸溶液洗两次后，水洗两次，干燥浓缩，得到淡黄色液体，无需分离提纯，可直接下一步反应。取50毫升二氯乙烷，加入化合物3-乙氧羰基-5-氧环己-1烯-1-醇丙酸酯2.4克(0.01mol)和DMAP0.18克(0.0014mol)后，升温至回流，TLC检测反应结束约8小时，变回流装置为蒸馏装置，蒸馏回收二氯乙烷，每次100毫升乙酸乙酯萃取分液，收集有机相，干燥浓缩得到重排产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯粗品，过柱分离得到淡黄色固体，产率80％。
从以上工艺可以看出，使用了三乙胺、4-二甲氨基吡啶、丙酰氯等环境非常不友好试剂，污染大。反应结束后，后处理流程较长，重排产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯通过过柱子分离，不适用大规模的工业生产。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种调环酸钙中间体3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯的制备方法，
本发明的调环酸钙中间体的制备方法包括以下步骤：
将3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与丙酸酐加入到反应器中，加入催化剂，升温到40～50℃进行反应，反应结束后，经后处理得到3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯；
反应式如下：
Figure BDA0002375122770000031
作为本发明的优选方案，所述催化剂为AlCl3、FeCl3或TiCl4；3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与催化剂的摩尔比为1：0.001～0.005。
作为本发明的优选方案，所述3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与丙酸酐的摩尔比为1：1～3。
作为本发明的优选方案，所述的后处理过程为：反应结束后回收未反应的丙酸酐以及丙酸，加水除去催化剂，冷冻结晶得到产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯。
作为本发明的优选方案，所述冷冻结晶的温度为0-5℃。
作为本发明的优选方案，通过减压蒸发回收未反应的丙酸酐以及丙酸。
作为本发明的优选方案，所述加水除去催化剂的方法为：加水分层，除去水层，保留有机层。
作为本发明的优选方案，所述反应的时间为10～24小时。
本发明与现有技术相比，所具有的有益效果是：
本发明的原料在催化剂作用下进行反应，不额外使用有机溶剂，避免了现有技术中甲苯、二氯乙烷等有机溶剂的使用，对环境友好。
本发明的目标产物经一步反应而得，与现有技术中采用多步反应相比，无需经历中间产物的除盐或除溶剂步骤，操作方便，更容易实现工业化。
本发明的目标产物收率可达90％以上，产品纯度经HPLC分析可达96％以上，明显优于现有技术中的产率。
本发明的反应温度温和，优选的反应温度为40～50℃。本发明的后处理过程简便，后处理过程可以回收过量的丙酸酐，通过加水分层的方式就可以将催化剂和目标产物进行分离，目标产物经冷冻结晶析出，操作简便，适用于大规模的工业生产。
具体实施方式
一种调环酸钙中间体的制备方法如下：
将3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与丙酸酐以摩尔比1：1～3加入到反应器中，加入催化剂，3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与催化剂的摩尔比为1：0.001～0.005，升温到40～50℃，反应10～24小时，反应结束后，减压浓缩回收未反应的丙酸酐以及丙酸，加入水洗去催化剂，0-5℃冷冻结晶得到产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯。
所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述催化剂为AlCl3、FeCl3或TiCl4。
实施例1：
将184克3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮加入到500ml三口烧瓶中，加入130克丙酸酐，加入0.133克三氯化铝，升温到40℃，反应10小时，反应结束后，旋转蒸发回收丙酸58克，冷却到室温，在三口烧瓶中加入5ml水，分层，分去水层，有机相冷冻到0℃，搅拌5小时，析出产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯230克，收率95.8％，HPLC含量96.7％。
产物核磁共振氢谱(Acetone)δ：1.0-1.1(3H，CH3)，1.2-1.3(3H，CH3),2.6-3.1(5H，CH2，CH2，CH)，4.1-4.3(2H，CH2)15.0-15.1(1H，OH)
元素分析：碳60.0％，氢6.8％，氧33.2％。
经确认为3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯。
实施例2：
将184克3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮加入到500ml三口烧瓶中，加入390克丙酸酐，加入0.486克三氯化铁，升温到50℃，反应24小时，反应结束后，旋转蒸发回收丙酸及丙酸酐330克，冷却到室温，在三口烧瓶中加入15ml水，分层，分去水层，有机相冷冻到5℃，搅拌24小时，析出产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯158克，收率94.1％，HPLC含量98.6％。
实施例3：
将184克3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮加入到500ml三口烧瓶中，加入130克丙酸酐，加入0.95克四氯化钛，升温到40℃，反应12小时，反应结束后，旋转蒸发回收丙酸60克，冷却到室温，在三口烧瓶中加入5ml水，分层，分去水层，有机相冷冻到0℃，搅拌3小时，析出产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烷羧酸乙酯232克，收率96.6％，HPLC含量98.7％。

Claims (8)

1.一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与丙酸酐加入到反应器中，加入催化剂，升温到40～50℃进行反应，反应结束后，经后处理得到3,5-二氧代-4-丙酰基环己烯羧酸乙酯；所述催化剂为AlCl3或TiCl4；
反应式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
。
2.如权利要求1所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于， 3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与催化剂的摩尔比为1：0.001~0.005。
3.如权利要求1或2所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述3-羟基-5-乙氧羰基-环己-2-烯-1-酮与丙酸酐的摩尔比为1：1~3。
4.如权利要求1或2所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述的后处理过程为：反应结束后回收未反应的丙酸酐以及丙酸，加水除去催化剂，冷冻结晶得到产物3,5-二氧代-4-丙酰基环己烯羧酸乙酯。
5.如权利要求4所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述冷冻结晶的温度为0-5℃。
6.如权利要求4所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，通过减压蒸发回收未反应的丙酸酐以及丙酸。
7.如权利要求4所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述加水除去催化剂的方法为：加水分层，除去水层，保留有机层。
8.如权利要求1或2所述的一种调环酸钙中间体的制备方法，其特征在于，所述反应的时间为10～24小时。
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