CN113135851A - 一种解毒喹的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解毒喹的合成方法，包括以下步骤：（1）以5‑氯‑8羟基喹啉、氯乙酸甲酯为原料，以DMF为溶剂，以碳酸钾为缚酸剂，制备5‑氯‑8氧基喹啉乙酸甲酯；（2）将步骤（1）制得的5‑氯‑8氧基喹啉乙酸甲酯先碱解再酸析制备5‑氯‑8氧基喹啉乙酸；（3）将步骤（2）制得的5‑氯‑8氧基喹啉乙酸与2‑庚醇发生酯化反应制备解毒喹。在现有工业上常用的工艺的基础上，将制得的5‑氯‑8‑喹啉氧基乙酸甲酯水解为5‑氯‑8氧基喹啉乙酸，5‑氯‑8氧基喹啉乙酸再与2‑庚醇发生酯化反应，制备解毒喹。提高了产品收率，工艺简单易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种除草剂安全剂的合成，具体涉及一种解毒喹的合成方法。
背景技术
解毒喹，又称解草酯，化学名称为1-甲基己基（5-氯-8-喹啉氧基）乙酸酯，解毒喹在工业上可以作为医药和有机合成的中间体，在农业上，属杂环类除草剂安全剂，是除草剂炔草酯对应的解毒剂，防止炔草酯对小粒谷物的伤害，扩大炔草酯的使用范围，目前解草酯已经商业化并被广泛使用。
现在工业上主要以5-氯-8-羟基喹啉为原料来制备解毒喹，常用工艺如下：5-氯-8-羟基喹啉与氯乙酸甲酯反应生成5-氯-8-喹啉氧基乙酸甲酯，再将5-氯-8-喹啉氧基乙酸甲酯和2-庚醇发生酯交换反应生成目标产物解毒喹，合成路线如下：
上述路线中，5-氯-8-喹啉氧基乙酸甲酯和2-庚醇的酯交换反应为一个平衡反应，因此该步反应收率较低，而且在酯交换的过程中，当温度大于60℃时，5-氯-8-氧基喹啉乙酸甲酯容易分解生成5-氯-8氧基喹啉乙酸，大大影响产品的收率。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种解毒喹的合成方法，在现有工业上常用的工艺的基础上，将制得的5-氯-8-喹啉氧基乙酸甲酯水解为5-氯-8氧基喹啉乙酸，5-氯-8氧基喹啉乙酸再与2-庚醇发生酯化反应，制备解毒喹。提高了产品收率，工艺简单易于工业化生产。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种解毒喹的合成方法，包括以下步骤：
（1）以5-氯-8羟基喹啉、氯乙酸甲酯为原料，以DMF为溶剂，以碳酸钾为缚酸剂，制备5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯；
（2）将步骤（1）制得的5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯先碱解再酸析制备5-氯-8氧基喹啉乙酸；
（3）将步骤（2）制得的5-氯-8氧基喹啉乙酸与2-庚醇发生酯化反应制备解毒喹。
本发明的进一步改进方案为：
所述步骤（1）的具体步骤为：将5-氯-8羟基喹啉、DMF、氯乙酸甲酯混合搅拌，升温至55~65℃，分批投入碳酸钾，升温至70~78℃，保温半小时后升温至80-82℃保温1~3小时至反应结束；反应结束后将反应液倒入水中搅拌，抽滤，得5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯。
进一步的，所述5-氯-8羟基喹啉与氯乙酸甲酯的摩尔比为1:1~1.2，所述5-氯-8羟基喹啉与DMF的质量比为1:1.8~2.2。
进一步的，所述步骤（2）的具体步骤为：将5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯加入到片碱水溶液中，加热至60~65℃下反应40~80min，完成碱解反应；反应液降温至25~35℃，加入盐酸溶液，反应40~80min，完成酸析反应，反应结束后用盐酸溶液调整反应液的pH至1~2，抽滤得5-氯-8氧基喹啉乙酸。
进一步的，所述5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯与片碱水溶液中所含片碱的摩尔比为1:1.3~1.8，所述盐酸溶液的质量浓度为30%~35%。
进一步的，所述步骤（3）的具体步骤为：将5-氯-8氧基喹啉乙酸、2-庚醇、甲苯、浓硫酸混合在106-110℃混合搅拌回流反应6h~8h，反应完全后，降温至80℃，负压蒸馏至无馏分，降温至70℃，加入乙醇，降温至10℃，结晶一小时抽滤得产物解毒喹。
进一步的，所述5-氯-8氧基喹啉乙酸与2-庚醇的摩尔比为1:1.8~2.2，所述5-氯-8氧基喹啉乙酸、甲苯以及乙醇的质量比为1:2.5~3.5:1.8~2.2。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明在制备5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯的时候，以碳酸钾为缚酸剂，操作简单，反应温和，反应速度快。
本发明在现有技术的基础上增加一步碱解酸析的反应，现有的解毒喹生产企业不需要对设备进行很大的改造即可使用本发明的工艺条件，碱解酸析的时候不使用有机溶剂，简单易操作易于工业化生产。
本发明将制得的5-氯-8-喹啉氧基乙酸甲酯水解为5-氯-8氧基喹啉乙酸，5-氯-8氧基喹啉乙酸再与2-庚醇发生酯化反应，制备解毒喹，反应彻底杂质少，以乙醇重结晶保证了解毒喹较高的纯度，大大提高了产品的收率。
具体实施方式
实施例1
在500ml四口瓶中投35.8g5-氯-8羟基喹啉，75gDMF，24g氯乙酸甲酯开启搅拌，升温至60℃，分批投入35.8g碳酸钾，升温至75℃，保温半小时后升温80-82℃保温2小时，取样HPLC检测喹啉含量小于0.5%反应结束。在2000ml烧杯中加入1000ml的水，开启搅拌，趁热将反应液倒入，搅拌半小时，抽滤。将滤饼放入500ml的单口圆底烧瓶中，旋蒸至无水分流出，称重42.6g，收率为85%。
在500ml四口瓶中投12g片碱，240g水开启搅拌，待片碱溶解后，加入50g5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯（折干），升温控制温度60-65℃反应一小时取样HPLC分析5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯小于0.5%反应结束，降温至30摄氏度。在1000ml烧杯中加入300ml的水,34g32%的盐酸开启搅拌，将反应液放入(烧瓶中的料液用200ml水冲洗也加入1000ml烧杯中），反应1小时后，用盐酸调节反应液的pH为1-2抽滤，滤饼捣碎于60℃烘料，水分小于1%即可。干品称重40.1g，收率为85%。
在500ml四口瓶中投50g5-氯-8氧基喹啉乙酸,48.9g2-庚醇，150g甲苯，1ml浓硫酸，开启搅拌回流带水（小试温度为106-110℃），每2小时取样HPLC检测分析（5-氯-8氧基喹啉乙酸小于5%时取样间隔为1小时），待5-氯-8氧基喹啉乙酸小于0.5%反应结束。降温，负压高温蒸馏至无馏分，降温至70℃，加入142g乙醇，（观测如有固体料沾壁，升温至80℃待沾壁料溶解），降温至10℃，结晶一小时抽滤，所得物料60℃烘干，产物解毒喹称重56.5g，收率为80%。
实施例2
在500ml四口瓶中投35.8g5-氯-8羟基喹啉（1eq），64gDMF，21.6g氯乙酸甲酯（1eq）开启搅拌，升温至60℃，分批投入35.8g碳酸钾，升温至75℃，保温半小时后升温80-82℃保温1小时，取样HPLC检测喹啉含量小于0.5%反应结束。在2000ml烧杯中加入1000ml的水，开启搅拌，趁热将反应液倒入，搅拌半小时，抽滤。将滤饼放入500ml的单口圆底烧瓶中，旋蒸至无水分流出，称重39.6g,收率为79%。
在500ml四口瓶中投10.3g片碱（1.3eq），240g水开启搅拌，待片碱溶解后，加入50g5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯（1eq，折干），升温控制温度60-65℃反应一小时取样HPLC分析5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯小于0.5%反应结束，降温至30摄氏度。在1000ml烧杯中加入300ml的水,34g32%的盐酸开启搅拌，将反应液放入(烧瓶中的料液用200ml水冲洗也加入1000ml烧杯中），反应1小时后，用盐酸调节反应液的pH为1-2抽滤，滤饼捣碎于60℃烘料，水分小于1%即可。干品称重37.8g,收率为80%。
在500ml四口瓶中投50g5-氯-8氧基喹啉乙酸（1eq）,44g2-庚醇（1.8eq），125g甲苯，1ml浓硫酸，开启搅拌回流带水（小试温度为106-110℃），每2小时取样HPLC检测分析（5-氯-8氧基喹啉乙酸小于5%时取样间隔为1小时），待5-氯-8氧基喹啉乙酸小于0.5%反应结束。降温，负压高温蒸馏至无馏分，降温至70℃，加入90g乙醇，（观测如有固体料沾壁，升温至80℃待沾壁料溶解），降温至10℃，结晶一小时抽滤，所得物料60℃烘干，产物解毒喹称重55.1g，收率为78%。
实施例3
在500ml四口瓶中投35.8g5-氯-8羟基喹啉（1eq），79gDMF，26g氯乙酸甲酯（1.2eq）开启搅拌，升温至60℃，分批投入35.8g碳酸钾，升温至75℃，保温半小时后升温80-82℃保温1小时，取样HPLC检测喹啉含量小于0.5%反应结束。在2000ml烧杯中加入1000ml的水，开启搅拌，趁热将反应液倒入，搅拌半小时，抽滤。将滤饼放入500ml的单口圆底烧瓶中，旋蒸至无水分流出，称重45.1g,收率为90%。
在500ml四口瓶中投14.3g片碱（1.8eq），240g水开启搅拌，待片碱溶解后，加入50g5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯（1eq，折干），升温控制温度60-65℃反应一小时取样HPLC分析5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯小于0.5%反应结束，降温至30摄氏度。在1000ml烧杯中加入300ml的水,41g 32%的盐酸开启搅拌，将反应液放入(烧瓶中的料液用200ml水冲洗也加入1000ml烧杯中），反应1小时后，用盐酸调节反应液的pH为1-2抽滤，滤饼捣碎于60℃烘料，水分小于1%即可。干品称重41.1g,收率为87%。
在500ml四口瓶中投50g5-氯-8氧基喹啉乙酸（1eq）,53.8g2-庚醇（2.2eq），175g甲苯，1ml浓硫酸，开启搅拌回流带水（小试温度为106-110℃），每2小时取样HPLC检测分析（5-氯-8氧基喹啉乙酸小于5%时取样间隔为1小时），待5-氯-8氧基喹啉乙酸小于0.5%反应结束。降温，负压高温蒸馏至无馏分，降温至70℃，加入110g乙醇，（观测如有固体料沾壁，升温至80℃待沾壁料溶解），降温至10℃，结晶一小时抽滤，所得物料60℃烘干，产物解毒喹称重57.9g，收率为82%。
Claims (7)
1.一种解毒喹的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）以5-氯-8羟基喹啉、氯乙酸甲酯为原料，以DMF为溶剂，以碳酸钾为缚酸剂，制备5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯；
（2）将步骤（1）制得的5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯先碱解再酸析制备5-氯-8氧基喹啉乙酸；
（3）将步骤（2）制得的5-氯-8氧基喹啉乙酸与2-庚醇发生酯化反应制备解毒喹。
2.根据权利要求1所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述步骤（1）的具体步骤为：将5-氯-8羟基喹啉、DMF、氯乙酸甲酯混合搅拌，升温至55~65℃，分批投入碳酸钾，升温至70~78℃，保温半小时后升温至80-82℃保温1~3小时至反应结束；反应结束后将反应液倒入水中搅拌，抽滤，得5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述5-氯-8羟基喹啉与氯乙酸甲酯的摩尔比为1:1~1.2，所述5-氯-8羟基喹啉与DMF的质量比为1:1.8~2.2。
4.根据权利要求1所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述步骤（2）的具体步骤为：将5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯加入到片碱水溶液中，加热至60~65℃下反应40~80min，完成碱解反应；反应液降温至25~35℃，加入盐酸溶液，反应40~80min，完成酸析反应，反应结束后用盐酸溶液调整反应液的pH至1~2，抽滤得5-氯-8氧基喹啉乙酸。
5.根据权利要求4所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述5-氯-8氧基喹啉乙酸甲酯与片碱水溶液中所含片碱的摩尔比为1:1.3~1.8，所述盐酸溶液的质量浓度为30%~35%。
6.根据权利要求1所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述步骤（3）的具体步骤为：将5-氯-8氧基喹啉乙酸、2-庚醇、甲苯、浓硫酸混合在106-110℃混合搅拌回流反应6h~8h，反应完全后，降温至80℃，负压蒸馏至无馏分，降温至70℃，加入乙醇，降温至10℃，结晶一小时抽滤得产物解毒喹。
7.根据权利要求6所述的一种解毒喹的合成方法，其特征在于：所述5-氯-8氧基喹啉乙酸与2-庚醇的摩尔比为1:1.8~2.2，所述5-氯-8氧基喹啉乙酸、甲苯以及乙醇的质量比为1:2.5~3.5:1.8~2.2。
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