CN116284115A - 一种精草铵膦中间体的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种精草铵膦中间体的制备方法，属于有机化合物合成技术领域。为解决现有精草铵膦中间体制备方法反应时间长、收率低的问题，本发明提供了一种精草铵膦中间体的制备方法，在氮气氛围下，向L‑2‑氨基‑4‑氯丁酸乙酯中加入氯苯和催化剂，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯，升温至一定反应温度后反应一定时间，直至原料L‑2‑氨基‑4‑氯丁酸乙酯反应完全，得到4‑[乙氧基(甲基)膦酰基]‑L‑高丙氨酸乙酯。本发明采用4‑二甲氨基吡啶、4‑二甲氨基吡啶盐酸盐、吡啶盐酸盐或三乙胺盐酸盐作为催化剂，具有良好的催化效应，反应条件温和，反应时间短，显著提高了精草铵膦的总收率，具有较高的工业化应用价值。
Description
技术领域
本发明属于有机化合物合成技术领域，尤其涉及一种精草铵膦中间体的制备方法。
背景技术
精草铵膦又称L-草铵膦，最初发现自生物农药除草剂双丙氨膦在植物体内的活性代谢物，其除草活性为普通草铵膦的两倍，亩施用量仅为草铵膦的50％，使用成本二者基本相当。精草铵膦毒性低，在土壤中易于降解，对作物安全，漂移小，对临近作物安全，除草谱广，可治理对草甘膦产生抗性的恶性杂草，活性高，杀草迅速，持效期长。精草铵膦以触杀除草为主，对后茬作物安全。开发生产精草铵膦将大大减少原药用量，对于提高产品经济型、减少农药使用量、减轻环境压力都具有十分重要的作用。
4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯，简称精草铵膦酯、L-草铵膦酯，是精草铵膦化学合成路径中的关键中间体，中间体的制备方法决定了精草铵膦产品的最终收率。现有4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法常用路易斯酸作为反应催化剂，存在反应时间长、精草铵膦最终收率低的问题，影响了精草铵膦的工业化生产效率。
发明内容
为解决现有精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯制备方法反应时间长、收率低的问题，本发明提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法。
本发明的技术方案：
一种精草铵膦中间体的制备方法，在氮气氛围下，向L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯中加入氯苯和催化剂，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯，升温至一定反应温度后反应一定时间，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯；所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、4-二甲氨基吡啶盐酸盐、吡啶盐酸盐或三乙胺盐酸盐中的一种。
进一步的，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025～0.1:1.3。
进一步的，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025:1.3。
进一步的，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.1:1.3。
进一步的，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶。
进一步的，所述反应温度为110℃。
进一步的，所述反应时间为14～20h。
本发明的有益效果：
本发明提供的精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法采用4-二甲氨基吡啶、4-二甲氨基吡啶盐酸盐、吡啶盐酸盐或三乙胺盐酸盐作为催化剂，具有良好的催化效应，反应条件温和，反应时间短，尤其是4-二甲氨基吡啶仅用0.025eq的用量就能取得较好的催化效果，显著提高了精草铵膦的总收率，具有较高的工业化应用价值。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案做进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。下列实施例中未具体注明的工艺设备或装置均采用本领域内的常规设备或装置，若未特别指明，本发明实施例中所用的原料等均可市售获得；若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
实施例1
本实施例提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法，本实施例使用的催化剂为4-二甲氨基吡啶，具体制备方法为：
按L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、4-二甲氨基吡啶和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025:1.3准备材料，在氮气氛围下，向三口瓶中分别加入L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯50g(0.3018mol,1.0eq)、氯苯119g(1.057mol,3.5eq)和催化剂4-二甲氨基吡啶0.92g(0.0075mol,0.025eq)，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯共53.4g(0.3923mol,1.3eq)，升温至110℃后反应14h，GC监测反应的进程，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到褐白色的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯。
以本实施例得到的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯为原料制备精草铵膦，具体制备方法为：
在圆底烧瓶中加入本实施例所得4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯，滴加浓度为36％的盐酸溶液257ml(10eq)，加热回流直至原料完全反应，蒸干反应体系的溶剂得到精草铵膦盐酸盐，加入98％乙醇水溶液300mL回流直至产物完全溶解，室温下加入环氧丙烷26.3g(0.453mol,1.5eq)充分搅拌3h，过滤、干燥得到精草铵膦白色晶体46.5g(0.256mol)，收率85％。
收率计算公式为：收率＝精草铵膦实际产量/精草铵膦理论产量×100％。
实施例2
本实施例提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法，本实施例使用的催化剂为4-二甲氨基吡啶盐酸盐，具体制备方法为：
按L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、4-二甲氨基吡啶盐酸盐和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025:1.3准备材料，在氮气氛围下，向三口瓶中分别加入L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯50g(0.3018mol,1.0eq)、氯苯119g(1.057mol,3.5eq)和催化剂4-二甲氨基吡啶盐酸盐1.195g(0.0075mol,0.025eq)，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯共53.4g(0.3923mol,1.3eq)，升温至110℃后反应14h，GC监测反应的进程，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到褐白色的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯。
以本实施例得到的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯为原料制备精草铵膦，具体制备方法为：
在圆底烧瓶中加入本实施例所得4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯，滴加浓度为36％的盐酸溶液257ml(10eq)，加热回流直至原料完全反应，蒸干反应体系的溶剂得到精草铵膦盐酸盐，加入98％乙醇水溶液300mL回流直至产物完全溶解，室温下加入环氧丙烷26.3g(0.453mol,1.5eq)充分搅拌3h，过滤、干燥得到精草铵膦白色晶体45.9g(0.253mol)，收率84％。
收率计算公式为：收率＝精草铵膦实际产量/精草铵膦理论产量×100％。
实施例3
本实施例提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法，本实施例使用的催化剂为吡啶盐酸盐，具体制备方法为：
按L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、吡啶盐酸盐和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.1:1.3准备材料，在氮气氛围下，向三口瓶中分别加入L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯50g(0.3018mol,1.0eq)、氯苯119g(1.057mol,3.5eq)和催化剂吡啶盐酸盐3.49g(0.03018mol,0.1eq)，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯共53.4g(0.3923mol,1.3eq)，升温至110℃后反应18h，GC监测反应的进程，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到褐白色的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯。
以本实施例得到的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯为原料制备精草铵膦，具体制备方法为：
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收率计算公式为：收率＝精草铵膦实际产量/精草铵膦理论产量×100％。
实施例4
本实施例提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法，本实施例使用的催化剂为三乙胺盐酸盐，具体制备方法为：
按L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、三乙胺盐酸盐和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.1:1.3准备材料，在氮气氛围下，向三口瓶中分别加入L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯50g(0.3018mol,1.0eq)、氯苯119g(1.057mol,3.5eq)和催化剂三乙胺盐酸盐4.15g(0.03018mol,0.1eq)，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯共53.4g(0.3923mol,1.3eq)，升温至110℃后反应18h，GC监测反应的进程，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到褐白色的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯。
以本实施例得到的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯为原料制备精草铵膦，具体制备方法为：
在圆底烧瓶中加入本实施例所得4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯，滴加浓度为36％的盐酸溶液257ml(10eq)，加热回流直至原料完全反应，蒸干反应体系的溶剂得到精草铵膦盐酸盐，加入98％乙醇水溶液300mL回流直至产物完全溶解，室温下加入环氧丙烷26.3g(0.453mol,1.5eq)充分搅拌3h，过滤、干燥得到精草铵膦白色晶体43.2g(0.238mol)，收率79％。
收率计算公式为：收率＝精草铵膦实际产量/精草铵膦理论产量×100％。
对比例1
本对比例提供了一种精草铵膦中间体4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯的制备方法，本对比例使用的催化剂为路易斯酸三氟化硼乙醚，具体制备方法为：
在氮气氛围下，向三口瓶中分别加入L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯50g(0.3018mol,1.0eq)、氯苯119g(1.057mol,3.5eq)和催化剂路易斯酸三氟化硼乙醚5g(0.0352mol,0.12eq)，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯共53.4g(0.3923mol,1.3eq)，升温至130℃后反应26h，GC监测反应的进程，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到褐白色的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯。
以对比例得到的4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯为原料制备精草铵膦，具体制备方法为：
在圆底烧瓶中加入本对比例所得4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯，滴加浓度为36％的盐酸溶液257ml(10eq)，加热回流直至原料完全反应，蒸干反应体系的溶剂得到精草铵膦盐酸盐，加入98％乙醇水溶液300mL回流直至产物完全溶解，室温下加入环氧丙烷26.3g(0.453mol,1.5eq)充分搅拌3h，过滤、干燥得到精草铵膦白色晶体42.7g(0.235mol)，收率78％。
收率计算公式为：收率＝精草铵膦实际产量/精草铵膦理论产量×100％。
Claims (7)
1.一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，在氮气氛围下，向L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯中加入氯苯和催化剂，充分搅拌反应体系同时滴加甲基亚膦酸二乙酯，升温至一定反应温度后反应一定时间，直至原料L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯反应完全，减压蒸馏去除反应体系中的氯苯和剩余的甲基亚膦酸二乙酯，得到4-[乙氧基(甲基)膦酰基]-L-高丙氨酸乙酯；所述催化剂为4-二甲氨基吡啶、4-二甲氨基吡啶盐酸盐、吡啶盐酸盐或三乙胺盐酸盐中的一种。
2.根据权利要求1所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025～0.1:1.3。
3.根据权利要求1所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.025:1.3。
4.根据权利要求1所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述L-2-氨基-4-氯丁酸乙酯、氯苯、催化剂和甲基亚膦酸二乙酯的摩尔比为1:3.5:0.1:1.3。
5.根据权利要求1-4任一所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述催化剂为4-二甲氨基吡啶。
6.根据权利要求5所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述反应温度为110℃。
7.根据权利要求6所述一种精草铵膦中间体的制备方法，其特征在于，所述反应时间为14～20h。
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