CN116606257A - 中间体7-氯8-喹啉酸的制备工艺及二氯喹啉酸的合成工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于农药合成领域，涉及一种用于合成苯嘧磺草胺的中间体I的制备工艺以及一种合成苯唑草酮的工艺。该中间体I的制备工艺包括：(1)在40‑120℃下，在极性溶剂中，以4‑氟‑3‑氨基苯甲酸酯为原料，与氯甲酸酯反应，得到式1所示化合物1；(2)在120‑230℃下，在碱性条件下，在第一非质子极性溶剂中，化合物1与三氟巴豆胺酯反应得到中间产物，接下来该中间产物与硫酸二甲酯反应，得到式2所示的化合物2；(3)在20‑100℃下，在存在金属催化剂的情况下，在第二非质子极性溶剂中，化合物2与氯化剂反应，得到式I所示的中间体I。本发明的工艺是一个连续的工艺，有效降低原材料成本，减少三废产生，产物收率高，适合工业化生产。

Description

中间体7-氯8-喹啉酸的制备工艺及二氯喹啉酸的合成工艺

技术领域

本发明属于农药合成领域，涉及一种用于合成苯嘧磺草胺的中间体I的制备工艺以及一种合成苯唑草酮的工艺。

背景技术

苯嘧磺草胺是作为一种除草剂，其具有广泛的作物适用性，可有效地杀除阔叶杂草，尤其能防除对草甘膦、三嗪类产生抗性的杂草，还具有降解迅速的特点。虽然当前已存在合成苯嘧磺草胺的工艺，但是现有合成工艺广泛存在合成路线较长，条件较苛刻，危险性高、中间体收率低，产物收率低，三废量多，不易大规模生产等不足。

因此，寻求成本较低、合成条件温和、易操作且产物收率度高的制备用于合成苯嘧磺草胺的中间体或合成苯嘧磺草胺的工艺，一直是本领域研究热点和目标。

发明内容

针对现有合成苯嘧磺草胺的中间体和/或合成苯嘧磺草胺的工艺中存在的不足，本发明旨在提供一种新的、低成本且合成路线苛刻度不高的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，以及一种新的合成苯唑草酮的工艺。

一方面，本发明提供了，如下述路线I所示，一种用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其包括：

(1)在40-120℃的反应温度下，在极性溶剂中，以4-氟-3-氨基苯甲酸酯为原料，与氯甲酸酯反应，得到式1所示化合物1；

(2)在120-230℃的反应温度下，在碱性条件下，在第一非质子极性溶剂中，化合物1与三氟巴豆胺酯反应得到中间产物，接下来该中间产物直接与硫酸二甲酯反应，得到式2所示的化合物2；和

(3)在20-100℃的反应温度下，在存在金属催化剂的情况下，在第二非质子极性溶剂中，化合物2与氯化剂反应，得到式I所示的中间体I；

其中，R独立地表示为甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基。

进一步地，步骤(1)中，极性溶剂优选为二氯乙烷，甲苯、氯苯和二甲苯中的一种或多种。

进一步地，步骤(1)中，氯甲酸酯为选自氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯、氯甲酸丙酯、氯甲酸丁酯或其组合中的任一种。

进一步地，步骤(1)中，反应温度优选为60-80℃。

进一步地，步骤(1)中，4-氟-3氨基-苯甲酸酯与氯甲酸酯的摩尔比为1:(1.1-1.5)。

进一步地，步骤(2)中，碱为无机碱，优选地，该无机碱为选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠中任一种。

进一步地，步骤(2)中，化合物1与无机碱的摩尔比为1:(2.1-3)。

进一步地，步骤(2)中第一非质子极性溶剂可以与步骤(3)中第二非质子极性溶剂相同或不同。

进一步地，步骤(2)中，第一非质子极性溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺DMF、N,N-二甲基乙酰胺DMAC、二甲基亚砜DMSO和N-甲基吡咯烷酮NMP中的任一种；更优选地，该非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF。

进一步地，步骤(2)中，优选地，在120-230℃下，化合物1先后关环反应和甲酯化反应。

进一步地，步骤(3)中，优选地，第二非质子极性溶剂为选自乙腈、二氯乙烷和二氯甲烷中的任一种；更优选地，第二非质子极性溶剂为乙腈。

进一步地，步骤(3)中，氯化剂为磺酰氯、氯化亚砜或氯气。

进一步地，步骤(3)中，化合物2与氯化剂的摩尔比为1：(1.1-2)。

进一步地，步骤(3)中，反应温度优选为20-40℃。

进一步地，步骤(3)中，金属催化剂为镍、钴或铁催化剂。

进一步地，步骤(3)中，反应物3与催化剂的摩尔比为1：(0.01-0.2)，更优选地，反应物3与催化剂的摩尔比为1：(0.01-0.1)。

另一方面，本发明提供了一种新的合成苯唑草酮的工艺，其包括本发明所述的中间体I的制备工艺。

有益效果

通过本发明上述技术方案，本发明至少克服了现有的合成苯嘧磺草胺的工艺中存在的一些不足，获得了一种新的、更适合工业化生产合成苯嘧磺草胺的中间体I的制备工艺。

与现有中间体I的制备工艺相比，本发明采用起始原料相对廉价，且容易获得，成本低；反应步骤(1)-(3)操作简单，条件温和，可在同一反应釜中连续进行，克服了一些合成工艺中反应条件苛刻及成本高的问题。这个合成路线危险性降低，三废排放量少，中间产物及目标产物收率高，更有利于工业化生产。而且，该工艺中所使用的非质子极性溶剂还可以回收再利用，无污染。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案做进一步的解释，但是并不以任何方式限制本发明，在不背离本发明的技术解决方案的前提下，对本发明所属领域的普通技术人员来说，能够实现的任何改动、改造或者等同替换方法都将落入本发明的权利要求范围内。

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

本发明中，在没有特别说明的情况下，室温指的是20-30℃。

本发明的合成路线中，中间产物和目标产物的含量(纯度)通过液相色谱(AgilentHPLC1260)测得。反应的转化率和选择性通过以下公式计算：

转化率＝(原料投入摩尔量-产物中残留的原料摩尔量)/原料投入摩尔量×100％。

收率＝目标产物的实际摩尔量/目标产物的理论摩尔量×100％。

在本发明的一些实施例中，提供了一种用于合成苯嘧磺草胺的中间体I的制备工艺。具体地，如路线I所示，该制备工艺包括：

(1)在40-120℃的反应温度下，在极性溶剂中，以4-氟-3-氨基苯甲酸酯为原料，与与氯甲酸酯反应，得到式1所示化合物1；其中4-氟-3氨基-苯甲酸酯与氯甲酸酯的摩尔比为1:(1.1-1.5)；

(2)在120-230℃的反应温度下，在碱性条件下，在第一非质子极性溶剂中，化合物1与三氟巴豆胺酯反应得到中间产物，接下来该中间产物直接与硫酸二甲酯反应，得到式2所示的化合物2；其中化合物1与无机碱的摩尔比为1:(2.1-3)；和

(3)在20-100℃的反应温度下，在镍催化剂存在下，在第二非质子极性溶剂中，化合物2与氯化剂反应，得到式I所示的中间体I，其中化合物2与氯化剂的摩尔比为1：(1.1-2)；

其中，R独立地表示为甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基。

在一些实施例中，步骤(1)中，极性溶剂优选为二氯乙烷，甲苯、氯苯和二甲苯中的一种或多种，氯甲酸酯为选自氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯、氯甲酸丙酯、氯甲酸丁酯或其组合中的任一种。优选地，步骤(1)中反应温度为60-80℃。

在一些实施例中，步骤(2)中，碱为无机碱，优选地，该无机碱为选自碳酸钾、碳酸钠、碳酸氢钾或碳酸氢钠中任一种。进一步地，步骤(2)中第一非质子极性溶剂可以与步骤(3)中第二非质子极性溶剂相同或不同。

在一些实施例中，步骤(2)中，第一非质子极性溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺DMF、N,N-二甲基乙酰胺DMAC、二甲基亚砜DMSO和N-甲基吡咯烷酮NMP中的任一种；优选地，该非质子极性溶剂为N,N-二甲基甲酰胺DMF。在120-230℃下，化合物2进行关环反应。

在另一些实施例中，步骤(3)中，第二非质子极性溶剂为选自乙腈、二氯乙烷和二氯甲烷中的任一种；更优选地，第二非质子极性溶剂为乙腈。氯化剂为磺酰氯、氯化亚砜或氯气。优选地，反应温度为20-40℃。

在一些实施例中，金属催化剂为镍、钴或铁催化剂。更优选地，步骤(3)中反应物3与催化剂的摩尔比为1：(0.01-0.1)。

实施例1

步骤1：化合物1的制备

在室温下，向装有机械搅拌、温度计、冷凝管的1L四口瓶中，依次加入0.1mol原料4-氟-3-氨基苯甲酸酯，500g二氯甲烷，加热至70-80℃下，开始滴加氯甲酸甲酯0.11mol，滴加完毕后，继续搅拌反应11h；

采用高效液相色谱(HPLC)分析，检测反应进度，待原料面积占所有峰面积的百分比＜0.2％后，停止搅拌，降温至室温，并终止反应；减压脱溶剂，得到化合物1；

以原料化合物4-氟-3-氨基-苯甲酸酯为基准，经计算，化合物1的收率80％，纯度98％。

步骤2：化合物2的制备

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中，加入0.1mol化合物1，100g DMF，0.3mol碳酸钾，加热至120-140℃，回流，滴加0.12mol三氟巴豆胺酯，滴加完毕，回流反应10h；

待液相检测合格后，降温至室温，滴加0.15mol硫酸二甲酯，滴加完毕，室温下反应5h；

采用高效液相色谱(HPLC)分析，检测反应进度，待原料面积占所有峰面积的百分比＜0.2％后，停止搅拌，抽滤，母液脱溶除去DMF，得到化合物2。

以化合物1为基准，经计算，化合物2的收率90％，纯度98％。

步骤3：化合物I的制备

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中，加入镍催化剂、0.1mol化合物2，100g乙腈，10-25℃开始通入氯气，通入氯气3h。

待液相检测合格后，降温至室温，停止搅拌，脱出溶剂，结晶得到得到化合物3。以化合物1为基准，经计算，化合物I的收率90％，纯度98％。

实施例2

步骤1和步骤2与上述实施例1中对应步骤相同。

步骤3：化合物I的制备

在装有机械搅拌、温度计、冷凝管的四口瓶中，加入0.1mol化合物2，加入200g乙腈，2g氯化铁(催化剂)，室温下通入氯气进行反应。

采用高效液相色谱(HPLC)分析，检测反应进度，待原料面积占所有峰面积的百分比＜0.2％后，停止搅拌，减压脱溶剂，得到目标化合物I。

以化合物2为基准，经计算，中间体化合物I收率85％，纯度90％。

对比例1

步骤1：与实施例1相比，对比例1中化合物1的制备中，不同之处在于：溶剂采用甲苯替换二氯甲烷，其他条件不变。以原料化合物4-氟-3-氨基-苯甲酸酯为基准，经计算，化合物1的收率为90％，纯度90％。

步骤2：与实施例1相比，对比例1中化合物2的制备中，不同之处在于：溶剂采用DMSO替换DMF，其他条件不变。以化合物1为基准，经计算，化合物2的收率85％，纯度95％。

步骤3：在不加催化剂的情况下，其他条件不变，得到化合物I。以化合物2为基准，化合物I的收率为15％，纯度20％。

从上述实施例，可以看出，实施例1和2中，反应条件温和，及对设备要求苛刻度不高，中间产物收率较高；整体生产成本较低，溶剂、催化剂还可以回收再利用，适合工业化生产。而对比例中，采用相同的原料、溶剂和反应条件等，在缺少催化剂的情况下，其中间体I的收率大幅度降低，纯度也显著降低。

经比较，可以发现，本发明的制备工艺能够得到收率更高的中间体I，在具体的实施例中，本发明的制备工艺所获得的中间I收率达到85％以上，纯度达到90％以上，极大地改善了现有中间体I的制备工艺中收率和纯度较低的现状。再者，反应路线I可以在同一反应釜中连续地实施，是一种适合工业化生产、环境友好型的工艺。

Claims (10)

1.一种用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，所述制备工艺包括：

(1)在40-120℃的反应温度下，在极性溶剂中，以4-氟-3-氨基苯甲酸酯为原料，与氯甲酸酯反应，得到式1所示化合物1；

(2)在120-230℃的反应温度下，在碱性条件下，在第一非质子极性溶剂中，化合物1与三氟巴豆胺酯反应得到中间产物，接下来该中间产物直接与硫酸二甲酯反应，得到式2所示的化合物2；和

(3)在20-100℃的反应温度下，在存在金属催化剂的情况下，在第二非质子极性溶剂中，化合物2与氯化剂反应，得到式I所示的中间体I；

其中，R独立地表示为甲基、乙基、丙基、异丙基或丁基。

2.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，极性溶剂优选为二氯乙烷，甲苯、氯苯和二甲苯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，氯甲酸酯为选自氯甲酸甲酯、氯甲酸乙酯、氯甲酸丙酯、氯甲酸丁酯或其组合中的任一种。

4.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(1)中，4-氟-3氨基-苯甲酸酯与氯甲酸酯的摩尔比为1:(1.1-1.5)。

5.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，碱为无机碱。

6.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，化合物1与无机碱的摩尔比为1:(2.1-3)。

7.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中第一非质子极性溶剂可以与步骤(3)中第二非质子极性溶剂相同或不同。

8.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(2)中，第一非质子极性溶剂为选自N,N-二甲基甲酰胺DMF、N,N-二甲基乙酰胺DMAC、二甲基亚砜DMSO和N-甲基吡咯烷酮NMP中的任一种；步骤(3)中，第二非质子极性溶剂为选自乙腈、二氯乙烷和二氯甲烷中的任一种。

9.根据权利要求1所述的用于合成苯唑草酮的中间体I的制备工艺，其特征在于，步骤(3)中，化合物2与氯化剂的摩尔比为1：(1.1-2)。

10.一种合成苯唑草酮的工艺，其特征在于，所述合成苯唑草酮的工艺包括上述权利要求1-9中任一项所述的中间体I的制备工艺。