丙草胺的合成方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)領(lǐng)域，特別涉及是一種丙草胺的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 丙草胺(英文名：Pretilachlor)是一種高效、低毒、選擇性芽期除草劑，屬于輸導(dǎo) 型除草劑，目前全球銷售超過2億美金，其中80%的市場供應(yīng)來自中國企業(yè)。其結(jié)構(gòu)為式一 所示：
[0003]
[0004] 當(dāng)前國內(nèi)常用的丙草胺生產(chǎn)工藝是：先將乙二醇單丙醚（1)中的羥基轉(zhuǎn)變成易離 去基(Leaving Group = LG)生成中間體(2)。然后，中間體(2)與2,6-二乙基苯胺反應(yīng)得到單 烷基化中間體(3)。最后，中間體(3)與氯乙酰氯發(fā)生?；磻?yīng)得到丙草胺(4)。
[0005]
[0007] LG(Leaving Group) =C1，MeS〇3，4_CH3C6H4S〇3，etc·
[0008] 該工藝存在如下缺點：
[0009] 在第一步將乙二醇單丙醚（1)中的羥基轉(zhuǎn)變成易離去基時，需用磺酰氯反應(yīng)試劑 (Reagent)，這類酸性試劑對設(shè)備腐蝕性大，有些磺酰氯反應(yīng)試劑價格貴，有些離去副產(chǎn)物 難回收，造成浪費和污染。
[0010] 進行上述第二步烷基化反應(yīng)時，難免有雙烷基化副產(chǎn)物，增加了對環(huán)境的污染和 對原料的消耗，并且，需要精餾分離出單烷基化中間體(3)。
[0011]另有文獻報道，將過量的乙二醇單丙醚和2,6_二乙基苯胺在自制的鉑催化劑催化 下，加熱至200°C，在氫氣的存在下，反應(yīng)完畢后，減壓回收乙二醇單丙醚，合成關(guān)鍵中間體 單烷基化中間體（3)。最后，中間體（3)與氯乙酰氯發(fā)生?；磻?yīng)得到丙草胺（4)。 (US4168965)
[0012]
[0013] 該方法避免了磺酰氯反應(yīng)試劑的使用，但是需要用到昂貴的鉑催化劑，且存在催 化劑不能重復(fù)套用及回收難等問題，尤其是需要在200°C的高溫下通氫氣反應(yīng)，存在安全隱 患。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種丙草胺的合成方法，該方法成功克服了目前 丙草胺生產(chǎn)技術(shù)存在的缺陷，采用價廉、易得的原料，以簡便、溫和的條件，高收率的合成高 品質(zhì)（即，純度295%)的丙草胺。
[0015] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種丙草胺的合成方法，依次進行如下合成 步驟：
[0016] 1)、將正丙醇鈉溶于有機溶劑I中，于0~150°C加入(滴加)作為原料的2-氯乙醛縮 二甲醇，于0~150°c至反應(yīng)完全(反應(yīng)時間為1~24小時），所述正丙醇鈉與作為原料的2-氯 乙醛縮二甲醇的摩爾比為2:1~1:10;
[0017] 先將所得的反應(yīng)產(chǎn)物常壓蒸餾脫除有機溶劑I，然后減壓蒸餾，得丙氧基乙醛縮二 甲醇；
[0018] 2 )、將丙氧基乙醛縮二甲醇和四氫呋喃混合，于-10 °C~50 °C下加入酸的水溶液直 至pH為0~3,保溫至反應(yīng)完全(反應(yīng)時間為1~24小時），
[0019] 所得的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)二氯甲烷萃取，脫二氯甲烷，得3-丙氧基丙醛；
[0020] 一般而言，所述丙氧基乙醛縮二甲醇與四氫呋喃的用量比為lg/Ι~5ml;
[0021] 3)、于高壓釜中，將3-丙氧基丙醛、2，6_二乙基苯胺與有機溶劑Π混合，加入催化 劑，通入氫氣至壓力為1~1 OMPa，于20~150 °C保溫至反應(yīng)完全(反應(yīng)時間為1~24小時）；所 述催化劑為鈀碳;3-丙氧基丙醛與2,6_二乙基苯胺的摩爾比為1~2:1(優(yōu)選1.1~1.45:1)， 所述鈀碳中的鈀是2，6-二乙基苯胺的摩爾量的0.1 %~10% (優(yōu)選0.5%~1 % );
[0022] 將所得的反應(yīng)產(chǎn)物降溫卸壓(至常溫常壓），過濾，所得濾液脫除有機溶劑Π，得胺 醚；
[0023] 4)、將胺醚、氫氧化鈉溶液和甲苯混合，于-10~20°C (優(yōu)選0~5°C )的溫度下加入 (以滴加的方式)氯乙酰氯，然后于20~100 °C (優(yōu)選30~80°C，更優(yōu)選40~50°C)保溫至反應(yīng) 完全(反應(yīng)時間為1~24小時），所述胺醚與氯乙酰氯的摩爾比為1:1~2(優(yōu)選1:1.1~1.5)， 氫氧化鈉溶液為氯乙酰氯的1~2質(zhì)量倍；
[0024] 一般而言，甲苯與氯乙酰氯的用量比為3~10ml/g;
[0025] 所得的反應(yīng)產(chǎn)物分液，分液所得的有機層水洗后減壓蒸餾，收集100~105°C/ ImmHg餾分，得丙草胺。
[0026] 作為本發(fā)明的丙草胺的合成方法的改進：
[0027]當(dāng)所述步驟1)中的有機溶劑I為甲苯、環(huán)己烷、正丙醇（優(yōu)選正丙醇）時，所述正丙 醇鈉與作為原料的2-氯乙醛縮二甲醇的摩爾比為1:1~2; -般而言，有機溶劑I與正丙醇鈉 的用量比為3~10ml/g;
[0028] 當(dāng)所述步驟1)中的有機溶劑I為2-氯乙醛縮二甲醇時，所述正丙醇鈉與全部（即， 包括作為原料和作為有機溶劑I)的2-氯乙醛縮二甲醇的摩爾比為1:3~10(優(yōu)選1:4~6)。
[0029] 作為本發(fā)明的丙草胺的合成方法的進一步改進:所述步驟2)中，酸的水溶液中酸 的濃度為1~10m〇l/L;所述酸為鹽酸、硫酸、膦酸、乙酸、對甲苯磺酸、甲磺酸或三氟乙酸。
[0030] 作為本發(fā)明的丙草胺的合成方法的進一步改進:所述步驟3)中的有機溶劑Π為甲 醇、乙醇、甲苯、苯、DMF(優(yōu)選甲苯）。
[0031] 作為本發(fā)明的丙草胺的合成方法的進一步改進:所述步驟3)中的鈀碳為5%鈀碳 或10%鈀碳(即，鈀碳中有效成分鈀的質(zhì)量含量為5%或10%)。
[0032] 作為本發(fā)明的丙草胺的合成方法的進一步改進:所述步驟4)氫氧化鈉溶液中氫氧 化鈉的質(zhì)量濃度為10~30%。
[0033] 本發(fā)明提供的丙草胺的合成路線如下：
[0034]
〇.
[0035] 在本發(fā)明中，
[0036] 1、步驟1)的"反應(yīng)完全"是指經(jīng)GC法檢測2-氯乙醛縮二甲醇小于1% ;
[0037] 2、步驟2)的"反應(yīng)完全"是指經(jīng)GC法檢測丙氧基乙醛縮二甲醇小于1%;
[0038] 3、步驟3)的"反應(yīng)完全"是指經(jīng)GC法檢測2,6_二乙基苯胺小于1% ;
[0039] 4、步驟4)的"反應(yīng)完全"是指經(jīng)GC法檢測胺醚小于1%。
[0040]優(yōu)選的具體操作步驟如下：
[00411 步驟1):在溫度為0~150°C的條件下，向正丙醇鈉中滴加 2-氯乙醛縮二甲醇，滴加 完畢后，于0~150°c反應(yīng)6小時，常壓蒸出溶劑(例如正丙醇）；然后，水栗減壓蒸餾得到丙氧 基乙醛縮二甲醇。
[0042]本發(fā)明所述步驟1)中，加入溶劑時，考慮到所用原料為正丙醇鈉，因此，溶劑選擇 不與其發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，該物質(zhì)包括：甲苯、環(huán)己烷、正丙醇等，其中以正丙醇最佳;也可選 擇以另一原料2-氯乙醛縮二甲醇為溶劑。
[0043]本發(fā)明所述步驟1)中，如果選擇非原料溶劑，正丙醇鈉適當(dāng)過量有利于反應(yīng)進行 完全，投料比，正丙醇鈉/2-氯乙醛縮二甲醇可選擇區(qū)間為1:1~2:1，其中以投料比1.1:1~ 1.2:1為最佳。如果選擇原料2-氯乙醛縮二甲醇為溶劑，則2-氯乙醛縮二甲醇投料量以能夠 確保反應(yīng)攪拌順利為準(zhǔn)，正丙醇鈉/2-氯乙醛縮二甲醇可選擇區(qū)間為1:3~1:10,其中以投 料比1:4~1:6為最佳。
[0044]本發(fā)明所述步驟1)中，反應(yīng)優(yōu)選在0~150°C的溫度范圍內(nèi)進行，尤其是20~80°C， 特別是50~60 °C。
[0045]本發(fā)明所述步驟1)中，滴加作為原料的2-氯乙醛縮二甲醇時，滴加時間控制為5~ 60分鐘。
[0046]步驟2):將丙氧基乙醛縮二甲醇溶于一定量四氫呋喃中，在一定的溫度下，加入酸 的水溶液，然后保溫至反應(yīng)完全，二氯甲烷萃取，脫溶劑得3-丙氧基丙醛。
[0047] 本發(fā)明所述步驟2)中，四氫呋喃量可選擇為丙氧基乙醛縮二甲醇的1~5倍，其中 以2~3倍為最佳。
[0048] 本發(fā)明所述步驟2)中，酸可選擇無機酸，諸如:鹽酸、硫酸、膦酸等，其中優(yōu)選鹽酸 和硫酸;酸也可選擇有機酸，諸如：乙酸，對甲苯磺酸，甲磺酸，三氟乙酸等，其中優(yōu)選對甲苯 磺酸。
[0049]本發(fā)明所述步驟2)中，反應(yīng)優(yōu)選在-10~50°C的溫度范圍內(nèi)進行，尤其是0~30°C， 特別是0~l〇°C。
[0050]所述步驟2)中，所得的反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)二氯甲烷萃取，萃取所得的有機層(位于下層）， 用清水洗滌后無水硫酸鈉干燥，過濾，濾液濃縮，得3-丙氧基丙醛。
[0051 ]步驟3):于高壓釜中，將3-丙氧基丙醛、2，6-二乙基苯胺和溶劑混合，加入催化劑， 通入氫氣至一定壓力，在一定的溫度下保溫至反應(yīng)完全，降溫卸壓，過濾，脫溶劑得胺醚。 [0052]在步驟3)中加適量的酸來加速催化反應(yīng)，所述酸例如為乙酸，所述乙酸是3-丙氧 基丙醛摩爾量的10%~15%。
[0053]本發(fā)明所述步驟3)中，溶劑可選擇甲醇、乙醇、甲苯、苯、DMF等，其中優(yōu)選甲苯。
[0054] 本發(fā)明所述步驟3)中，3-丙氧基丙醛適當(dāng)過量有利于反應(yīng)進行完全，投料比，3-丙 氧基丙醛/2,6_二乙基苯胺可選擇區(qū)間為1:1~2:1，其中以投料比1.1:1~1.45:1為最佳。
[0055] 本發(fā)明所述步驟3)中，催化劑選擇5%鈀碳和10%鈀碳最佳。
[0056]本發(fā)明所述步驟3)中，催化劑用量可選擇區(qū)間為原料2,6_二乙基苯胺摩爾量的 0.1%~10%，優(yōu)選0.5%~1%。
[0057]本發(fā)明所述步驟3)中，反應(yīng)優(yōu)選在20~150°C的溫度范圍內(nèi)進行，尤其是50~100 °C，特別是60~70°C。
[0058] 本發(fā)明所述步驟3)中，氫氣壓力優(yōu)選在IMPa~lOMPa，尤其是2MPa~5MPa，特別是 2MPa~3MPa〇
[0059] 步驟4):將胺醚、氫氧化鈉溶液和甲苯混合，在一定溫度下，滴加氯乙酰氯，滴加完 畢后，在一定的溫度下保溫至反應(yīng)完全，分液，水洗，減壓蒸餾，收集100~105°C/lmmHg餾 分，得產(chǎn)品。
[0060] 本發(fā)明所述步驟4)中，氯乙酰氯適當(dāng)過量有利于反應(yīng)進行完全，投料比，胺醚/氯 乙酰氯可選擇區(qū)間為1:1~1:2,其中以投料比1:1.1~1:1.5為最佳。
[0061] 本發(fā)明所述步驟4)中，滴加溫度優(yōu)選在-10~20°C的溫度范圍內(nèi)進行，尤其是0~5 Γ。
[0062] 本發(fā)明所述步驟4)中，保溫溫度優(yōu)選在20~100°C的溫度范圍內(nèi)進行，尤其是30~ 80°(：，特別是40~50°(：。
[0063]本發(fā)明所述步驟4)中，滴加氯乙酰氯時，滴加時間控制為10~30分鐘。
[0064]本發(fā)明的丙草胺的合成方法，成功克服了目前丙草胺生產(chǎn)技術(shù)存在的缺陷，采