一種合成解草酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于有機合成領(lǐng)域，具體地，涉及一種合成解草酯的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 解草酯，又名解毒喹，中文化學(xué)名稱是1-甲基己基-(5-氯-8-喹啉氧基）乙酸 酯，是一種重要的有機合成中間體，在農(nóng)藥上是除草劑炔草酯的安全劑，用于防止炔草酯對 小粒谷物的毒害，目前已經(jīng)商業(yè)化生產(chǎn)。
[0003] 然而實際上，解草酯化合物原藥的合成工藝中還存在反應(yīng)溶劑不統(tǒng)一、溶劑難于 回收利用、操作復(fù)雜、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題。
[0004]W02002/00625公開了一種5-氯-8-羥基喹啉與氯乙酸酯在混合溶劑中醚化得到 解草酯的方法。在該方法中，混合溶劑選自至少一種能與水共沸的甲苯、二甲苯或其混合物 的有機溶劑和至少一種選自酰胺類的偶極非質(zhì)子有機溶劑；另外，反應(yīng)底物5-氯-8-羥基 喹啉需要分批次加入，而且使用了多種堿，操作繁瑣；在該方法中，值得注意的是酰胺類溶 劑與苯類溶劑的混合加入，使得混合溶劑的回收利用變得困難。
[0005] CN103193706A公開了一種通過酯交換來合成解草酯的方法。在該方法中，第一步 醚化使用的是二甲基亞砜與甲苯的混合溶劑，同時加入了兩種堿；第二步酯交換步驟中使 用的溶劑是甲醇、二甲苯、乙醚中的一種。顯而易見，該方法使用了混合溶劑，而且兩步反應(yīng) 溶劑不統(tǒng)一。
[0007] 在工業(yè)化生產(chǎn)中，如果兩步反應(yīng)的溶劑不統(tǒng)一，第一步反應(yīng)的溶劑釜殘不可避免 地會帶入第二步反應(yīng)中，進而影響第二步反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)化率，給連續(xù)生產(chǎn)帶來了不便。 同時，混合溶劑使溶劑的回收利用變得困難。而且，上述方法中酯化反應(yīng)需要加入多種堿， 增加了操作的復(fù)雜性。
[0008] 因此，如何克服上述缺陷制備新型的合成解草酯的方法還有待于進一步研究和開 發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)中解草酯化合物的合成工藝中存在的反應(yīng)溶 劑不統(tǒng)一、溶劑難于回收利用、操作復(fù)雜、能耗高、環(huán)境污染嚴(yán)重的缺陷，而提供一種一鍋法 合成解草酯的方法。
[0010] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種合成解草酯的方法，所述解草酯具有式（1) 所示的結(jié)構(gòu)，該方法包括：在催化劑和一種非質(zhì)子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進 行酯化反應(yīng)，然后將所得到的反應(yīng)液與在弱堿性條件下脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進 行醚化反應(yīng)，
[0011]
[0012] 本發(fā)明使用一鍋法合成解草酯，在解草酯的合成反應(yīng)中使用單一非質(zhì)子性溶劑， 雜質(zhì)少，純度高，解決了連續(xù)生產(chǎn)和現(xiàn)有工藝中混合溶劑難于回收利用的問題；簡化了生產(chǎn) 操作；另外，本發(fā)明的方法使得反應(yīng)的選擇性和收率都很高。
[0013] 另外，本發(fā)明的方法使用一鍋法來合成解草酯，第一步反應(yīng)的產(chǎn)物不需分離，可以 直接用于第二步反應(yīng)，操作簡單，相比較而言，能耗更低，特別適于工業(yè)化的連續(xù)大規(guī)模生 產(chǎn)。
[0014] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細(xì)說明。
【附圖說明】
[0015] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0016] 圖1是本發(fā)明實施例1制備的解草酯的1HNMR(500M，⑶Cl3)核磁共振圖譜。
【具體實施方式】
[0017] 以下對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0018] 本發(fā)明提供了一種合成解草酯的方法，所述解草酯具有式（1)所示的結(jié)構(gòu)，該方 法包括：在催化劑和一種非質(zhì)子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應(yīng)，然后 將所得到的反應(yīng)液與在弱堿性條件下脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進行醚化反應(yīng)，
[0019]
[0020] 本發(fā)明使用一鍋法合成解草酯，在解草酯的合成反應(yīng)中使用單一非質(zhì)子性溶劑， 雜質(zhì)少，純度高，解決了連續(xù)生產(chǎn)和現(xiàn)有工藝中混合溶劑難于回收利用的問題；簡化了生產(chǎn) 操作；另外，本發(fā)明的方法使得反應(yīng)的選擇性和收率都很高。
[0021] 在本發(fā)明中，所述弱堿性條件可以通過向反應(yīng)體系中加入弱堿來實現(xiàn)，優(yōu)選所述 弱堿為金屬和堿土金屬的碳酸鹽中的任意一種，更優(yōu)選為飽和無水碳酸鈉或碳酸鉀。
[0022] 在本發(fā)明中，優(yōu)選將進行所述酯化反應(yīng)后得到的反應(yīng)液進行本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī)的水洗 滌以及分液處理。
[0023] 在本發(fā)明中，所述催化劑優(yōu)選為催化酯化反應(yīng)進行的各種催化劑。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明，所述催化劑、所述鹵代乙酸和所述2-庚醇的用量摩爾比可以為1 : 1-110 :1-100,優(yōu)選為I:1-60 :1_50。
[0025] 在本發(fā)明中，更加優(yōu)選所述催化劑與2-庚醇的用量摩爾比為I:1-100。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的方法，更加優(yōu)選所述催化劑為濃硫酸、濃鹽酸、對甲苯磺酸和氯化亞 砜中的至少一種；特別優(yōu)選所述催化劑為濃硫酸和/或?qū)妆交撬帷?br>[0027] 優(yōu)選情況下，在本發(fā)明中，所述非質(zhì)子溶劑為鹵代烴、芳烴和酮類溶劑中的任意一 種；特別優(yōu)選所述非質(zhì)子溶劑為芳烴和酮類溶劑中的任意一種。
[0028] 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述鹵代經(jīng)選自氟苯、二氟苯、氯苯、二氯苯、溴苯和二溴苯中的 任意一種。
[0029] 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述芳烴為甲苯或二甲苯；更優(yōu)選所述芳烴為甲苯。
[0030] 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述酮類溶劑選自4-甲基-2-戊酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、乙 酰丙酮、3-甲基-2-丁酮、2-己酮、3-己酮、2-甲基-3-戊酮、3, 3-二甲基-2-丁酮2-庚 酮、3-庚酮、4-庚酮2, 4-二甲基-3-戊酮和環(huán)己酮中的任意一種；更加優(yōu)選情況下，所述酮 類溶劑為4-甲基-2-戊酮。
[0031] 特別優(yōu)選情況下，在本發(fā)明中，當(dāng)所述催化劑為對甲苯磺酸時，所述非質(zhì)子溶劑為 甲苯。采用本發(fā)明的該【具體實施方式】能夠使得得到的解草酯的收率和純度更高。
[0032] 以及根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的【具體實施方式】，當(dāng)所述催化劑為濃硫酸時，所述 非質(zhì)子溶劑為4-甲基-2-戊酮。采用本發(fā)明的該【具體實施方式】能夠使得得到的解草酯的 收率和純度更高。
[0033] 在本發(fā)明中，所述鹵代乙酸可以選自氟乙酸、氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸中的一種或 多種；優(yōu)選地，所述鹵代乙酸為氯乙酸。
[0034] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選所述酯化反應(yīng)的條件包括：反應(yīng)溫度為55-120°C， 反應(yīng)時間為2_8h。
[0035] 根據(jù)本發(fā)明所述的方法，優(yōu)選所述將所得到的反應(yīng)液與在弱堿性條件下脫水 成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進行醚化反應(yīng)的條件包括：反應(yīng)時間為l_8h，反應(yīng)溫度為 80cC-160。。。
[0036] 優(yōu)選情況下，在本發(fā)明中，所述脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉通過將 5-氯-8-羥基喹啉在弱堿性條件下進行共沸脫水反應(yīng)而得到。
[0037] 更加優(yōu)選情況下，在本發(fā)明中，所述脫水成鹽的條件包括：反應(yīng)溫度為 80°C_160°C，反應(yīng)時間為l_6h。
[0038] 根據(jù)本發(fā)明的一種具體的優(yōu)選實施方式，本發(fā)明的方法包括：在催化劑和一種非 質(zhì)子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應(yīng)，得到反應(yīng)液；然后將5-氯-8-羥 基喹啉在弱堿性條件下進行脫水成鹽反應(yīng)，以及向脫水成鹽反應(yīng)后的體系中滴加所述反應(yīng) 液以進行醚化反應(yīng)。
[0039] 在本發(fā)明的方法中，所述鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應(yīng)后得到鹵代乙酸-2-庚 酯。
[0040] 在本發(fā)明中，優(yōu)選所述5-氯-8-羥基喹啉與所述2-庚醇的用量摩爾比為1 :1-6。
[0041] 在本發(fā)明中，優(yōu)選在向脫水成鹽反應(yīng)后的體系中滴加所述反應(yīng)液以進行醚化反應(yīng) 結(jié)束后，從反應(yīng)液中回收溶劑，對回收溶劑的方法沒有特別的限定，可以采用本領(lǐng)域內(nèi)常規(guī) 的各種方法例如減壓蒸餾等方法進行。
[0042] 根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選的【具體實施方式】，本發(fā)明提供了一種合成解草酯的制備 方法，該方法包括兩步反應(yīng)，其中，第一步反應(yīng)為酯化反應(yīng)，第二步反應(yīng)為醚化反應(yīng)，具體的 反應(yīng)過程如下所示：
[0043]
[0044] (1)在第一步酯化反應(yīng)過程中：以鹵代乙酸和2-庚醇為第一步反應(yīng)的起始原料， 在催化劑的作用下，在一種非質(zhì)子溶劑的存在下進行酯化反應(yīng)。其中，具體的實施方式可 以為：在反應(yīng)瓶中加入非質(zhì)子溶劑，在攪拌條件下分別加入鹵代乙酸、2-庚醇和催化劑，在 回流條件下進行酯化反應(yīng)；其中，攪拌條件沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選 擇，以及進行酯化反應(yīng)的條件如上述所述。其次，優(yōu)選將進行酯化反應(yīng)后的反應(yīng)液降至室 溫，向反應(yīng)瓶中添加去離子水，進行水洗分液，然后向分液后的產(chǎn)物相中加入飽和碳酸鈉溶 液調(diào)節(jié)PH值至6. 5-7. 5,再次分液并收集有機相，待用于下一步反應(yīng)，其中，所添加的去離 子水的用量沒有具體限定，可以為本領(lǐng)域技術(shù)人員的常規(guī)選擇。
[0045] (2)在第二步醚化反應(yīng)過程中：優(yōu)選先將5-氯-8-羥基喹啉在弱堿性條件下 進行脫水成鹽反應(yīng)，得到脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉；然后向所述脫水成鹽后的 5_氯-8-羥基喹啉中滴加步驟（1)中的上述有機相，進行醚化反應(yīng)，得到醚化產(chǎn)物。其 中，具體的實施方式可以為：在反應(yīng)瓶中加入所述非質(zhì)子溶劑，并且在攪拌下加入弱堿和 5-氯-8-羥基喹啉，常壓下共沸脫水l-6h;然后，在回流條件下滴加步驟（1)中的有機 相，繼續(xù)共沸反應(yīng)I-Sh;反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液降至室溫，過濾收集濾液；將所述濾液在 40-80°C，優(yōu)選60-65°C下用水洗滌，并且用醋酸調(diào)節(jié)pH值至6. 5-7. 5,然后進行分液；將分 液得到的有機相共沸脫水l_3h，然后在減壓下蒸餾，回收溶劑；然后向回收溶劑后的反應(yīng) 瓶中加入適量所述非質(zhì)子溶劑，并且將所得溶液緩慢降溫至〇°C以下，過濾即得解草酯產(chǎn) 品。
[0046] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，當(dāng)所述非質(zhì)子溶劑為芳烴時，所述催化劑優(yōu)選為 對甲苯磺酸。
[0047] 根據(jù)本發(fā)明的方法，優(yōu)選情況下，當(dāng)所述非質(zhì)子溶劑為酮類溶劑時，所述催化劑優(yōu) 選為濃硫酸。
[0048] 總之，本發(fā)明提供了一種解草酯的合成工藝新方法，該方法的突出優(yōu)點是：整條反 應(yīng)工藝路線使用了同一種溶劑，一鍋法合成解草酯，操作簡單，易于連續(xù)化工業(yè)生產(chǎn)；溶劑 易于回收利用，更加綠色環(huán)保；合成的解草酯雜質(zhì)少、純度高、收率好；而且，經(jīng)檢測：采用 本發(fā)明制備的解草酯，反應(yīng)總產(chǎn)率可以達(dá)到90%以上，產(chǎn)物純度可以達(dá)到99%以上。而且， 溶劑循環(huán)利用后的產(chǎn)率和產(chǎn)品純度均能保持。
[0049] 以下將通過實施例對本發(fā)明進行詳細(xì)描述。
[0050] 在以下實施例和對比例中，在沒有特別說明的情況下，所使用的各種原料均來自 商購。
[0051] 實施例1
[0052