一種草胺膦中間體4-(羥基甲基磷?；?-2-羰基丁酸的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種草胺膦中間體4?(羥基甲基磷?；??2?羰基丁酸的制備方法。該方法包括：1)在?30℃條件下，向環(huán)磷酸酐中加入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑、堿性物質(zhì)和相轉(zhuǎn)移催化劑，攪拌，升溫至25～50℃，再和草酸二乙酯在室溫條件下反應(yīng)，攪拌，直接從溶劑中析出、過(guò)濾，得到產(chǎn)物；2)取上述產(chǎn)物，向其中加入水，緩慢通入氯化氫氣體，控制pH，加熱升溫，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到最終產(chǎn)物。本發(fā)明克服了環(huán)磷酸酐在低溫條件下溶解度差、易析出的問(wèn)題；還克服了由于升高溫度環(huán)磷酸酐在堿性條件酸酐極易開(kāi)環(huán)，磷酸基團(tuán)易分解的問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了利用環(huán)磷酸酐制備草胺膦中間體4?(羥基甲基磷?；??2?羰基丁酸的可行性。
【專利說(shuō)明】
一種草胺麟中間體4-(羥基甲基磷?；?-2-羰基丁酸的制備 方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明屬于化學(xué)合成技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種除草劑草胺膦中間體4-(羥基甲基 磷?；?-2-羰基丁酸的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 草胺膦(Glufosinafe)是由Hoechest公司最先開(kāi)發(fā)的高效、低毒、非選擇性除草 劑，商品名為Basta。草胺膦的合成方法有多種，20世紀(jì)七十年代Hoechest報(bào)導(dǎo)了利用環(huán)磷 酸酐制備草胺膦的方法，該方法避免使用了甲基亞磷酸二乙酯，直接使用甲基二氯化磷和 丙烯酸反應(yīng)得到3_(氯代甲基磷?；?_丙酰氯，再經(jīng)過(guò)環(huán)合，得到阻燃劑2-甲基_2,5_二氧-1，2_氧磷雜環(huán)戊烷(俗稱環(huán)磷酸酐），再經(jīng)過(guò)縮合、脫羧得到4-(羥基甲基磷酰基)-2-羰基丁 酸，然后氨化、還原后得到草胺膦。因此4_(羥基甲基磷?；?-2-羰基丁酸作為生產(chǎn)草胺膦 的重要中間體，對(duì)最終的產(chǎn)物有重大影響。
[0003] 1991 年Hoechest(J.Org.Chem.，Vol ·56，Νο·5 1991)報(bào)導(dǎo)了 由甲基亞憐酸二乙酯 和丙烯酸甲酯反應(yīng)制備3_(乙氧基甲基磷?；?_丙酸甲酯，該化合物在零下30°C條件和甲 醇鈉制備反應(yīng)得到負(fù)離子在升至室溫和草酸二乙酯反應(yīng)再經(jīng)酸化得到4_(羥基甲基磷酰 基)-2_羰基丁酸。但由環(huán)磷酸酐制備4-(羥基甲基磷?；?-2-羰基丁酸未見(jiàn)相關(guān)專利、文獻(xiàn) 報(bào)導(dǎo)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了克服上述問(wèn)題，本發(fā)明的目的是提供一種草胺膦關(guān)鍵中間體4_(羥基甲基磷 酰基)-2_羰基丁酸的制備方法，操作簡(jiǎn)便，特別適用于工業(yè)化生產(chǎn)；產(chǎn)品經(jīng)重結(jié)晶后，HPLC 純度達(dá)到99 %。
[0005] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取以下技術(shù)方案:一種草胺膦中間體4_(羥基甲基磷酰 基)-2-羰基丁酸的制備方法，按以下具體步驟進(jìn)行：
[0006] 1)在_30°C條件下，向環(huán)磷酸酐（II)中加入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑、堿性物質(zhì)和相轉(zhuǎn)移催 化劑PTC，攪拌5h，升溫至25~50°C，再和草酸二乙酯在室溫條件下反應(yīng)，攪拌24h，直接從有 機(jī)溶劑中析出、過(guò)濾，得到廣物[ (2_甲基_2，5_二氧_1，2_氧憐雜環(huán)戊燒)_4_基]_2_幾基 乙酸酯類化合物(III);其中R為(&-C4)的烷烴基。
[0007]
[0008] 2)取一足量步驟1)中所得到的2-L (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜環(huán)戊烷）-4-基]-2-羰基乙酸酯類化合物，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體，控制pH為2±0.5， 加熱升溫至l〇〇°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到所示的（4-(羥基甲基磷酰 基)-2-羰基丁酸）（IV)。
[0009]
[0010] 進(jìn)一步的，步驟（1)中所述相轉(zhuǎn)移催化劑PTC為芐基三乙基氯化銨TEBA、四丁基溴 化銨、四丁基氯化銨或四丁基硫酸氫銨TBAB季銨鹽化合物。
[0011] 進(jìn)一步的，步驟(1)中所述相轉(zhuǎn)移催化劑PTC用量為環(huán)磷酸酐質(zhì)量的5%~20%。
[0012] 進(jìn)一步的，步驟(1)中所述有機(jī)溶劑為醇類和醚類的混合溶劑。
[0013] 進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑中的醇類為甲醇或乙醇，醚類為乙醚、甲叔醚或叔丁醚， 醇類和醚類的體積比為1:5~20。
[0014] 進(jìn)一步的，步驟(1)中所述堿性物質(zhì)為甲醇鈉、乙醇鈉、碳酸鉀、三乙胺或氫化鈉。
[0015] 進(jìn)一步的，步驟(1)中，所述堿性物質(zhì)的用量為環(huán)磷酸酐摩爾量的leq~3eq。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果是：
[0017] (1)本發(fā)明不僅克服了環(huán)磷酸酐在低溫條件下在溶劑中的溶解度較差，容易析出 來(lái)的問(wèn)題;還克服了由于升高溫度環(huán)磷酸酐雖然溶解在溶劑中但在堿性條件酸酐極易開(kāi) 環(huán)，磷酸基團(tuán)也不穩(wěn)定容易分解的問(wèn)題，成功實(shí)現(xiàn)了利用環(huán)磷酸酐制備草胺膦中間體4_(羥 基甲基磷?；?-2-羰基丁酸的可行性；
[0018] (2)本發(fā)明的方法銜接有序，操作簡(jiǎn)便，步驟1)中產(chǎn)物直接在溶劑中析出，過(guò)濾即 可得到廣物2-[ (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜環(huán)戊燒)_4_基]_2_幾基乙酸酯類化合物，特 別適合工業(yè)規(guī)?；a(chǎn)；
[0019] (3)本發(fā)明的方法收率高，兩步反應(yīng)總收率、純度均達(dá)90%以上。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 所舉實(shí)施例是為了更好地對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行說(shuō)明，但并不是本發(fā)明的內(nèi)容僅限 于所舉實(shí)施例。所以熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述
【發(fā)明內(nèi)容】
對(duì)實(shí)施方案進(jìn)行非本質(zhì)的改 進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0021] 實(shí)施例1
[0022] 向100ml三口燒瓶中加入環(huán)磷酸酐5.0g(37mmol)、甲醇5ml、乙醚30ml、四丁基溴化 銨0 · 25g、甲醇鈉1 · 8g(37mmol)、草酸二乙酯5.4g(37mmol)，_30°C下攪拌5h，升溫至室溫，攪 拌24h，過(guò)濾，得到白色固體8.1g，收率93.5%;取2-[(2_甲基_2,5_二氧-1，2-氧磷雜環(huán)戊 烷)-4-基]-2-羰基乙酸乙酯4.7g(20mmo 1)，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體，加熱 升溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到產(chǎn)品3.2g，純度92%。
[0023] HPLC條件：不銹鋼柱125X 4.6111111，填充物38，粒徑5111111，1^檢測(cè)波長(zhǎng)195腦，進(jìn)樣量 20ul，柱溫30°C，流速 1.3ml/l，洗脫液:0· Imol/1KH2P〇4〇 [0024] 實(shí)施例2
[0025] 向100ml三口燒瓶中加入環(huán)磷酸酐5.0g(37mmol)、甲醇5ml、乙醚30ml、芐基三乙基 氯化銨〇.25g、甲醇鈉1.8g(37mmol)、草酸二甲酯4.4g(37mmol)，_30°C下攪拌5h，升溫至室 溫，攪拌24h，過(guò)濾，得到白色固體7.9g，收率97.5 % ;取2-[ (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜 環(huán)戊烷)-4-基]-2-羰基乙酸甲酯4.4g (20mmo 1)，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體， 加熱升溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到產(chǎn)品3.4g，純度94.4%。
[0026] 實(shí)施例3
[0027] 向100ml三口燒瓶中加入環(huán)磷酸酐5.0g(37mmol)、甲醇5ml、乙醚30ml、四丁基氯化 銨0 · 5g、甲醇鈉1.8g(37mmol)、草酸二乙酯5.4g(37mmol)，_30°C下攪拌5h，升溫至室溫，攪 拌24h，過(guò)濾，得到白色固體8.2g，收率94.7 % ;取2-[ (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜環(huán)戊 烷)-4-基]-2-羰基乙酸乙酯4.7g(20mmo 1)，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體，加熱 升溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到產(chǎn)品3.4g，收率94%。
[0028] 實(shí)施例4
[0029] 向100ml三口燒瓶中加入環(huán)磷酸酐5.0g(37mmol)、甲醇5ml、乙醚30ml、四丁基硫酸 氫銨0.5g、甲醇鈉1.8g(37mmol)、草酸二乙酯5.4g(37mmol)，-30°C下攪拌5h，升溫至室溫， 攪拌24h，過(guò)濾，得到白色固體8.2g，收率94.7% ;取2-[ (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜環(huán)戊 烷)-4-基]-2-羰基乙酸乙酯4.7g(20mmo 1)，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體，加熱 升溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到產(chǎn)品3.4g，收率94%。
[0030] 實(shí)施例5
[0031 ] 向100ml三口燒瓶中加入環(huán)磷酸酐50.0g(373mmol)、甲醇50ml、乙釀300ml、四丁基 溴化銨5.0g、甲醇鈉18g(370mmol)、草酸二乙酯54g(370mmol)，_30°C下攪拌5h，升溫至室 溫，攪拌24h，過(guò)濾，得到白色固體81.5g，收率93.5% ;取2-[ (2-甲基-2，5-二氧-1，2-氧磷雜 環(huán)戊烷)-4-基]-2-羰基乙酸乙酯47.2g (200mmo 1)，向其中加入水200ml，緩慢通入氯化氫氣 體，加熱升溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到產(chǎn)品32.5g，收率90 %，純 度 95%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種草胺膦中間體4-(羥基甲基磷?；?-2-羰基丁酸的制備方法，其特征在于，按以 下具體步驟進(jìn)行： 1) 在-30°C條件下，向環(huán)磷酸酐（II)中加入適當(dāng)?shù)挠袡C(jī)溶劑、堿性物質(zhì)和相轉(zhuǎn)移催化劑 PTC，攪拌5h，升溫至25~50°C，再和草酸二乙酯在室溫條件下反應(yīng)，攪拌24h，直接從有機(jī)溶 劑中析出、過(guò)濾，得到廣物2-[ (2_甲基_2，5_二氧-1，2_氧憐雜環(huán)戊燒)_4_基]_2_幾基乙酸 酯類化合物； 其中R為(C1-C4)的烷烴基。2) 取一定量步驟1)中所得到的2_[ (2_甲基_2，5_二氧-1，2_氧憐雜環(huán)戊燒)_4_基]_2_ 羰基乙酸酯類化合物，向其中加入20ml水，緩慢通入氯化氫氣體，控制pH為2±0.5,加熱升 溫至100°C，反應(yīng)16h后，旋蒸出去水分，真空烘干，得到所示的4-(羥基甲基磷?；?-2-羰基 丁酸（IV)。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述相轉(zhuǎn)移催化劑PTC為芐 基三乙基氯化銨TEBA、四丁基溴化銨、四丁基氯化銨或四丁基硫酸氫銨TBAB季銨鹽化合物。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述相轉(zhuǎn)移催化劑PTC用量 為環(huán)磷酸酐質(zhì)量的5 %~20 %。4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟（1)中所述有機(jī)溶劑為醇類和醚 類的混合溶劑。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的制備方法，其特征在于，所述有機(jī)溶劑中的醇類為甲醇或乙 醇，醚類為乙醚、甲叔醚或叔丁醚，醇類和醚類的體積比為1:5~20。6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述堿性物質(zhì)為甲醇鈉、乙 醇鈉、碳酸鉀、三乙胺或氫化鈉。7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其特征在于，步驟(1)中，所述堿性物質(zhì)的用量為環(huán) 磷酸酐摩爾量的Ieq~3eq。
【文檔編號(hào)】C07F9/30GK106008596SQ201610331165
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】谷順明, 曾輝, 夏向榮, 葛德強(qiáng), 張志宏, 黃成強(qiáng)
【申請(qǐng)人】安徽國(guó)星生物化學(xué)有限公司