一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法技术

一种农药中间体(S)‑(‑)‑2‑氯丙酸的合成方法，以(S)‑2‑丙氨酸为起始原料，在催化剂和路易斯酸同时存在下，与亚硝酸钠进行重氮化反应得到(S)‑(‑)‑2‑氯丙酸产品，提高了产品的收率、含量及光学纯度，降低了生产成本，提高了产品质量，获得的(S)‑(‑)‑2‑氯丙酸光学纯度在e.e 99％以上，反应收率在85％以上，反应路线短，后处理简单，对工艺放大和生产有巨大的指导意义。

A method for the synthesis of pesticide intermediate (S) - (-) -2- chlorpropionic acid

A method for the synthesis of 2 Chloropropionic acid, a pesticide intermediate (S), which is used as the starting material of (S) 2 phenylalanine. In the presence of catalyst and Lewis acid at the same time, the reaction with sodium nitrite is diazotization of sodium nitrite to obtain the product of (S) 2 Chloropropionic acid, which improves the yield, content and optical purity of the product, and reduces the production of the product. The optical purity of (S) 2 chlorpropionic acid is above E.E 99%, the reaction yield is above 85%, the reaction route is short, and the post-treatment is simple. It has great guiding significance for the process magnification and production.

【技术实现步骤摘要】
一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法
本专利技术属于农药中间体生产领域，具体涉及一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法。
技术介绍
随着立体化学的发展和原子经济性概念的提出，农药学研究已经对分子的立体异构给予了足够的重视，外消旋农药向单一手性体发展已经成为农药创制的趋势。从分子水平观察生命体的结构成份，大都具有手性特征，并且，催化生物体内生化过程的酶都具有立体专一性，因此，旋光性农药往往具有高活性。芳氧丙酸类除草剂就是一类于上世纪70年代后发展起来的具有旋光活性的新型除草剂，其具有高效、低毒、除草谱广、选择性高、施用期长以及对后茬作物安全等优越性能，是迄今为止性能最好的一类除草剂，现已有数十个品种问世。(S)-(-)-2-氯丙酸是合成炔草酯、精吡氟氯禾灵及高效盖草能等芳氧丙酸类除草剂的重要中间体R-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的上游原料。(S)-(-)-2-氯丙酸英文名称(S)-(-)-2-Chloropropanoicacid，缩写为L-CPA，CAS号：29617-66-1，物化性质：熔点4℃，沸点77℃，10mmHg(lit.)，比旋光度：-14.5°(c＝neat)，密度：1.258g/L，分子结构式如下：目前，对手性化合物(S)-(-)-2-氯丙酸的制备，可通过直接合成或拆分消旋体而获得。主要采用的合成路线有两种：一种是以(R)-乳酸甲酯为起始物，经氯化亚砜氯化，得到(S)-(-)-2-氯丙酸甲酯，再碱解、酸化，得到(S)-(-)-2-氯丙酸，收率在80％左右；另一种是以(S)-2-丙氨酸为起始物,用亚硝酸钠、盐酸经重氮化、氯化合成(S)-(-)-2-氯丙酸，收率60～65％。在以(R)-乳酸甲酯为起始物的合成路线中，尽管获得的产物光学纯度较高，但其用到的起始原料较为昂贵，不利于工业化生产，且，合成过程中需经过氯化、碱解和酸化几个步骤，路线较长，后处理繁琐。在现有以(S)-2-丙氨酸为起始原料的合成路线中，虽然原料易得，工艺流程短，但其收率低，产物的光学纯度也仅在e.e95％左右。中国专利技术专利CN102344355A公开了一种通过手性拆分剂对消旋2-氯丙酸进行拆分，来获得手性化合物(S)-2-氯丙酸的方法，获得的产物手性纯度较高，但手性拆分剂昂贵，拆分成本高，且步骤繁琐，难以在工业大生产中推广。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，在反应过程中选择合适的催化剂，并添加了手性助剂，提高了产品的收率、含量及光学纯度，获得的(S)-(-)-2-氯丙酸光学纯度在e.e99％以上，反应收率在85％以上，反应路线短，后处理简单，适于工业化大生产。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，包括以下步骤：1)将反应原料(S)-2-丙氨酸、路易斯酸催化剂和手性助剂加入盐酸溶液中溶解，搅拌混合均匀，降温至0～5℃；2)向步骤1)的混合液中滴加亚硝酸钠水溶液，调节滴加速度，控制滴加过程中反应液的温度在-10～10℃；3)亚硝酸钠水溶液滴加结束后，保温1～3小时，升至室温；4)萃取反应液、除去溶剂，获得产物(S)-(-)-2-氯丙酸。优选地，步骤1)中所述路易斯酸选自氯化亚铁、氯化钴、氯化锌或氯化镍。优选地，步骤1)中所述手性助剂为酒石酸或樟脑磺酸。进一步，步骤1)中，(S)-2-丙氨酸和路易斯催化剂的摩尔比为1：0.01～0.10。又，步骤1)中，(S)-2-丙氨酸和手性助剂的摩尔比为1：0.01～0.10。优选地，步骤2)中，所述亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠的质量分数为20～45％；所述亚硝酸钠水溶液中的亚硝酸钠与(S)-2-丙氨酸的摩尔比为1.8～3.0：1。进一步，步骤4)中萃取反应液时时，萃取溶剂选自二氯甲烷、甲基异丁酮、二氯乙烷或甲苯。本专利技术中涉及的反应式如下：本专利技术在反应前添加手性助剂，在反应过程中手性助剂直接抑制R体产物的产生，从而促使反应向手性专一方向进行，抑制了消旋体的生成，避免了在反应结束后再利用大量手性拆分剂另行拆分，省去了昂贵的拆分步骤，提高了原料的利用率，节约了成本。本专利技术在反应过程中添加了选自氯化亚铁、氯化钴、氯化锌或氯化镍等路易斯酸，这些路易斯酸的M+可以和手性助剂形成稳定络合物，使路易斯酸成为了带有手性诱导能力的路易斯酸，大大提高反应体系中Cl-进攻反应中间态碳正离子的几率，抑制了副反应产物乳酸等的生成；而路易斯酸的M+和手性助剂形成稳定络合物，也大大提高了手性助剂的手性诱导能力，利于反应生成手性专一的产物。本专利技术优选不与反应产物发生酯交换反应的手性助剂，如酒石酸、樟脑磺酸，避免副产物的生成，提高反应产物纯度。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术在反应体系中，同时添加了路易斯酸催化剂和手性助剂，路易斯酸的M+可以和手性助剂形成稳定络合物，抑制了副反应产物乳酸的生成，改善了反应的选择性，使反应收率由60％左右提高到85％；其手性诱导作用抑制了对映体的生成，提高了产物(S)-(-)-2-氯丙酸的光学纯度，使产物的光学含量由现有技术中的e.e95％提高到e.e>99％。具体实施方式以下结合具体实施方式对本专利技术作进一步说明。实施例1向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)、氯化钴0.87g(0.007mol)、酒石酸10.11g(0.067mol)，投料完毕后，再投入(S)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃；滴加20％浓度的亚硝酸钠水溶液414.0g(1.200mol)，滴加10小时，滴加完毕后在0℃条件下保温1小时，反应结束。用200ml×3二氯甲烷溶剂萃取反应生成的(S)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(S)-(-)-2-氯丙酸62.1g，含量99.4％，e.e99.3％，收率85.2％。实施例2向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化亚铁8.54g(0.067mol)、酒石酸1.01g(0.007mol)，投料完毕后，再投入(S)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，滴加38％浓度的亚硝酸钠水溶液242.0g(1.334mol)，滴加3小时，滴加完毕后在0℃条件下保温1小时，反应结束。用60ml×2的甲基异丁酮溶剂萃取反应生成的(S)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(S)-(-)-2-氯丙酸62.4g，含量99.1％，e.e99.1％，收率85.4％。实施例3向1000ml四口烧瓶中加入盐酸365.0g(3.00mol)，再投入氯化镍4.36g(0.033mol)、樟脑磺酸7.82g(0.033mol)，投料完毕后，再投入(S)-2-丙氨酸60.0g(0.667mol)，然后搅拌1小时，降温至0℃，滴加45％浓度的亚硝酸钠水溶液307.0g(2.000mol)，滴加5小时，滴加完毕在0℃条件下保温1小时，反应结束。用250ml×3的甲苯溶剂萃取反应生成的(S)-(-)-2-氯丙酸，萃取完毕，合并有机相，蒸馏溶剂，得到产品(S)-(-)-2-氯丙本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种农药中间体(S)‑(‑)‑2‑氯丙酸的合成方法，包括以下步骤：1)将反应原料(S)‑2‑丙氨酸、路易斯酸催化剂和手性助剂加入盐酸溶液中溶解，搅拌混合均匀，降温至0～5℃；2)向步骤1)的混合液中滴加亚硝酸钠水溶液，调节滴加速度，控制滴加过程中反应液的温度在‑10～10℃；3)亚硝酸钠水溶液滴加结束后，保温1～3小时，升至室温；4)萃取反应液、除去溶剂，获得产物(S)‑(‑)‑2‑氯丙酸。

【技术特征摘要】
1.一种农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，包括以下步骤：1)将反应原料(S)-2-丙氨酸、路易斯酸催化剂和手性助剂加入盐酸溶液中溶解，搅拌混合均匀，降温至0～5℃；2)向步骤1)的混合液中滴加亚硝酸钠水溶液，调节滴加速度，控制滴加过程中反应液的温度在-10～10℃；3)亚硝酸钠水溶液滴加结束后，保温1～3小时，升至室温；4)萃取反应液、除去溶剂，获得产物(S)-(-)-2-氯丙酸。2.根据权利要求1所述农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，其特征在于，步骤1)中所述路易斯酸选自氯化亚铁、氯化钴、氯化锌或氯化镍。3.根据权利要求1所述农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方法，其特征在于，步骤1)中所述手性助剂为酒石酸或樟脑磺酸。4.根据权利要求1所述农药中间体(S)-(-)-2-氯丙酸的合成方...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗世英，王晋阳，叶茂，王瑞彪，刘盼，豆飞扬，姚金莉，彭慧珍，李俊卿，王波，单永祥，殷平，殷凤山，
申请(专利权)人：江苏丰山集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32