一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法技术

本发明专利技术公开了一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，它以2‑氯丙酸甲酯、对苯二酚为起始原料，在无机碱的催化作用下进行亲核取代反应，得到(R,S)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯；生成的(R,S)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯在米曲霉WZ007的作用下进行拆分水解反应，得到R‑(+)‑2‑(‑4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯产物；生成的产物继续水解反应得到目标产物R‑(+)‑2‑(‑4‑羟基苯氧基)丙酸。本发明专利技术的合成方法简单；合成过程中以米曲霉WZ007菌体催化选择性水解(R,S)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯底物，得到R构型酯和S构型酸，达到拆分目的，且其原料价格便宜，生产成本低，经济性好，因此具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法
本专利技术涉及农药除草
，具体涉及一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法。
技术介绍
现代农业可持续发展的关键是开发更加高效、更加低毒环保的农药，增效、减量是大势所趋。在除草剂方面，酰胺类除草剂和具高旋光性的含氟除草剂一直是研究的热点之一。近年来，芳氧苯氧丙酸酯类手性除草剂由于其独特的高活性和低毒性而得到迅速发展。炔草酯是Ciba-Geigy公司1981年开发并推广的一种具光学活性的、含氟的、芳氧苯氧丙酸类的高效除草剂。最早被应用于瑞士、南非等国家，我国目前已有多家企业登记多种炔草酯剂型产品。炔草酯被植物体吸收后是以酸的形式发挥药效的，它是一种乙酰辅酶A羧化酶抑制剂，内吸传导性除草剂；首先被植物体的叶片和叶鞘吸收，经由韧皮部积累于分生组织内，抑制乙酰辅酶A羧化酶的活性，使植物体内脂肪酸停止合成，造成细胞的生长分裂出现异常，膜系统等含脂肪酸结构被破坏，透性增强，最终导致植物死亡。杂草吸收炔草酯后一般在1-3周内死亡。主要用于防除鼠尾看麦娘、燕麦、早熟禾、狗尾草等一年生禾本科杂草。目前国内外报道最多的关炔草酯关键中间体R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸的制备方法为以上7种，大多采用不对称合成法，其共同缺点在于过早的引入了手性碳原子，随着反应的进行单一构型中间体极易发生外消旋化，降低目标产物光学活性的同时也加大了原料的成本投入，并且化学制备方法的反应步骤长、产物分离复杂。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述技术问题，本专利技术的目的在于提供一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，相对于传统除草剂炔草酯关键中间体合成路线，本专利技术合成路线无高温高压条件，所用溶剂为实验室常用溶剂，反应条件温和，可操作性强，适宜工业化生产。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于以如式(I)所示的2-氯丙酸甲酯、如式(Ⅱ)所示的对苯二酚为起始原料，在无机碱的催化作用下进行亲核取代反应，得到如式(Ⅲ)所示的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；生成的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯在米曲霉WZ007的作用下进行拆分水解反应，得到如式(Ⅳ)所示的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和如式(Ⅴ)所示的(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸副产物；生成的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯继续水解反应得到目标产物如式(Ⅵ)所示的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸，即为除草剂炔草酯关键中间体上述化学反应式如下：所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于具体步骤如下：1)烧瓶中加入有机溶剂、无机碱和对苯二酚，于25～35℃下搅拌，缓慢滴加CH3ONa的甲醇溶液后，保温0.2～1h，再逐滴滴加2-氯丙酸甲酯，反应5～7h；结束反应，反应液的pH值调节至2～3后，加入水和CH2Cl2，搅拌分层后分离出有机相，有机相经饱和碳酸氢钠水溶液洗涤后，干燥，旋蒸除去CH2Cl2，得到式(Ⅲ)所示的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；2)烧瓶中加入步骤1)所得(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和水，搅拌并调节反应液pH值为6.5～7.5，加入米曲霉WZ007，控制反应液温度30～40℃下反应，待反应液pH值保持不变后，停止反应，真空抽滤，滤液经乙酸乙酯萃取，分离得到有机相和水相，有机相经干燥、旋蒸，得到产物R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；水相调节pH值为2～3后，经乙酸乙酯萃取，萃取相经干燥、旋蒸，得到副产物(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸；3)烧瓶中加入步骤2)所得R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯，搅拌，缓慢倒入NaOH水溶液，常温反应2.5～3.5h；结束反应后，反应液调节pH值为2～3后，再经乙酸乙酯萃取，萃取相经干燥、旋蒸，得到目标产物R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤1)中，有机溶剂为甲醇、丙酮，优选为甲醇。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤1)中，对苯二酚与2-氯丙酸甲酯的摩尔比为1～3：1，优选为2：1；所述2-氯丙酸甲酯与无机碱的摩尔比为8～12：1，优选为10：1。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤2)中，(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯的摩尔量与水的体积的比为0.5～0.8mol：1L，优选为0.77mol：1L；米曲霉WZ007的质量与水的体积的比为10～30g：1L，优选为20g：1L。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤3)中，R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯与NaOH的摩尔比为1：2～3，优选为1：2.5。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤2)所得副产物(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸，用于制备(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯，以形成循环反应，具体制备步骤为：S1：烧瓶中加入(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸和甲醇，插入干燥管，搅拌，加入浓硫酸，加热至回流反应7～9h后，反应液冷却至室温、调节pH值为6.5～7.5，再旋蒸回收甲醇，然后经乙酸乙酯萃取，旋蒸，得到(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；S2：烧瓶中加入步骤S1所得(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和甲苯，搅拌，再加入CH3ONa的甲醇溶液，加热至回流，反应13～15h，得如式(Ⅶ)所示的产物(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸；S3：往三口烧瓶中加入步骤S2所得(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸和甲醇，插入干燥管，搅拌，加入浓硫酸，加热至回流反应7～9h后，反应液冷却至室温、调节pH值为6.5～7.5，再旋蒸回收甲醇，然后经乙酸乙酯萃取，旋蒸，得如式(Ⅲ)所示的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤S1中，浓硫酸与(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的摩尔比为1：6～7，优选为1:6.7；(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸与甲醇的摩尔比为1：30～50，优选为1：35。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤S2中，(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和CH3ONa的摩尔比为1：2～3，优选为1：2.5。所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤S3中，浓硫酸、(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸的摩尔比为1：6.7。本专利技术的合成路线如下：本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的合成方法简单；合成过程中以米曲霉WZ007菌体催化选择性水解(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯底物，得到R构型酯和S构型酸，达到拆分目的，避免了过早引入手性碳原子，降低目标产物的光学活性；采用的试剂毒性低、溶剂可循环利用且副产物少，因而对设备腐蚀小，对环境污染小，由于原料价格便宜，生产成本低，经济性好，因此具有良好的应用前景；(2)本专利技术合成过程中得到的S构型酸副产物(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸，可制备得到(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于以如式(I)所示的2‑氯丙酸甲酯、如式(Ⅱ)所示的对苯二酚为起始原料，在无机碱的催化作用下进行亲核取代反应，得到如式(Ⅲ)所示的(R,S)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯；生成的(R,S)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯在米曲霉WZ007的作用下进行拆分水解反应，得到如式(Ⅳ)所示的R‑(+)‑2‑(‑4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯和如式(Ⅴ)所示的(S)‑(‑)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸副产物；生成的R‑(+)‑2‑(‑4‑羟基苯氧基)丙酸甲酯继续水解反应得到目标产物如式(Ⅵ)所示的R‑(+)‑2‑(‑4‑羟基苯氧基)丙酸，即为除草剂炔草酯关键中间体上述化学反应式如下：

【技术特征摘要】
1.一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于以如式(I)所示的2-氯丙酸甲酯、如式(Ⅱ)所示的对苯二酚为起始原料，在无机碱的催化作用下进行亲核取代反应，得到如式(Ⅲ)所示的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；生成的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯在米曲霉WZ007的作用下进行拆分水解反应，得到如式(Ⅳ)所示的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和如式(Ⅴ)所示的(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸副产物；生成的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯继续水解反应得到目标产物如式(Ⅵ)所示的R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸，即为除草剂炔草酯关键中间体上述化学反应式如下：。2.根据权利要求1所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于具体步骤如下：烧瓶中加入有机溶剂、无机碱和对苯二酚，于25~35℃下搅拌，缓慢滴加CH3ONa的甲醇溶液后，保温0.2~1h，再逐滴滴加2-氯丙酸甲酯，反应5~7h；结束反应，反应液的pH值调节至2~3后，加入水和CH2Cl2，搅拌分层后分离出有机相，有机相经饱和碳酸氢钠水溶液洗涤后，干燥，旋蒸除去CH2Cl2，得到式(Ⅲ)所示的(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；烧瓶中加入步骤1）所得(R,S)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯和水，搅拌并调节反应液pH值为6.5~7.5，加入米曲霉WZ007，控制反应液温度30~40℃下反应，待反应液pH值保持不变后，停止反应，真空抽滤，滤液经乙酸乙酯萃取，分离得到有机相和水相，有机相经干燥、旋蒸，得到产物R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯；水相调节pH值为2~3后，经乙酸乙酯萃取，萃取相经干燥、旋蒸，得到副产物(S)-(-)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸；烧瓶中加入步骤2）所得R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸甲酯，搅拌，缓慢倒入NaOH水溶液，常温反应2.5~3.5h；结束反应后，反应液调节pH值为2~3后，再经乙酸乙酯萃取，萃取相经干燥、旋蒸，得到目标产物R-(+)-2-(-4-羟基苯氧基)丙酸。3.根据权利要求2所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤1）中，有机溶剂为甲醇、丙酮，优选为甲醇。4.根据权利要求2所述的一种合成除草剂炔草酯关键中间体的方法，其特征在于步骤1）中，对苯二酚与2-氯丙酸甲酯的摩尔比为1~3：1，优选为2：1；所述2-氯丙酸甲酯与无机碱的摩尔比...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭成侠，杨森，杨忍，张冬林，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33