一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法技术

本发明专利技术提供一种L‑草胺膦关键中间体的合成新方法，步骤如下：将式II结构的化合物与式III结构的化合物混合，蒸馏，得到式IV结构的化合物；将式IV结构的化合物与有机酸混合，蒸馏，得到式V结构的化合物；将式V结构的化合物、海因与弱碱混合，反应后加入第一酸溶液调节PH值，然后过滤、洗涤、干燥，得到式VI结构的化合物；向式VI结构的化合物中加入强碱溶液，反应后得到式VII结构的化合物：向式VII结构的化合物中加入第二酸溶液调节PH值，然后蒸干水得到固体物，利用第三溶剂溶解固体物，过滤、冷却，加入第四溶剂，再次过滤，洗涤、干燥，即得到式I结构的化合物，即L‑草胺膦的关键中间体4‑(羟基甲基膦酰基)‑2‑羰基丁酸。本发明专利技术成本低、收率高。

A New Method for the Synthesis of Key Intermediates of L-glyphosate

The present invention provides a new method for synthesis of key intermediate of L glyphosate. The steps are as follows: mixing compound of formula II structure with compound of formula III structure, distilling and obtaining compound of formula IV structure; mixing compound of formula IV structure with organic acid and distilling to obtain compound of formula V structure; mixing compound of formula V structure, hydantoin and weak base, and adding first after reaction. The acidic solution adjusts the PH value, and then filters, washes and dries to get the compound with formula VI structure; the compound with formula VII structure is obtained by adding strong alkali solution to the compound with formula VI structure; the compound with formula VII structure is adjusted by adding a second acid solution to the compound with formula VII structure, and then the solid is obtained by steaming and drying water. The solid is dissolved by the third solvent, filtered and cooled, and the fourth solution is added. The reagent is filtered again, washed and dried to obtain the compound of formula I structure, namely the key intermediate of L glyphosate, 4 (hydroxymethylphosphonyl)2 carbonyl butyric acid. The invention has low cost and high yield.

【技术实现步骤摘要】
一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法
本专利技术涉及除草剂有机中间体的合成
，尤其涉及一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法。
技术介绍
草胺膦(glufosinate-ammonium)是一种广谱、低毒、非选择性除草剂，由Hoechest公司在上世纪80年代开发生产。草胺膦是全球第二大转基因作物耐受除草剂，应用前景十分广阔。草铵膦具有两种对映异构体，但只有L-构型具有除草活性，4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸是化学法合成L-构型草铵膦的关键中间体。近年来，化学法和生物法合成L-草胺膦的方法被相继开发出来，但毫无例外的均需要使用关键中间体4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。专利US06936444公开了ProcessforthePreparationofL-phosphinothricinebyEnzymaticTransaminationwithAspartate(利用天冬氨酸盐通过酶转胺化制备L-膦酯的方法)，该方法的制备过程为：在生物法中，4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸利用转氨酶作用将羰基转化为氨基而选择性得到L-草胺膦；Hoechest公司在1991(J.Org.Chem,Vol.56,No.51991)最先报道了4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的化学合成法：利用甲基亚膦酸单乙酯与丙烯酸乙酯在乙醇钠的作用下发生迈克尔加成先制得3-(乙氧基甲基膦酰基)-丙酸乙酯，然后在零下50度与草酸二乙酯在乙醇钠作用下发生克莱森酯缩合，再用盐酸水解脱羧后制得4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。安徽国星生物化学有限公司在专利CN106008596中公开了一种草胺膦中间体4-(羟基甲基磷酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，江苏七洲绿色化工股份有限公司在专利CN103665032中公开了一种草铵膦的制备方法，这两种方法均是采用环膦酸酐与草酸二乙酯或氰化钠制备4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。现有的制备方法中，Hoechest法需要深冷到零下50℃，且需要使用价格昂贵的乙醇钠，反应总收率低；环膦酸酐法所使用的环膦酸酐制备不易，成本高，且纯化困难，容易导致其酸度值较高，在克莱森缩合中导致醇钠被额外消耗造成反应体系复杂，总收率低，而使用酸度值较高的环磷酸酐与氰化钠反应时会造成巨大的安全隐患，且氰化钠本身为剧毒，应尽量避免使用。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法，该方法操作简便，成本低、工艺环境友好，对生产设备无特殊要求，特别适用于工业化生产，利用该方法制得的产物经结晶析出，HPLC纯度可达98％以上。本专利技术提供一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法，包括以下步骤：S101，在第一溶剂或无溶剂条件下，将式II结构的化合物与式III结构的化合物混合，反应后蒸馏，得到式IV结构的化合物：S102，在第二溶剂的条件下，将式IV结构的化合物与有机酸混合，反应后蒸馏，得到式V结构的化合物：S103，在质子性溶剂的条件下，将式V结构的化合物、海因与弱碱混合，反应后加入第一酸溶液调节PH值，然后过滤、洗涤、干燥，得到式VI结构的化合物：S104，向式VI结构的化合物中加入强碱溶液，反应后得到式VII结构的化合物：S105，向式VII结构的化合物中加入第二酸溶液调节PH值，然后蒸干水得到固体物，利用第三溶剂溶解固体物，过滤、冷却，加入第四溶剂，再次过滤，洗涤、干燥，即得到式I结构的化合物：式II、式IV、式V、式VI中，R1为C1-C4的烷基；式III中，X为氯、溴或碘。进一步地，步骤S101中，所述式II结构的化合物与式III结构的化合物混合后在80-130℃下反应5-12h。进一步地，步骤S101中，所述式II结构的化合物与式III结构的化合物的摩尔比为1:1-1.5，所述第一溶剂选用乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯丙烷、甲苯或二甲苯中的任一种。进一步地，步骤S102中，所述式IV结构的化合物与有机酸混合后在30-90℃下反应2-12h，所述式IV结构的化合物与有机酸的摩尔比为1:0.1-0.5。进一步地，步骤S102中，所述第二溶剂选择二氯甲烷、甲苯、乙腈、1,4-二氧六环或四氢呋喃中的任一种，所述有机酸选择为三氟甲磺酸、草酸、对甲苯磺酸或甲基磺酸中的任一种。进一步地，步骤S103中，所述式V结构的化合物、海因与弱碱混合后在50-100℃下反应8-12h，所述式V结构的化合物、海因与弱碱的摩尔比为1:1:0.8-1。进一步地，步骤S103中，所述质子性溶剂选择水、乙醇、甲醇或异丙醇中的任一种，所述弱碱选择碳酸氢钠、碳酸氢钾、乙醇胺或三乙胺中的任一种，所述第一酸溶液为盐酸。进一步地，步骤S104中，向式VI结构的化合物中加入强碱溶液后，在50-100℃下反应1-12h，所述式VI结构的化合物与强碱溶液的摩尔比为1:2-3。进一步地，步骤S104中，所述强碱溶液选择氢氧化钠溶液。进一步地，步骤S105中，所述第二酸溶液选择盐酸或硫酸的任一种，所述第三溶剂选择丙酮，所述第四溶剂选择甲基异丁基酮。本专利技术提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术提供的L-草胺膦关键中间体的合成新方法先以式II结构的化合物与式III结构的化合物通过Arbuzov重排反应生成式IV结构的化合物，再用有机酸对其解缩得到式V结构的化合物，式V结构的化合物与海因环在催化剂作用下进行缩合反应得到式VI结构的化合物，式VI结构的化合物经过碱水解得到式VII结构的化合物，最后对式VII结构的化合物调酸后结晶得到式I结构的化合物，即4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸；相比现有的合成路线，本专利技术提供的合成路线均为常规反应，原料易得，成本低，反应条件温和，收率高且环境友好，具有很大的工业化前景，利用本专利技术提供的方法制得的4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸经结晶析出，HPLC纯度可达98％以上。附图说明图1是本专利技术实施例2一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法的流程示意图。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术实施方式作进一步地描述。本专利技术的实施例提供了一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法，包括以下步骤：步骤S101，在第一溶剂或无溶剂条件下，将式II结构的化合物与式III结构的化合物混合，在80-130℃下反应5-12h，反应后减压蒸馏去除低沸物，得到式IV结构的化合物；式II结构的化合物的结构式为：式III结构的化合物的结构式为：式IV结构的化合物的结构式为：步骤S101中，式II结构的化合物与式III结构的化合物的摩尔比为1:1-1.5，第一溶剂选用乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯丙烷、甲苯或二甲苯中的任一种。步骤S102，在第二溶剂的条件下，将式IV结构的化合物与有机酸混合，在30-90℃下反应2-12h，反应后减压蒸馏，得到式V结构的化合物；式V结构的化合物的结构式为：步骤S102中，式IV结构的化合物与有机酸的摩尔比为1:0.1-0.5，第二溶剂选择二氯甲烷、甲苯、乙腈、1,4-二氧六环或四氢呋喃中的任一种，有机酸选择为三氟甲磺酸、草酸、对甲苯磺酸或甲基磺酸中的任一种。步骤S103，将式V结构的化合物与海因(乙内酰脲，CAS号:461-72-3)混合，然后加入弱本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种L‑草胺膦关键中间体的合成新方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，在第一溶剂或无溶剂条件下，将式II结构的化合物与式III结构的化合物混合，反应后蒸馏，得到式IV结构的化合物：

【技术特征摘要】
1.一种L-草胺膦关键中间体的合成新方法，其特征在于，包括以下步骤：S101，在第一溶剂或无溶剂条件下，将式II结构的化合物与式III结构的化合物混合，反应后蒸馏，得到式IV结构的化合物：S102，在第二溶剂的条件下，将式IV结构的化合物与有机酸混合，反应后蒸馏，得到式V结构的化合物：S103，在质子性溶剂的条件下，将式V结构的化合物、海因与弱碱混合，反应后加入第一酸溶液调节PH值，然后过滤、洗涤、干燥，得到式VI结构的化合物：S104，向式VI结构的化合物中加入强碱溶液，反应后得到式VII结构的化合物：S105，向式VII结构的化合物中加入第二酸溶液调节PH值，然后蒸干水得到固体物，利用第三溶剂溶解固体物，过滤、冷却，加入第四溶剂，再次过滤，洗涤、干燥，即得到式I结构的化合物：式II、式IV、式V、式VI中，R1为C1-C4的烷基；式III中，X为氯、溴或碘。2.如权利要求1所述的L-草胺膦关键中间体的合成新方法，其特征在于，步骤S101中，所述式II结构的化合物与式III结构的化合物混合后在80-130℃下反应5-12h。3.如权利要求1所述的L-草胺膦关键中间体的合成新方法，其特征在于，步骤S101中，所述式II结构的化合物与式III结构的化合物的摩尔比为1:1-1.5，所述第一溶剂选用乙腈、1,4-二氧六环、1,2-二氯丙烷、甲苯或二甲苯中的任一种。4.如权利要求1所述的L-草胺膦关键中间体的合成新方法，其特征在于，步骤S102中，所述式IV结构...

【专利技术属性】
技术研发人员：王炼，张业武，成贞辉，郑智慧，颜新天，吕从高，李晨亮，赵根根，
申请(专利权)人：洪湖市一泰科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42