一锅法制备苯嗪草酮的方法技术

本发明专利技术公开了一种一锅法制备苯嗪草酮的方法，具有以下步骤：①苯甲酰甲酸乙酯与乙酰肼在醇类溶剂以及乙二胺四乙酸的存在下的第一步反应；②步骤①的反应液与水合肼的第二步反应；③步骤②的反应液在吸水剂以及相转移催化剂的存在下的第三步反应；④步骤③的反应液后处理得到苯嗪草酮。本发明专利技术通过选择合适的物料配比以及反应温度，尤其是第一步反应中酸性催化剂的选择，最终实现高收率的一锅法制备苯嗪草酮，总收率可达90%以上，而且操作简便，生产成本低，适合工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】
一锅法制备苯嗪草酮的方法
本专利技术属于除草剂制备
，具体涉及一种一锅法制备苯嗪草酮的方法。
技术介绍
苯嗪草酮（metamitron）是拜耳公司在1975年开发的一种低毒、低残留的除草剂，属三嗪酮类选择性芽前除草剂，主要通过植物根部吸收，再输送到叶子内，通过抑制光合作用的希尔反应而起到杀草作用。可防除单、双子叶杂草，是一种应用于防除甜菜田禾本科和阔叶杂草的除草剂，主要用于旱地作物，如玉米、甜菜等作物的田间除草，还可以防治黎龙葵、繁缕、野芝麻、早熟禾等多种杂草。目前合成苯嗪草酮的主要路线如下：先由苯甲酰甲酸酯与乙酰肼反应得到2-乙酰肼基苯甲酰甲酸酯，然后由2-乙酰肼基苯甲酰甲酸酯与水合肼反应得到2-乙酰肼腙-2-苯基-乙酰肼，最后由2-乙酰肼腙-2-苯基-乙酰肼经脱水环化反应得到苯嗪草酮。对于该合成路线，现有技术主要还是三步独立进行（参见非专利文献1～非专利文献3），三步总收率只有70%左右。非专利文献4将前两步一锅进行，但是总收率仍然只有70%左右。非专利文献5将后两步一锅进行，总收率超过80%。非专利文献1：张翼，“苯嗪草酮的合成研究”，《浙江工业大学硕士学位论文》，2010年4月。非专利文献2：陆阳等，“苯嗪草酮的合成新工艺”，《化工中间体》2010年第4期，第49-54页。非专利文献3：王艳玲等，“中试规模生产除草剂苯嗪草酮”，《江西师范大学学报（自然科学版）》2014年1月第38卷第1期，第11-13、25页。非专利文献4：潘忠稳等，“苯嗪草酮的合成”，《农药》2007年3月第46卷第3期，第166-167、175页。非专利文献5：蒋晓帆等，“苯嗪草酮的合成”，《化学世界》2015年第10期，第626页。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决上述问题，提供一种收率较高的一锅法制备苯嗪草酮的方法。实现本专利技术上述目的的技术方案是：一种一锅法制备苯嗪草酮的方法，具有以下步骤：①苯甲酰甲酸乙酯与乙酰肼在醇类溶剂以及乙二胺四乙酸（以下简称EDTA）的存在下的第一步反应；②步骤①的反应液与水合肼的第二步反应；③步骤②的反应液在吸水剂以及相转移催化剂的存在下的第三步反应；④步骤③的反应液后处理得到苯嗪草酮。对于一锅法，由于每步反应后，所有物料（包括产物、未反应原料、生成的杂质、溶剂、催化剂等等）均要进入下一步反应；因此，若这些物料中存在较多影响甚至阻碍下一步反应的不良物质的话，则很难甚至无法实现一锅法。换言之，能够实现一锅法的关键在于：每步反应后的不良物质越少越好。对于苯嗪草酮的上述三步反应，申请人经过大量实验发现：第一步反应中的酸性催化剂对于实现一锅法极为关键，现有技术采用的几种酸性催化剂（如盐酸、磷酸、对甲苯磺酸、乙酸等）均会产生较多影响后续反应的杂质（也即不良物质），因此这些现有技术均需要进行后处理从而得到中间产物，无法进行一锅法。本申请经过大量实现发现：采用EDTA作为该步反应的酸性催化剂，能够大大减少杂质的生成，为最终实现一锅法奠定了极其重要的基础。上述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与所述EDTA的摩尔比为1∶0.01～1∶0.25，优选为1∶0.05～0.15。上述步骤①的第一步反应温度为20～30℃，优选为25℃。该步反应温度较高（例如现有技术较多采用的60～65℃）同样不利于一锅法。上述步骤①中所述醇类溶剂为甲醇或者乙醇，优选为乙醇。上述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与所述乙酰肼的摩尔比为1∶1～1∶1.3，优选为1∶1～1∶1.1，更优选为1∶1.05。上述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与上述步骤②中所述水合肼的摩尔比为1∶1～1∶1.3，优选为1∶1～1∶1.1，更优选为1∶1.02。原料乙酰肼以及水合肼的用量以不超过1.1倍当量为佳，否则不利于一锅法。上述步骤②的第二步反应温度为5～25℃，优选为15℃。上述步骤③的第三步反应温度为回流温度。上述步骤③中所述吸水剂为无水乙酸钠或者无水苯甲酸钠，优选为无水乙酸钠。上述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与上述步骤③中所述无水乙酸钠的摩尔比为1∶0.5～1∶1，优选为1∶0.6。上述步骤③中所述相转移催化剂为四丁基溴化铵或者苄基三乙基氯化铵，优选为四丁基溴化铵。上述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与上述步骤③中所述四丁基溴化铵的摩尔比为1∶0.001～1∶0.01，优选为1∶0.005。上述步骤①还包括加入醇类溶剂稀释反应液以及加入碳酸钠调节反应液pH=7。本专利技术具有的积极效果：本专利技术通过选择合适的物料配比以及反应温度，尤其是第一步反应中酸性催化剂的选择，最终实现高收率的一锅法制备苯嗪草酮，总收率可达90%以上，而且操作简便，生产成本低，适合工业化大生产。具体实施方式（实施例1）本实施例的一锅法制备苯嗪草酮的方法具体如下：①在装有温度计、回流冷凝管的1000mL反应瓶中加入178.18g苯甲酰甲酸乙酯（1.0mol），控温25℃，滴加194.5g、40wt%乙酰肼的乙醇溶液（1.05mol），约1h滴完，然后加入11.7g的EDTA（0.04mol），保温25℃反应3h，再加入14.6g的EDTA（0.05mol），搅拌20min，有固体析出，继续保温25℃反应5h，取样中控合格，停止反应。然后加入147g乙醇稀释反应液，再加入碳酸钠调节反应液pH=7，搅拌30min。②将步骤①的反应液降温至15℃，滴加63.8g、80wt%的水合肼（1.02mol），约1h滴完，保温15℃反应7h，取样中控合格，停止反应。③向步骤②的反应液中加入49.2g的无水乙酸钠（0.6mol）和1.61g四丁基溴化铵（0.005mol），搅拌均匀后，加热至回流（95±3℃）反应8h，取样中控合格，停止反应。④将步骤③的反应液缓慢降温至0℃，析出固体，搅拌30min，抽滤，得到淡黄色固体湿品，用冰水打浆，抽滤，在60℃下烘干，得到淡黄色晶体苯嗪草酮186.0g，HPLC纯度为99.2%，收率为92.0%。（实施例2～实施例3）各实施例的制备方法与实施例1基本相同，不同之处在于EDTA的用量，具体见表1。表1实施例1实施例2实施例3EDTA11.7g（0.04mol）+14.6g（0.05mol）20.5g（0.07mol）+23.4g（0.08mol）5.84g（0.02mol）+8.77g（0.03mol）苯嗪草酮186.0g183.6g182.6gHPLC纯度99.2%99.1%99.0%收率92.0%90.8%90.3%...

【技术保护点】
1.一种一锅法制备苯嗪草酮的方法，其特征在于具有以下步骤：/n①苯甲酰甲酸乙酯与乙酰肼在醇类溶剂以及乙二胺四乙酸的存在下的第一步反应；/n②步骤①的反应液与水合肼的第二步反应；/n③步骤②的反应液在吸水剂以及相转移催化剂的存在下的第三步反应；/n④步骤③的反应液后处理得到苯嗪草酮。/n

【技术特征摘要】
1.一种一锅法制备苯嗪草酮的方法，其特征在于具有以下步骤：
①苯甲酰甲酸乙酯与乙酰肼在醇类溶剂以及乙二胺四乙酸的存在下的第一步反应；
②步骤①的反应液与水合肼的第二步反应；
③步骤②的反应液在吸水剂以及相转移催化剂的存在下的第三步反应；
④步骤③的反应液后处理得到苯嗪草酮。


2.根据权利要求1所述的一锅法制备苯嗪草酮的方法，其特征在于：所述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与所述乙二胺四乙酸的摩尔比为1∶0.01～1∶0.25。


3.根据权利要求1所述的一锅法制备苯嗪草酮的方法，其特征在于：所述步骤①的第一步反应温度为20～30℃。


4.根据权利要求1至3之一所述的一锅法制备苯嗪草酮的方法，其特征在于：所述步骤①中所述苯甲酰甲酸乙酯与所述乙酰肼的摩尔比为1∶1～1∶1.1。


5.根据权利要求1至3之一所述的一锅法制备苯...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋旭明，邹佩佩，魏平，孙永辉，孔繁蕾，
申请(专利权)人：江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司，南京高恒生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32