一种3,4-二甲基吡唑及其磷酸盐的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种3,4

【技术实现步骤摘要】
一种3,4-二甲基吡唑及其磷酸盐的制备方法


[0001]本专利技术涉及化学合成
，尤其涉及一种3,4-二甲基吡唑及其磷酸盐的制备方法。

技术介绍

[0002]3,4-二甲基吡唑磷酸盐(DMPP)是由德国BASF研制的一种氮肥硝化酶抑制剂，具有高效、无毒、稳定和专一等特点，已大规模应用于农业生产，因此也被称为二十一世纪最具发展前景的新一代缓释肥料，也被认为是目前最好的氮肥增效剂，具有广阔的应用前景。
[0003]3,4-二甲基吡唑是3,4-二甲基吡唑磷酸盐合成的重要中间体，对其合成的文献报道有很多。Noyce报道了丁酮与甲酸异丙酯在异丙醇钠的碱性作用下得到中间体，再与水合肼发生环合反应得到3,4-二甲基吡唑，反应中需要使用乙醚作为溶剂，不适合大规模工业化生产(J.Org.Chem.1955,20,1681)。公告号为US6022979A的专利中公开了2-丁酮与甲酸甲酯在甲醇钠的作用下得到中间体2-甲基-3-氧代丁醛钠，分离出的中间体再与一水合肼在硫酸的催化作用下发生环合反应制得3,4-二甲基吡唑，但其反应时间高达16小时。公告号为US6229022B的专利中公开了2-甲基-2-丁烯醛与水合肼后直接化合，再在浓硫酸/碘化钠催化条件下发生芳构化得到3,4-二甲基吡唑，但这种方法的原材料成本极高，未实现商业化生产。公告号为CN102558054A的专利中公开了利用金属钠与2-丁酮和甲酸乙酯生成2-甲基-3-氧代丁醛钠，再经环合、成盐等步骤制得3,4-二甲基吡唑磷酸盐，金属钠的使用局限了其工艺无法满足大规模生产的需要。公告号为CN102311388B和CN102911119B的专利中公开了利用2-丁酮和多聚甲醛在碱性或质子酸的作用下反应，在与水合肼发生合环反应制得3,4-二甲基吡唑，最后成盐得到目标产品，多聚甲醛属高毒、高致癌物质，在产业化实施过程中将面临职业健康和环境污染的严重挑战。公告号为CN110218188A的专利中公开了利用2-丁酮和甲酸酯反应后的中间体与二级胺反应得到烯胺类化合物，并进一步与水合肼反应得到3,4-二甲基吡唑，同时可以进一步得到3,4-二甲基吡唑磷酸盐，该生产工艺的废水中氨氮含量较高，对污水系统存在较大的处置影响和压力。公告号为CN110872255A的专利中公开了利用2-丁酮、三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺反应得到醛基化烯基氯化合物，然后与水合肼反应得到3,4-二甲基吡唑，并可以得到3,4-二甲基吡唑磷酸盐，该生产工艺同样存在废水氨氮含量较高的缺点。
[0004]上述现有技术中公开的合成路线与方法较多，但也存在诸多不足，比如：需原材料成本较高、反应条件苛刻、涉及极其易燃的危险试剂、环境污染严重等问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是针对现有技术中的不足，提供一种3,4-二甲基吡唑及其磷酸盐的制备方法，该制备方法具有原料廉价、操作简便、收率高、三废处置简单、产品质量高、溶剂可实现回收套用等显著优点，并且适合工业化生产。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案是：
[0007]本专利技术第一方面提供一种3,4-二甲基吡唑的制备方法，包括如下步骤：
[0008]S1、在反应溶剂中，采用碱性物质保持碱性条件下，2-丁酮与甲酸酯于-10-50℃温度条件下进行反应，反应完成并经萃取分离后加入烷基化试剂继续反应，经后处理制得烯醚化合物的溶液；
[0009]S2、将经步骤S1制得的烯醚化合物与水合肼或肼盐，在调节pH值至2-9后于-10-60℃温度条件下进行反应，反应完成后加入所述碱性物质调节pH值至7-11，经后处理后制得3,4-二甲基吡唑；
[0010][0011]其中，所述甲酸酯的取代酯基R1为C1-C10的链烷基；所述烷基化基团R2为C1-C10的链烷基。
[0012]优选地，S1中，所述反应溶剂为甲苯、2-甲基四氢呋喃、硝基苯、甲基叔丁基醚、氯苯、二甲苯、甲基环戊基醚中的一种或几种。
[0013]优选地，S1中，所述碱性物质为甲醇钠、甲醇钾、甲醇锂、乙醇钠、乙醇钾、乙醇锂、丙醇钠、丙醇钾、丙醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾和叔丁醇锂中的一种或几种。
[0014]优选地，S1中，所述碱性物质为甲醇钠和乙醇钠中的一种。
[0015]优选地，S1中，所述2-丁酮与所述甲酸酯的物质的量的比为1:0.9-6.0；所述2-丁酮与所述碱性物质的物质的量的比为1:0.9-6.0；所述2-丁酮与所述烷基化试剂的物质的量的比为1:0.9-5.0。
[0016]优选地，S1中，所述2-丁酮与所述甲酸酯的物质的量的比为1:1.4-2.6；所述2-丁酮与所述碱性物质的物质的量的比为1:1.4-2.0；所述2-丁酮与所述烷基化试剂的物质的量的比为1:1.2-2.0。
[0017]优选地，所述甲酸酯的取代酯基R1为甲基、乙基、丙基、丁基和异丁基中的一种；所述烷基化基团R2为甲基和乙基中的一种。
[0018]优选地，S1中，所述烷基化试剂为硫酸二酯类、卤代烷烃类和磺酸酯基中的一种或几种。
[0019]优选地，S1中，所述烷基化试剂为硫酸二酯类。
[0020]优选地，S1中，所述烷基化试剂为硫酸二甲酯和硫酸二乙酯中的一种。
[0021]优选地，S1中，所述萃取分离的具体过程为：控制温度为0-15℃，加入水搅拌后静置分层，有机层减压浓缩回收溶剂。
[0022]优选地，S2中，所述烯醚化合物与所述水合肼或肼盐的物质的量的比为1:0.8-3.0。
[0023]优选地，S2中，所述烯醚化合物与所述水合肼或肼盐的物质的量的比为1:0.9-1.3。
[0024]优选地，S2中，在调节pH值至2-9后于-10-60℃温度条件下进行反应，用于调节pH的物质为盐酸或硫酸。
[0025]优选地，S2中，所述后处理的具体过程为：所得10-60℃反应液在在调节pH值为7-11后，加入甲苯、二甲苯、氯苯和MTBE中的一种或几种，静止分层后得到有机层，对所述有机
层进行减压蒸馏。
[0026]本专利技术第二方面提供一种以所述的3,4-二甲基吡唑为底物的3,4-二甲基吡唑磷酸盐的制备方法，包括步骤：将所述3,4-二甲基吡唑溶解于所述反应溶剂中，然后慢慢滴加磷酸调节pH值至1-6，反应完成后分离，制得3,4-二甲基吡唑磷酸盐；
[0027][0028]本专利技术采用以上技术方案，与现有技术相比，具有如下技术效果：
[0029]本专利技术的3,4-二甲基吡唑及其磷酸盐的制备方法以2-丁酮为原料，在碱性条件下与甲酸酯反应后再与烷基化试剂反应制得烯醚化合物，再利用烯醚化合物与水合肼或肼盐反应并经后处理制得3,4-二甲基吡唑，最后将3,4-二甲基吡唑与磷酸成盐制得3,4-二甲基吡唑磷酸盐；本专利技术的制备方法具有原料廉价、操作简便、收率高、三废处置简单、产品质量高、溶剂可实现回收套用等显著优点，并且适合工业化生产。
具体实施方式
[0030]下面结合具体实施例对本专利技术作进一步说明，但不作本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、在反应溶剂中，采用碱性物质保持碱性条件下，2-丁酮与甲酸酯于-10-50℃温度条件下进行反应，反应完成并经萃取分离后加入烷基化试剂继续反应，经后处理制得烯醚化合物的溶液；S2、将经步骤S1制得的烯醚化合物与水合肼或肼盐，在调节pH值至2-9后于-10-60℃温度条件下进行反应，反应完成后加入所述碱性物质调节pH值至7-11，经后处理后制得3,4-二甲基吡唑；其中，所述甲酸酯的取代酯基R1为C1-C10的链烷基；所述烷基化基团R2为C1-C10的链烷基。2.根据权利要求1所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，S1中，所述反应溶剂为甲苯、2-甲基四氢呋喃、硝基苯、甲基叔丁基醚、氯苯、二甲苯、甲基环戊基醚中的一种或几种。3.根据权利要求1所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，S1中，所述碱性物质为甲醇钠、甲醇钾、甲醇锂、乙醇钠、乙醇钾、乙醇锂、丙醇钠、丙醇钾、丙醇锂、叔丁醇钠、叔丁醇钾和叔丁醇锂中的一种或几种。4.根据权利要求3所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，S1中，所述碱性物质为甲醇钠和乙醇钠中的一种。5.根据权利要求1所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，S1中，所述2-丁酮与所述甲酸酯的物质的量的比为1:0.9-6.0；所述2-丁酮与所述碱性物质的物质的量的比为1:0.9-6.0；所述2-丁酮与所述烷基化试剂的物质的量的比为1:0.9-5.0。6.根据权利要求5所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，S1中，所述2-丁酮与所述甲酸酯的物质的量的比为1:1.4-2.6；所述2-丁酮与所述碱性物质的物质的量的比为1:1.4-2.0；所述2-丁酮与所述烷基化试剂的物质的量的比为1:1.2-2.0。7.根据权利要求1所述的3,4-二甲基吡唑的制备方法，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：于亦忠，施裕华，高于，顾轩宇，王志浩，国洪雷，施秀，
申请(专利权)人：金仓上海医药生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：