一种L-草铵膦中间体的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种L

【技术实现步骤摘要】
一种L
‑
草铵膦中间体的合成方法


[0001]本专利技术涉及农用除草剂领域，具体涉及一种L
‑
草铵膦中间体的合成方法。

技术介绍

[0002]草铵膦(Glufosinate
‑
ammonium)由德国赫斯特公司(现拜耳公司)开发生产，化学名称为4
‑
[羟基(甲基)膦酰基]‑
DL
‑
高丙氨酸铵盐，为谷氨酰胺合成抑制剂，非选择性触杀型除草剂，其作用机制是抑制植物体内的谷氨酰胺合成酶活性，导致谷氨酰胺合成受阻、氮代谢紊乱、铵离子累积，从而干扰植物的代谢，使植物死亡。
[0003]草铵膦具有杀草谱广、活性高、毒性低、在土壤中易降解、对作物安全、漂移小、环境相容性好和杀草较迅速等特点，能防除和快速杀灭马唐和黑麦草等100多种一年生和多年生阔叶杂草和禾本科杂草。
[0004]普通草铵膦是两种对映异构体的混合物，但只有L
‑
异构体具有活性，而且在土壤中容易分解，对人类和动物毒性较小。目前市场上销售的草铵膦商品绝大多数都是外消旋体混合物。L
‑
草铵膦不仅用量减半，大幅降低环境压力，而且活性和对抗性杂草的防效也优于普通草铵膦。
[0005]在L
‑
草铵膦的化学合成法中，已有多篇文献报道和专利公开其重要中间体(S)
‑4‑
卤
‑2‑
氨基丁酸酯及其盐的合成方法。
[0006]公告号为CN109369432B的专利说明书公开：在有机或无机磺酸催化下，(S)
‑2‑
氨基丁内酯经过开环醇解得到对应的S
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高丝氨酸酯，然后经过氯代得到目标产物。
[0007][0008]公告号为CN110845347B的专利说明书公开：在醇体系中，2
‑
氨基丁内酯盐酸盐与氯化亚砜发生氯代及酯化反应，制备得到4
‑
氯
‑2‑
氨基丁酸酯盐酸盐。该方法虽然原料易得，但2
‑
氨基丁内酯盐酸盐在醇中溶解度很差，因为传质不佳反应转化需要较长时间，另外反应会有氯代烷烃和等当量二氧化硫产生，经济性不强，环境不够友好。
[0009][0010]公开号为CN114163471A的专利说明书公开：以卤代烃或者芳烃为溶剂，高丝氨酸与二卤亚砜、三卤氧磷、三卤化磷、五卤化磷等卤代试剂反应，得到卤代高丝氨酸盐酸盐。底物高丝氨酸在上述溶剂中溶解性极差，同时从反应机理上分析，羧基更易卤代为酰卤，此时极易发生分子内关环得到2
‑
氨基丁内酯盐。因此该工艺路线的实用性不强。
[0011][0012]公开号为US5442088A的专利说明书公开：不同氨基保护的2
‑
氨基丁内酯在醇溶液中，加热至预定温度后，持续通入数个小时氯化氢气体，制备得氨基保护的4
‑
氯
‑2‑
氨基丁酸酯。该方法虽然可以一步氯代和酯化，但反应过程中需要通入大量氯化氢，且不可避免的会产生大量氯代烃，这些物质不仅是3类致癌物，同时也会对大气环境特别是臭氧层产生严重危害。
[0013][0014]另外，也有大量文献报道：高丝氨酸或2
‑
氨基丁内酯盐，在氢溴酸的冰醋酸溶液中加热反应，得到溴代高丝氨酸氢溴酸盐，再酯化得到4
‑
溴
‑2‑
氨基丁酸酯及其盐[Chemistry
‑
A European Journal(2013),19(13),4244
‑
4248；J.Org.Chem.2008,73,1,168
–
176；Chemical Communications(2019),55(54),7860
‑
7863]。这些方法需要使用大过量氢溴酸的冰醋酸做溶剂，原料成本很高，而直接在冰醋酸体系中又无法进行溴代高丝氨酸的酯化反应，必须将溴代高丝氨酸从冰醋酸体系中分离纯化，因其水溶性极强从冰醋酸中分离困难且收率较低。
[0015][0016]近年来，随着草铵膦需求量的不断增长，L型对映体因其用量减半，且生物降解速度快，可大幅降低对环境影响，同时其活性和对抗性杂草的防效也优于DL
‑
草铵膦。
[0017]因此，开发一种反应条件温和、收率更高、成本更低，且操作简单的L
‑
草铵膦及其中间体的合成方法对除草剂使用减量增效具有极其重要的意义。

技术实现思路

[0018]当以2
‑
氨基丁内酯盐为原料，采用氯化亚砜、醇体系制备目标化合物时，不可避免会产生一定量副产氯代烃及当量的二氧化硫气体，三废量较大；采用在醇体系中，通入氯化氢反应时，同样也不可避免产生一定量氯代烃气体，同时氯化氢消耗大，会产生大量副产盐酸。另外，2
‑
氨基丁内酯盐或高丝氨酸在醇中溶解度很低，传质较差也导致了反应时间大大延长。
[0019]针对上述技术问题以及本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种L
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草铵膦中间体的合成方法，具体为(S)
‑4‑
氯
‑2‑
氨基丁酸酯(I)及其盐的合成方法，该方法以(S)
‑2‑
氨基丁内酯盐酸盐为原料，先在水相体系中进行氯代，继而在催化量质子酸作用下，在醇中进行酯化。该方法具有反应条件较温和、收率较高、对映体过量率较高等优点，进而可用于L
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草铵膦的合成。
[0020][0021]具体技术方案如下：
[0022]一种L
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草铵膦中间体的合成方法，反应路线如下：
[0023][0024][0025]具体包括步骤：
[0026](1)将化合物(II)((S)
‑2‑
氨基丁内酯盐酸盐)加入到盐酸中，常压下通入氯化氢保温反应，或者密闭加热保温反应；所述密闭加热保温反应的过程中可选择性地通入氯化氢；
[0027](2)步骤(1)反应完毕，冷却析晶，固液分离或减压脱去低沸物得到化合物(III)直接用于步骤(3)；优选固液分离得到化合物(III)直接用于步骤(3)；
[0028](3)将步骤(2)得到的化合物(III)加入到醇R1‑
OH中，加入催化量的氯化氢和/或其他质子酸作为催化剂催化酯化反应；所述催化剂的加入量为化合物(III)摩尔量的1％～40％；
[0029]R1为C1～C6的直链或支链烷基；
[0030](4)经后处理，得到目标化合物(I)。
[0031]在一优选例中，所述的L
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草铵膦中间体的合成方法，步骤(4)中，所述后处理包括以下步骤：
[0032](i)酯化反应后处理：
[0033]a.减压脱出低沸物，加入有机溶剂，得到混合物；或者，
[0034]b.冷却降温，固液分离，所得固体加入到水和有机溶剂本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种L
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草铵膦中间体的合成方法，其特征在于，反应路线如下：具体包括步骤：(1)将化合物(II)加入到盐酸中，常压下通入氯化氢保温反应，或者密闭加热保温反应；所述密闭加热保温反应的过程中可选择性地通入氯化氢；(2)步骤(1)反应完毕，冷却析晶，固液分离或减压脱去低沸物得到化合物(III)直接用于步骤(3)；(3)将步骤(2)得到的化合物(III)加入到醇R1‑
OH中，加入催化量的氯化氢和/或其他质子酸作为催化剂催化酯化反应；所述催化剂的加入量为化合物(III)摩尔量的1％～40％；R1为C1～C6的直链或支链烷基；(4)经后处理，得到目标化合物(I)。2.根据权利要求1所述的L
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草铵膦中间体的合成方法，其特征在于，步骤(4)中，所述后处理包括以下步骤：(i)酯化反应后处理：a.减压脱出低沸物，加入有机溶剂，得到混合物；或者，b.冷却降温，固液分离，所得固体加入到水和有机溶剂的混合液中，得到混合物；(ii)将步骤(i)所得混合物调节pH至6～9后，静置分层，有机相减压蒸馏，得到目标化合物(I)。3.根据权利要求1所述的L
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草铵膦中间体的合成方法，其特征在于，步骤(1)中，所述密闭加热保温反应的过程中，反应体系压力为0.1～10.0atm，优选为0.5～5.0atm。4.根据权利要求1所述的L
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草铵膦中间体的合成方法，其特征在于，步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤文杰，李南，许建杰，唐显重，吴承骏，毛春晖，
申请(专利权)人：宁夏永农生物科学有限公司，
类型：发明
国别省市：