一种草铵膦的制备方法技术

本申请涉及一种草铵膦的制备方法。具体地，涉及一种制备式(I)表示的草铵膦或其盐、对映异构体或任意比例对映异构体的混合物的方法，其包括以下步骤：使式(III)化合物水解以得到式(I)化合物。本申请的方法由于反应机理的不同，可以避免Michaelis

【技术实现步骤摘要】
一种草铵膦的制备方法
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请是于2023年1月10日提交的申请号为202310033931.0的中国专利申请的分案申请，其全部内容通过引用的方式并入本文。


[0003]本申请涉及农药除草剂领域，具体地，涉及一种草铵膦的制备方法。

技术介绍

[0004]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。
[0005]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，可大幅降低环境压力，而且活性和对抗性杂草的防效也优于普通草铵膦。尽管目前市场上销售的草铵膦商品绝大多仍是其外消旋体，但随着技术创新与进步，L
‑
异构体进入主流市场势不可挡。
[0006]现有合成手性纯L
‑
草铵膦的方法主要有化学法和生物法。其中化学法包括化学拆分法和化学合成法。
[0007]化学拆分法是通过手性拆分试剂拆分化学法合成的消旋D,L
‑
草铵膦或其衍生物，从而制得光学纯的L
‑
草铵膦。公开号为WO1995023805A1的专利说明书公开了一种通过用手性碱如奎宁和辛可宁沉淀非对映异构体盐中的一种，由D,L
‑
高丙氨酸
‑4‑
基
‑
(甲基)膦酸的外消旋拆分获得[L]‑
或[D]‑
高丙氨酸
‑4‑
基
‑
(甲基)膦酸和其盐的方法。该方法需要使用昂贵的手性拆分试剂，且收率较低，并无明显的产业化优势。
[0008]化学合成法以天然手性氨基酸或者不对称法合成L
‑
草铵膦。
[0009]公开号为US5442088A的专利说明书公开了一种L
‑
高丝氨酸内酯衍生物为原料经过开环氯代、酯化，与甲基亚磷酸二酯进行Arbuzov反应，最后水解、精制得到L
‑
草铵膦盐酸盐的方法。
[0010][0011]该多步反应工艺单元操作便捷，但Arbuzov反应原料氯代底物的活性有限，通常需要在较高的温度下才能进行(130
‑
140度或更高)，同时由于高温下氯代烷烃副产进一步与甲基亚磷酸二酯产生副反应，使得其单耗大大增加，另外在该温度下反应由于部分原料或产品的消旋导致L型对映体过量值出现下降。
[0012]公开号为CN113490671B的专利说明书公开：以氨基保护或不保护的卤代高丝氨酸酯为原料，与甲基亚膦酸单氯酯缩合得到中间体，再经过水解得到L
‑
草铵膦。
[0013][0014]该方法原料以高丝氨酸为原料，经过环合、氯代、酯化、保护基保护等多步反应合成，反应步骤较长。另外，Arbuzov反应不可避免产生卤代烷烃，小分子卤代烃为3类致癌物且对大气层中的臭氧有破坏作用。
[0015]近年来，随着草铵膦需求量的不断增长，因此开发一种反应条件温和、收率更高、成本更低，且操作简单的草铵膦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

[0016]为了简明起见，后文所述“式(N)化合物(如式(III)化合物)”也可以涵盖式(N)化合物的任意光学异构体、几何异构体、互变异构体或异构体混合物、或农业上可接受的盐。
[0017]术语“光学异构体”意指，当化合物具有一个或更多个手性中心时，每个手性中心可以存在R构型或S构型，由此构成的各种异构体为光学异构体。光学异构体包括所有的非对映异构体、对映异构体、内消旋体、外消旋体或其混合物形式。例如，通过手性色谱柱或通过手性合成可以分离光学异构体。
[0018]术语“几何异构体”意指，当化合物中存在双键时，该化合物可以存在顺式异构体、反式异构体、E型异构体和Z型异构体。几何异构体包括顺式异构体、反式异构体、E型异构体、Z型异构体或其混合物形式。
[0019]术语“互变异构体”指因分子中某一原子在两个位置迅速移动而产生的异构体。本领域技术人员可以理解：互变异构体之间可以互相转变，在某一状态下可能会达到一种平衡状态而共存。
[0020]除非另有指明，本文提到“式(N)化合物(如式(III)化合物)”时也涵盖该化合物中任一个原子被其同位素原子代替而得到的同位素标记化合物。即，本专利技术包括式(N)化合物的所有农业上可接受的同位素标记化合物，其中，一个或者多个原子被具有与通常在自然界中所发现的原子相同原子序数但是不同原子质量或者质量数的原子所替换。
[0021]适用于包含在本专利技术的化合物中的同位素的实例包括氢的同位素，诸如2H(D)和3H(T)，碳的同位素，诸如
11
C、
13
C和
14
C，氯的同位素，诸如
37
Cl，氟的同位素，诸如
18
F，碘的同位素，诸如
123
I和
125
I，氮的同位素，诸如
13
N和
15
N，氧的同位素，诸如
15
O、
17
O和
18
O，以及硫的同位素，诸如
35
S。
[0022]式(N)的同位素标记化合物一般可以通过本领域技术人员已知的常规技术或者通过使用合适的同位素标记试剂代替先前使用的非标记试剂以类似于在本文所附的实例和制备中所描述的方法，来进行制备。
[0023]式(N)化合物可以农业上可接受的盐的形式存在，比如，式(N)化合物的酸加成盐和/或碱加成盐。除非另有指明，否则本文所用的“农业上可接受的盐”包括可出现于式(N)化合物内的酸加成盐或碱加成盐。
[0024]式(N)化合物的农业上可接受的盐类包括其酸加成盐和碱加成盐。适当的酸加成盐是由形成无毒性盐的酸所形成的。其实例包括但不限于：乙酸盐、己二酸盐、天冬氨酸盐、
苯甲酸盐、苯磺酸盐、碳酸氢盐/碳酸盐、硫酸氢盐/硫酸盐、硼酸盐、樟脑磺酸盐、柠檬酸盐、环己胺磺酸盐、乙二磺酸盐、甲酸盐、反丁烯二酸盐、葡萄庚糖酸盐、葡萄糖酸盐、葡萄糖醛酸盐、六氟磷酸盐、2
‑
(4
‑
羟苄基)苯甲酸盐、氢氯化物/氯化物、氢溴化物/溴化物、氢碘化物/碘化物、2
‑
羟乙磺酸盐、乳酸盐、苹果酸盐、顺丁烯二酸盐、丙二酸盐、甲磺酸盐、甲基硫酸盐、萘酸盐、2
‑
萘磺酸盐、烟碱酸盐、硝酸盐、乳清酸盐、草酸盐、十六酸盐、磷酸盐/磷酸氢盐/磷酸二氢盐、焦谷氨酸盐、葡萄糖二酸盐、硬脂酸盐、水杨酸盐、单宁酸盐、酒石酸盐、甲苯磺酸盐和三氟乙酸盐。适当的碱加成盐是由形成无毒性盐的碱所形成的。其实例包括但不限于：铵盐、铝、精氨酸、钙、胆碱、二乙胺、二乙醇胺、甘氨酸、赖氨酸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种制备式(I)表示的草铵膦或其盐、对映异构体或任意比例对映异构体的混合物的方法，其包括以下步骤：1)在无溶剂或有机溶剂的存在下，使式(II)化合物或其盐与以下中的任一种反应来制备：式(IV)化合物；式(V)化合物；式(IV)化合物和式(V)化合物；式(IV)化合物和式(VII)化合物；式(V)化合物和式(VII)化合物；或式(IV)化合物、式(V)化合物和式(VII)化合物，以得到中间体，以及2)在酸性、中性或碱性的条件下水解所述中间体，以得到式(I)化合物，其中，X1为卤素；X2为卤素；Y为
‑
OR3或
‑
N(R4)(R5)；R1和R2各自独立地选自氢、C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基，或者R1和R2与其所连接的N原子一起形成三元至六元杂环烷基，其中所述C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基任选地被卤素、羧基、羟基、氰基、氨基、硝基、C1‑
C3烷基、C1‑
C3卤代烷基、C1‑
C3烷氧基、C3‑
C6环烷基或C6‑
C
10
芳基取代；R3、R4和R5各自独立地选自氢、C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基，或者R4和R5与其所连接的N原子一起形成三元至六元杂环烷基，其中所述C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基任选地被卤素、羧基、羟基、氰基、氨基、硝基、C1‑
C3烷基、C1‑
C3卤代烷基、C1‑
C3烷氧基、C3‑
C6环烷基或C6‑
C
10
芳基取代；R9和R
10
各自独立地选自氢、C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基，或者R9和R
10
与其所连接的N原子一起形成三元至六元杂环烷基，其中所述C1‑
C6烷基、C2‑
C6烯基、C2‑
C6炔基、C3‑
C6环烷基、三元至六元杂环
烷基、C6‑
C
10
芳基或五元至十元杂芳基任选地被卤素、羧基、羟基、氰基、氨基、硝基、C1‑
C3烷基、C1‑
C3卤代烷基、C1‑
C3烷氧基、C3‑
C6环烷基或C6‑
C
10
芳基取代；并且*用于标识手性碳原子。2.根据权利要求1所述的方法，其中，卤素选自氟、氯或溴；C1‑
C6烷基选自甲基、乙基、丙基或异丙基；C2‑
C6烯基选自乙烯基、丙烯基、1
‑
丁烯基、2
‑
丁烯基或异丁烯基；C2‑
C6炔基选自乙炔基、丙炔基、1
‑
丁炔基或2
‑
丁炔基；C3‑
C6环烷基选自环丙基、环丁基、环戊基或环己基；三元至六元杂环烷基选自包含N、O和S中的至少一个杂原子的环丙基、环丁基、环戊基或环己基；C6‑
C
10
芳基选自苯基或萘基；和/或五元至十元杂芳基选自吡嗪基、吡唑基、吡咯基、呋喃基、噻吩基、噻唑基或吡啶基。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述R1、R2、R3、R4、R5、R9和R
10
各自独立地选自氢、C1‑
C6烷基或C3‑
C6环烷基，优选氢、甲基、乙基、丙基、异丙基、丁基、异丁基、叔丁基、戊基、己基、...

【专利技术属性】
技术研发人员：汤文杰，吴承骏，李南，许健杰，唐显重，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：