一种4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法技术

技术编号：40666125 阅读：2 留言：0更新日期：2024-03-18 19:00

本发明专利技术提供了一种4‑(羟基甲基膦酰基)‑2‑羰基丁酸的制备方法，包括以下步骤：a)在甲基亚膦酸二烷酯中滴加4‑卤代‑2‑羰基丁酸酯并控制温度为‑30～40℃，在真空条件下进行反应，得到中间体料液；b)将步骤a)得到的中间体料液与酸混合，进行水解反应，再经纯化处理，得到4‑(羟基甲基膦酰基)‑2‑羰基丁酸。与现有技术相比，本发明专利技术提供的制备方法以甲基亚膦酸二烷酯和4‑卤代‑2‑羰基丁酸酯为原料，利用SN2分子内重排机理，可实现P‑C键的高效构建，Arbuzov反应单步收率可达95％以上，此骨架结构再经过后续酸性水解即可得到最终目标产物4‑(羟基甲基膦酰基)‑2‑羰基丁酸，整体收率可接近90％；相较其他方法，本发明专利技术提供的制备方法步骤简单，反应副产物少，收率有较大提升。

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【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及精细化工，更具体地说，是涉及一种农药中间体4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法。

技术介绍

1、4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸(简称ppo或酮酸)，是草铵膦合成过程的重要中间体，以此化合物为原料通过氨化还原等步骤即可得到外消旋草铵膦，通过不对称还原或者生物酶催化等方法即可得到l-草铵膦。

2、1980年，fbc公司在专利us4399287a中报道了制备酮酸中间体的方法，以3-(乙氧基甲基膦酰基)丙酸酯经克莱森缩合反应延伸碳链得到酮酸中间体4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸，4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的分离收率约为30％。

3、1991年，hoechst公司报道了4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的化学合成法(j.org.chem.,1991,56,1783-1788)，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反应制备得到3-(乙氧基甲基膦酰基)-丙酸乙酯，然后在-50℃与草酸二乙酯在乙醇钠作用下发生克莱森酯缩合反应，再利用盐酸水解脱羧后制得4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸；但是该方法需要在-50℃下进行反应，且整体收率较低，有大量的废水产生，同时产物析晶时间长达48h，反应式如下所示：

4、

5、此外，公开号为cn101641363a的中国专利公开了一种含磷的α-酮酸的制造方法，采用3-(羟基(甲基)氧膦基)-丙酸为原料在酸性条件下与醇进行酯化反应得到3-(羟基(甲基)氧膦基)-丙酸酯，并进一步与草酸二酯于醇钠存

6、因此，如何提供一种收率高、纯化简单，并且原料易得的4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，成为目前亟待解决的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，反应步骤短，选择性高，副产物少，收率较克莱森缩合等方法有较大提升。

2、本专利技术提供了一种4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，包括以下步骤：

3、a)在甲基亚膦酸二烷酯中滴加4-卤代-2-羰基丁酸酯并控制温度为-30～40℃，在真空条件下进行反应，得到中间体料液；

4、b)将步骤a)得到的中间体料液与酸混合，进行水解反应，再经纯化处理，得到4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。

5、优选的，步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯选自甲基亚膦酸二甲酯、甲基亚膦酸二乙酯、甲基亚膦酸二丁酯和甲基亚膦酸二苯酯中的一种或多种。

6、优选的，步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯和4-卤代-2-羰基丁酸酯的摩尔比为(0.9～2)：1。

7、优选的，步骤a)中所述滴加的时间为0.5h～4h。

8、优选的，步骤a)中所述真空条件的真空度为-0.01mpa～-0.1mpa。

9、优选的，步骤a)中所述反应的时间为0.5h～12h。

10、优选的，步骤b)中所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。

11、优选的，步骤b)中所述酸与步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯的摩尔比为(1～10)：1。

12、优选的，步骤b)中所述水解反应的温度为50℃～130℃，时间为1h～24h。

13、优选的，步骤b)中所述纯化处理的过程具体为：

14、将水解反应得到的产物在50℃～150℃下进行减压蒸馏，再加入有机溶剂溶解后静置，过滤除去不溶的无机盐，分离的有机相旋干后，加入甲基异丁基甲酮进行重结晶，过滤得到4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。

15、本专利技术提供了一种4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，包括以下步骤：a)在甲基亚膦酸二烷酯中滴加4-卤代-2-羰基丁酸酯并控制温度为-30～40℃，在真空条件下进行反应，得到中间体料液；b)将步骤a)得到的中间体料液与酸混合，进行水解反应，再经纯化处理，得到4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸。与现有技术相比，本专利技术提供的制备方法以甲基亚膦酸二烷酯和4-卤代-2-羰基丁酸酯为原料，利用sn2分子内重排机理，可实现p-c键的高效构建，arbuzov反应单步收率可达95％以上，此骨架结构再经过后续酸性水解即可得到最终目标产物4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸，整体收率可接近90％；相较其他方法，本专利技术提供的制备方法步骤简单，反应副产物少，收率有较大提升。

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【技术保护点】

1.一种4-(羟基甲基膦酰基)-2-羰基丁酸的制备方法，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯选自甲基亚膦酸二甲酯、甲基亚膦酸二乙酯、甲基亚膦酸二丁酯和甲基亚膦酸二苯酯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯和4-卤代-2-羰基丁酸酯的摩尔比为(0.9～2)：1。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述滴加的时间为0.5h～4h。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述真空条件的真空度为-0.01MPa～-0.1MPa。

6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述反应的时间为0.5h～12h。

7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述酸选自盐酸、硫酸、硝酸和磷酸中的一种或多种。

8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中所述酸与步骤a)中所述甲基亚膦酸二烷酯的摩尔比为(1～10)：1。