【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种利用膦试剂(例如，磷酸酯类试剂)制备l-草铵膦的方法。更具体地，本申请涉及以环内酯为原料、以取代磷酸酯为膦试剂，经过加成、重排开环反应、以及随后的后处理制备l-草铵膦的方法，并且在所述方法中不使用离去基试剂。
技术介绍
1、草铵膦，又名草丁膦，化学名称为2-氨基-4-[羟基(甲基)膦酰基]丁酸铵，是德国赫斯特(hoechst)公司开发的高效、广谱、低毒的非选择性除草剂。目前市售草铵膦多为外消旋体，但是实际上只有l-草铵膦具有除草活性。因此，开发更为优化的l-草铵膦生产工艺对于提高原子经济性、降低成本、减轻环境压力等方面均具有非常重要的意义。
2、美国专利us5767309a报道了一种方法，其利用奎宁与草铵膦成盐后结晶，再利用3,5-二硝基水杨醛在乙酸条件下消旋，最终得到l-草铵膦，获得收率86％，ee值99％。该方法能够实现从d-草铵膦到l-草铵膦的转化，但收率偏低，且原料奎宁和3,5-二硝基水杨醛价格较高，回收率对成本影响较大。
3、专利wo2006104120a1报道以不对称催化加氢法制备l-草铵膦。具体地，亚磷酸单酯与丙烯酸乙酯反应后，与草酸二乙酯进行克莱森缩合反应，产物经热消除后得到酮酸中间体，再与乙酰胺反应制备不对称氢化反应的底物烯胺。以手性磷配体铑催化剂催化不对称氢化反应，经水解转化得到精草铵膦，ee值最高为95.6％。该路线以不对称氢化法构建手性中心，反应条件温和，收率高，但需要手性磷配体铑催化剂加氢回收困难，生产成本高。
4、中国专利cn107502647b介绍了
5、专利cn113316580a公开了一种l-草铵膦的制备方法，其主要利用了l-内酯衍生物和膦试剂之间的反应，其中产物l-草铵膦收率为81.4％，并且反应过程中会使用三甲基碘硅烷等离去试剂，成本较高。
6、因此，本专利技术想要克服l-草铵膦合成领域所遇到的上述技术挑战，期望提供一种原子经济性高、环境友好、成本较低的制备l-草铵膦的方法。
技术实现思路
1、本申请提供了由环内酯制备l-草铵膦的方法，所述方法包括：
2、(1)将环内酯与有机溶剂混合；
3、(2)向步骤(1)得到的环内酯与有机溶剂的混合溶液中加入膦试剂和碱试剂，使环内酯与膦试剂在碱试剂的存在下进行反应，得到l-草铵膦前体化合物；
4、(3)通过化学或生物方法处理l-草铵膦前体化合物，得到产物l-草铵膦；
5、前提条件是在所述方法中不使用离去基试剂。
6、在一些实施方式中，上述步骤(1)中所述的环内酯为二氢呋喃二酮。在一些实施方式中，通过如下所述的方法制备所述二氢呋喃二酮：
7、(a)提供2-氧代-4-羟基丁酸钠；
8、(b)在消去反应条件下，使2-氧代-4-羟基丁酸钠进行消去反应，得到二氢呋喃二酮。
9、在一些实施方式中，上述步骤(b)中的消去反应条件包括使用98％浓硫酸。
10、在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的环内酯为l-氨基戊内酯。在一些实施方式中，通过如下所述的方法制备所述l-氨基戊内酯：
11、(i)提供高丝氨酸盐；
12、(ii)在消去反应条件下，使高丝氨酸盐进行消去反应，得到l-氨基戊内酯；
13、在一些实施方式中，所述制备l-氨基戊内酯的方法还包括：
14、(iii)对l-氨基戊内酯上的氨基进行保护。
15、在一些实施方式中，所述步骤(ii)中的消去反应条件包括使用49％硫酸溶液。
16、在一些实施方式中，所述氨基的保护基团选自下组：叔丁氧羰基(boc)、对甲苯磺酰基(ts)、甲磺酰基(ms)、甲基(ch3)、苯甲酰基(bz)和苄基(bn)。在一些实施方式中，所述氨基的保护基团选自下组：对甲苯磺酰基、甲磺酰基、苯甲酰基和苄基。在一些实施方式中，所述氨基的保护基团选自下组：对甲苯磺酰基、甲磺酰基和苄基。在一些实施方式中，所述氨基的保护基团选自下组：对甲苯磺酰基和甲磺酰基。在一些实施方式中，所述氨基的保护基团为对甲苯磺酰基。
17、在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：c1-6烷醇、四氢呋喃、甲苯、二甲基甲酰胺和c1-6氯代烷烃。在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲基甲酰胺和四氢呋喃。在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：正丙醇、正丁醇和甲苯。在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：正丁醇和甲苯。在一些实施方式中，所述步骤(1)中所述的有机溶剂为正丁醇。
18、在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基磷酸烷基酯或其盐、甲基磷酸取代苯酯或其盐、甲基亚磷酸二烷基酯和甲基亚磷酸二取代苯酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基磷酸烷基酯或其金属膦盐、甲基磷酸取代苯酯或其金属膦盐、甲基亚磷酸二烷基酯和甲基亚磷酸二取代苯酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸甲酯、甲基次磷酸乙酯、甲基次磷酸异丙酯、甲基次磷酸正丁酯、甲基次磷酸苯酯、甲基次磷酸苯甲酯、甲基次磷酸氯苯酯、甲基亚磷酸二甲酯、甲基亚磷酸二乙酯和甲基亚磷酸二苯酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸苯甲酯、甲基次磷酸正丁酯、甲基次磷酸异丙酯、甲基次磷酸乙酯、甲基次磷酸甲酯、甲基次磷酸苯酯和甲基亚磷酸二甲酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸乙酯、甲基次磷酸甲酯、甲基次磷酸苯酯和甲基亚磷酸二甲酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸甲酯和甲基亚磷酸二甲酯。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的膦试剂为甲基亚磷酸二甲酯。
19、在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、c1-6醇钠、有机锂化合物和碱金属氢化物。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：甲醇钠、乙醇钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、二异丙基氨基锂、正丁基锂、氢化铝锂和氢化钠。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：氢化铝锂、氢化钠、正丁基锂、二异丙基氨基锂、甲醇钠和乙醇钠。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：正丁基锂、甲醇钠和乙醇钠。在一些实施方式中，所述步骤(2)中所述的碱试剂为甲醇钠。
20、在一些本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种由环内酯制备L-草铵膦的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中所述的环内酯为二氢呋喃二酮或L-氨基戊内酯。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲基甲酰胺和四氢呋喃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基磷酸烷基酯或其盐、甲基磷酸取代苯酯或其盐、甲基亚磷酸二烷基酯和甲基亚磷酸二取代苯酯。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸甲酯、甲基次磷酸乙酯、甲基次磷酸异丙酯、甲基次磷酸正丁酯、甲基次磷酸苯酯、甲基次磷酸苯甲酯、甲基次磷酸氯苯酯、甲基亚磷酸二甲酯、甲基亚磷酸二乙酯和甲基亚磷酸二苯酯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、C1-6醇钠、有机锂化合物和碱金属氢化物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)包括两步反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(2)中的第一个反应的反应温度控制在0-45℃，第二个反应的反应温度控制在90-120℃。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)在催化剂的存在下进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述催化剂为固体酸催化剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述固体酸催化剂为SO42-/ZrO2-SnO2-Nd2O3。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中在步骤(2)中的所述第一个反应之后、所述第二个反应之前加入所述催化剂。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其中步骤(2)中的所述第一个反应的反应时间控制在20-40分钟，所述第二个反应的反应时间控制在4-6小时。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，其中步骤(2)中的所述第一个反应结束之后，在0.5-1.5小时内程序升温至所述第二个反应所需的温度。
16.根据权利要求9-15中任一项所述的方法，其中在步骤(2)中的所述第二个反应结束之后降温至0-20℃。
17.根据权利要求9-16中任一项所述的方法，其中在步骤(2)中的所述第二个反应结束之后将pH值调节至7以下。
18.根据权利要求17所述的方法，其中在步骤(2)中的所述第二个反应结束之后将pH值调节至4-5。
19.根据权利要求10-18中任一项所述的方法，其中在加入所述催化剂之前调整反应液的pH值至6-8。
20.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述离去基试剂是卤化剂。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述离去基试剂选自下组：HCl、HBr、HI、碳酰氯、SOCl2、草酰氯、三甲基硅卤化物、碘化钠(NaI)、三乙基硅烷+氯化钯+甲基碘、POCl3、PCl3、PCl5、PBr3、PI3、H2SO4+KBr、P+Cl2、P+Br2、P+I2、TiCl4、ZnCl2、BBr3及其任何组合。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述离去基试剂为三甲基碘硅烷。
23.根据权利要求2所述的方法，其中步骤(2)还包括氨基转换反应。
24.根据权利要求23所述的方法，其中所述氨基转换反应包括将转氨酶与氨基供体进行反应。
25.根据权利要求24所述的方法，其中所述氨基供体选自下组：丙氨酸、α-甲基苄基胺、谷氨酸、苯丙氨酸、甘氨酸、3-氨基丁酸、异丙胺、2-氨基丁烷、γ-氨基丁酸、乙二胺、丙二胺、丁二胺、戊二胺、己二胺和其中任何一种的盐。
26.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(3)包括使所述L-草铵膦前体化合物在碱性条件下进行水解反应。
27.根据权利要求26所述的方法，其中步骤(3)中的所述水解反应完成之后，在-10至10℃条件下将反应溶液的pH调节至5-6的范围内。
28.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述L-草铵膦包含L-草铵膦盐。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述L-草铵膦盐选自下组：L-草铵膦盐酸盐、L-草铵膦硫酸盐、L-草铵膦碳酸盐、L-草铵...
【技术特征摘要】
1.一种由环内酯制备l-草铵膦的方法，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其中步骤(1)中所述的环内酯为二氢呋喃二酮或l-氨基戊内酯。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(1)中所述的有机溶剂选自下组：甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、甲苯、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、二甲基甲酰胺和四氢呋喃。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基磷酸烷基酯或其盐、甲基磷酸取代苯酯或其盐、甲基亚磷酸二烷基酯和甲基亚磷酸二取代苯酯。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的膦试剂选自下组：甲基次磷酸甲酯、甲基次磷酸乙酯、甲基次磷酸异丙酯、甲基次磷酸正丁酯、甲基次磷酸苯酯、甲基次磷酸苯甲酯、甲基次磷酸氯苯酯、甲基亚磷酸二甲酯、甲基亚磷酸二乙酯和甲基亚磷酸二苯酯。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：碱金属碳酸盐、碱金属氢氧化物、c1-6醇钠、有机锂化合物和碱金属氢化物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)中所述的碱试剂选自下组：甲醇钠、乙醇钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠、氢氧化钾、二异丙基氨基锂、正丁基锂、氢化铝锂和氢化钠。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)包括两步反应。
9.根据权利要求8所述的方法，其中步骤(2)中的第一个反应的反应温度控制在0-45℃，第二个反应的反应温度控制在90-120℃。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中步骤(2)在催化剂的存在下进行。
11.根据权利要求10所述的方法，其中所述催化剂为固体酸催化剂。
12.根据权利要求11所述的方法，其中所述固体酸催化剂为so42-/zro2-sno2-nd2o3。
13.根据权利要求10-12中任一项所述的方法，其中在步骤(2)中的所述第一个反应之后、所述第二个反应之前加入所述催化剂。
14.根据权利要求9-13中任一项所述的方法，其中步骤(2)中的所述第一个反应的反应时间控制在20-40分钟，所述第二个反应的反应时间控制在4-6小时。
15.根据权利要求9-14中任一项所述的方法，其中步骤(2)中...
【专利技术属性】
技术研发人员：邱贵森，陆成樑，王宏磊，文泽星，
申请(专利权)人：摩珈上海生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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