一种异丙甲草胺的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农药生产技术领域，具体涉及一种异丙甲草胺的合成方法。
【背景技术】
[0002] 异丙甲草胺是都尔的活性成分，是美国和北美等地用量最大的高选择性酰胺类除 草剂，其化学名称为2-甲基-6-乙基-N-(l-甲基-2-甲氧乙基)-N-氯代乙酰基苯胺，结构式 为式1:
[0004] 异丙甲草胺主要通过杂草幼芽基部和芽吸收，向上传导，通过抑制发芽种子蛋白 质的合成，抑制胆碱渗入干扰卵憐脂的合成，从而抑制幼芽与根部的生长，杂草在幼芽即被 杀死而达到防除杂草的目的，可适用于大豆、玉米棉花和棉花等作物田，可防除马唐、稗草、 牛筋草、金狗尾草等杂草，对马齿苋、觅菜等阔叶杂草也有一定的效果，是用于许多农作物 最为重要的除草剂之一。
[0005] 异丙甲草胺是一种氯乙酰化、垸氧基烷基化的邻二取代苯胺。这种不同寻常的官 能团化形式使得氨基基团受到极大的空间位阻。异丙甲草胺有两个手性元素:一个手性轴 (位阻异构现象，这是由于围绕轴的位阻旋转而形成的）和一个新生成的手性中心，由此产 生了四个立体异构体，其中（s)_异丙甲草胺为主要活性成分，又称金都尔，它的活性是异丙 甲草胺的1.4-1.6倍。
[0006] 1976年，RamostomboG.M.(RamostomboG.，BlaseH.U..Pesticidechemistry andbioscience[M]·Cambridge:RoyalSocietyofChemistry, 1999:33)在微量硫酸的存 在下，以钯碳为催化剂，以甲基乙基苯胺为原料与甲氧基丙酮的水溶液发生还原烷基化反 应，然后再和氯乙酰氯发生酰化反应可得到消旋的异丙甲草胺，产物中含有异丙甲草胺的 所有立体异构体，反应方程式见方程式1。该方法合成简单，但目的产物收率比较低。
[0008]李倩(李倩，（S)-异丙曱草胺的不对称合成研究[D]武汉理工大学，2012:1-49.)以 2-甲基-6-乙基苯胺与甲氧基丙酮为原料，以非极性溶剂加热共沸蒸馏分水，经过缩合反应 得到甲基乙基苯基亚胺。在还原反应过程中，采用手性的二茂铁基双膦配体与三氯化铱的 环辛二烯配合物对1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺进行不对称氢化还原得到1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基胺。在氯乙酰化反应中，在碱催化，非极性溶剂中用氯 乙酰氯进行氯乙酰化，反应完毕后进行简单的化学处理得到（S)-异丙甲草胺，反应方程式 见方程式2。该合成方法操作繁琐，催化剂价格昂贵，不适合工业放大生产。
[00?0]公开号为CN104803875A的中国发明文献公开了一种S-异丙甲草胺的合成方法，以 甲氧基丙酮、2-甲基-6-乙基苯胺为原料在有机溶剂中进行亚胺化反应生成亚胺化物，亚胺 化物与氢气在钯碳的催化下进行氢化反应生成S-氢化物，S-氢化物与氯乙酰氯在有机溶剂 中、碱性条件下进行酰化反应生成S-异丙甲草胺。该发明的产能大，反应快，但反应步骤繁 琐，目的产物的收率低。
【发明内容】
[0011] 为解决现有技术的生产操作工艺繁琐，产物收率低的问题，本发明提供了一种异 丙甲草胺的合成方法，该方法操作简单，反应条件温和，反应溶剂回收套用，反应物转化率 高，产物纯度高。
[0012] -种异丙甲草胺的合成方法，包括以下步骤：
[0013] (1)氢化烷基化：用有机溶剂A溶解2-甲基-6-乙基苯胺与甲氧基丙酮，加入氢化催 化剂，通入氢气进行氢化烷基化反应，反应结束后，浓缩反应溶剂得到产物B;所述的氢化催 化剂为钯碳、雷尼镍、磷酸组成的组合物，其中钯碳、雷尼镍、磷酸的重量比为1~2:4~10:2 ~5，氢化烷基化反应温度为30-90°C;
[0014] (2)酰化:产物B与氯乙酰氯在缚酸剂的催化下进行酰化反应，反应结束后经过后 处理精制得到异丙甲草胺。
[0015] 本发明采用2-甲基-6-乙基苯胺为起始物料，经过氢化烷基化和酰化反应后制得 目的产物异丙甲草胺，反应方程式见方程式3。步骤(1)中，氢化烷基化反应为一锅法的亚胺 反应和氢化反应，2-甲基-6-乙基苯胺先与甲氧基丙酮进行亚胺反应，生成亚胺物（1-甲氧 基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基）亚胺），亚胺物再在氢化催化剂的催化下接受氢负离子的 进攻，进行氢化反应，生成产物B((l-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺）。在所述的氢 化催化剂与反应温度下，亚胺物和产物B的合成协同进行，反应结束后，产物B的收率大于 95%，纯度大于95%。步骤（1)生成的产物B再和酰化剂反应，生成异丙甲草胺（目的产物，2-甲基-6-乙基-N-(l-甲基-2-甲氧乙基)-N-氯代乙酰基苯胺）。异丙甲草胺的收率大于90%， 纯度大于98%。本发明方法操作步骤简单，产物收率和纯度高。
[0016]本发明的各步反应溶剂分别脱溶回收套用，不仅降低了生产过程溶剂的损失，降 低了生产过程的废水排放，还提高了各原料的转化率高。各步产物无需结晶纯化，操作简 单，目的产物的收率和纯度高。
[0018] 步骤(1)中，用溶剂A将2-甲基-6-乙基苯胺和甲氧基丙酮充分搅拌溶解，再加入氢 化催化剂，通入氢气，升温至所需温度，密闭反应，反应过程中采用TLC或HPLC中控反应进 程，以起始物料(2-甲基-6-乙基苯胺)色谱纯度小于0.5% (面积归一法纯度)为反应终点， 停止反应后，过滤，收集催化剂，收集的催化剂回收套用。滤液经过水洗后浓缩，回收有机溶 剂A，得到产物B。
[0019]作为优选，所述的有机溶剂A为甲苯、甲醇、乙醇、四氢呋喃的一种或多种。
[0020] 作为优选，所述的甲氧基丙酮先经过与水共沸精馏处理，90-95°C的馏分为甲氧基 丙酮。收集的90_95°C的阶段的馏分的甲氧基丙酮GC含量大于99%，经过共沸精馏处理的甲 氧基丙酮反应效果好。
[0021 ]步骤(1)中，氢气分子被所述氢化催化剂吸附后，削弱氢气分子的两个氢原子之间 的共价键，进一歩解离成活泼氢，活泼氢进攻亚胺物的双键，生成产物B。亚胺反应与氢化反 应协同进行，有助于提高产物B的收率和纯度。
[0022]步骤(1)中，2-甲基-6-乙基苯胺和甲氧基丙酮的投料重量比为1:1-2。
[0023]氢化催化剂和反应温度协同影响反应进程、产物的收率和纯度，在上述氢化催化 剂和反应温度下，氢气的压力大于IMPa就能很好的完成反应，且产物的收率大于92%，纯度 大于97%，氢气压力的持续增加对反应收率和纯度的贡献不大，为了减轻生产设备的负担， 作为优选，所述氢化烷基化反应的氢气压力为l_3MPa。
[0024]作为优选，所述氢化催化剂中，钯碳、雷尼镍、磷酸的重量比为1:4~8: 2~4,所述 氢化烷基化反应温度为40-80°C。
[0025]在所述氢化催化剂组合物比例下，所述氢化催化剂的投料当量为1-10%。上述催 化剂组合物的催化效果好，且在该催化剂和温度下，反应一般可在l_5h内完成(起始物料面 积归一法纯度小于0.5%为反应终点）。在该催化剂下，在所述温度范围内，增加反应温度产 物的收率和纯度都会增加，反应达到终点的时间也会缩短，但当温度大于80°C，增加反应温 度，产物收率和纯度没有明显上升。
[0026]进一步优选，所述氢化催化剂中，钯碳、雷尼镍、磷酸的重量比为1:8:4,所述氢化 烷基化反应温度为70_75°C。
[0027]在该配比的氢化催化剂、催化量及催化温度下，反应一般可在0.5_2h内完成，且反 应所需的氢气的压力无需很大，在1-1.5MPa的氢气压力下就能很好的完成反应。所述氢化 催化剂的投料当量可进一步缩减至1 一 4%。反应生产效率高，设备的损耗比较小，有效降低 了生产成本。
[0028]步骤(1)反应结束后，过滤，滤液洗涤后浓缩回收反应溶剂A，得到产物B，直接向产 物B投加缚酸剂及反应溶剂C进行酰化反应，反应过程中采用TLC或HPLC中控反应进程，当产 物B色谱纯度小于1% (面积归一法纯度)后，停止反应，浓缩反应溶剂C，得到目的产物。
[0029] 所述的缚酸剂为无机碱。本发明采用无机碱作为缚酸剂，为固液两相反应，酯化反 应比较温和，合成的产物的纯度高，相比于传统的有机碱缚酸剂如三乙胺、吡啶类化合物， 没有刺激性气味，并且基本无毒，更加安全环保;同时也避免了采用有机碱缚酸剂的反应进 程过快、激烈放热造成的副产物过多等问题。
[0030] 作为优选，所述的酰化反应的温度为-20-20°C。
[0031] 酰化反应的温度大于20°C时，反应速率过快，产物的收率和纯度都会有所下降;反 应温度小于_20°C，反应速率太慢，且生产成本比较高。
[0032] 进一步优选，所述酰化反应的温度为-10-0°C。
[0033] 作为优选