丙草胺的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于化学领域，特别涉及是一种丙草胺的合成方法。
【背景技术】
[0002] 丙草胺(英文名：Pretilachlor)是一种高效、低毒、选择性芽期除草剂，属于输导 型除草剂，目前全球销售超过2亿美金，其中80%的市场供应来自中国企业。其结构为式一 所示：
[0003]
[0004] 当前国内常用的丙草胺生产工艺是：先将乙二醇单丙醚（1)中的羟基转变成易离 去基(Leaving Group = LG)生成中间体(2)。然后，中间体(2)与2,6-二乙基苯胺反应得到单 烷基化中间体(3)。最后，中间体(3)与氯乙酰氯发生酰化反应得到丙草胺(4)。
[0005]
[0007] LG(Leaving Group) =C1，MeS〇3，4_CH3C6H4S〇3，etc·
[0008] 该工艺存在如下缺点：
[0009] 在第一步将乙二醇单丙醚（1)中的羟基转变成易离去基时，需用磺酰氯反应试剂 (Reagent)，这类酸性试剂对设备腐蚀性大，有些磺酰氯反应试剂价格贵，有些离去副产物 难回收，造成浪费和污染。
[0010] 进行上述第二步烷基化反应时，难免有双烷基化副产物，增加了对环境的污染和 对原料的消耗，并且，需要精馏分离出单烷基化中间体(3)。
[0011]另有文献报道，将过量的乙二醇单丙醚和2,6_二乙基苯胺在自制的铂催化剂催化 下，加热至200°C，在氢气的存在下，反应完毕后，减压回收乙二醇单丙醚，合成关键中间体 单烷基化中间体（3)。最后，中间体（3)与氯乙酰氯发生酰化反应得到丙草胺（4)。 (US4168965)
[0012]
[0013] 该方法避免了磺酰氯反应试剂的使用，但是需要用到昂贵的铂催化剂，且存在催 化剂不能重复套用及回收难等问题，尤其是需要在200°C的高温下通氢气反应，存在安全隐 患。
【发明内容】
[0014] 本发明要解决的技术问题是提供一种丙草胺的合成方法，该方法成功克服了目前 丙草胺生产技术存在的缺陷，采用价廉、易得的原料，以简便、温和的条件，高收率的合成高 品质（即，纯度295%)的丙草胺。
[0015] 为了解决上述技术问题，本发明提供一种丙草胺的合成方法，依次进行如下合成 步骤：
[0016] 1)、将正丙醇钠溶于有机溶剂I中，于0~150°C加入(滴加)作为原料的2-氯乙醛缩 二甲醇，于0~150°c至反应完全(反应时间为1~24小时），所述正丙醇钠与作为原料的2-氯 乙醛缩二甲醇的摩尔比为2:1~1:10;
[0017] 先将所得的反应产物常压蒸馏脱除有机溶剂I，然后减压蒸馏，得丙氧基乙醛缩二 甲醇；
[0018] 2 )、将丙氧基乙醛缩二甲醇和四氢呋喃混合，于-10 °C~50 °C下加入酸的水溶液直 至pH为0~3,保温至反应完全(反应时间为1~24小时），
[0019] 所得的反应产物经二氯甲烷萃取，脱二氯甲烷，得3-丙氧基丙醛；
[0020] 一般而言，所述丙氧基乙醛缩二甲醇与四氢呋喃的用量比为lg/Ι~5ml;
[0021] 3)、于高压釜中，将3-丙氧基丙醛、2，6_二乙基苯胺与有机溶剂Π混合，加入催化 剂，通入氢气至压力为1~1 OMPa，于20~150 °C保温至反应完全(反应时间为1~24小时）；所 述催化剂为钯碳;3-丙氧基丙醛与2,6_二乙基苯胺的摩尔比为1~2:1(优选1.1~1.45:1)， 所述钯碳中的钯是2，6-二乙基苯胺的摩尔量的0.1 %~10% (优选0.5%~1 % );
[0022] 将所得的反应产物降温卸压(至常温常压），过滤，所得滤液脱除有机溶剂Π，得胺 醚；
[0023] 4)、将胺醚、氢氧化钠溶液和甲苯混合，于-10~20°C (优选0~5°C )的温度下加入 (以滴加的方式)氯乙酰氯，然后于20~100 °C (优选30~80°C，更优选40~50°C)保温至反应 完全(反应时间为1~24小时），所述胺醚与氯乙酰氯的摩尔比为1:1~2(优选1:1.1~1.5)， 氢氧化钠溶液为氯乙酰氯的1~2质量倍；
[0024] 一般而言，甲苯与氯乙酰氯的用量比为3~10ml/g;
[0025] 所得的反应产物分液，分液所得的有机层水洗后减压蒸馏，收集100~105°C/ ImmHg馏分，得丙草胺。
[0026] 作为本发明的丙草胺的合成方法的改进：
[0027]当所述步骤1)中的有机溶剂I为甲苯、环己烷、正丙醇（优选正丙醇）时，所述正丙 醇钠与作为原料的2-氯乙醛缩二甲醇的摩尔比为1:1~2; -般而言，有机溶剂I与正丙醇钠 的用量比为3~10ml/g;
[0028] 当所述步骤1)中的有机溶剂I为2-氯乙醛缩二甲醇时，所述正丙醇钠与全部（即， 包括作为原料和作为有机溶剂I)的2-氯乙醛缩二甲醇的摩尔比为1:3~10(优选1:4~6)。
[0029] 作为本发明的丙草胺的合成方法的进一步改进:所述步骤2)中，酸的水溶液中酸 的浓度为1~10m〇l/L;所述酸为盐酸、硫酸、膦酸、乙酸、对甲苯磺酸、甲磺酸或三氟乙酸。
[0030] 作为本发明的丙草胺的合成方法的进一步改进:所述步骤3)中的有机溶剂Π为甲 醇、乙醇、甲苯、苯、DMF(优选甲苯）。
[0031] 作为本发明的丙草胺的合成方法的进一步改进:所述步骤3)中的钯碳为5%钯碳 或10%钯碳(即，钯碳中有效成分钯的质量含量为5%或10%)。
[0032] 作为本发明的丙草胺的合成方法的进一步改进:所述步骤4)氢氧化钠溶液中氢氧 化钠的质量浓度为10~30%。
[0033] 本发明提供的丙草胺的合成路线如下：
[0034]
〇.
[0035] 在本发明中，
[0036] 1、步骤1)的"反应完全"是指经GC法检测2-氯乙醛缩二甲醇小于1% ;
[0037] 2、步骤2)的"反应完全"是指经GC法检测丙氧基乙醛缩二甲醇小于1%;
[0038] 3、步骤3)的"反应完全"是指经GC法检测2,6_二乙基苯胺小于1% ;
[0039] 4、步骤4)的"反应完全"是指经GC法检测胺醚小于1%。
[0040]优选的具体操作步骤如下：
[00411 步骤1):在温度为0~150°C的条件下，向正丙醇钠中滴加 2-氯乙醛缩二甲醇，滴加 完毕后，于0~150°c反应6小时，常压蒸出溶剂(例如正丙醇）；然后，水栗减压蒸馏得到丙氧 基乙醛缩二甲醇。
[0042]本发明所述步骤1)中，加入溶剂时，考虑到所用原料为正丙醇钠，因此，溶剂选择 不与其发生反应的物质，该物质包括：甲苯、环己烷、正丙醇等，其中以正丙醇最佳;也可选 择以另一原料2-氯乙醛缩二甲醇为溶剂。
[0043]本发明所述步骤1)中，如果选择非原料溶剂，正丙醇钠适当过量有利于反应进行 完全，投料比，正丙醇钠/2-氯乙醛缩二甲醇可选择区间为1:1~2:1，其中以投料比1.1:1~ 1.2:1为最佳。如果选择原料2-氯乙醛缩二甲醇为溶剂，则2-氯乙醛缩二甲醇投料量以能够 确保反应搅拌顺利为准，正丙醇钠/2-氯乙醛缩二甲醇可选择区间为1:3~1:10,其中以投 料比1:4~1:6为最佳。
[0044]本发明所述步骤1)中，反应优选在0~150°C的温度范围内进行，尤其是20~80°C， 特别是50~60 °C。
[0045]本发明所述步骤1)中，滴加作为原料的2-氯乙醛缩二甲醇时，滴加时间控制为5~ 60分钟。
[0046]步骤2):将丙氧基乙醛缩二甲醇溶于一定量四氢呋喃中，在一定的温度下，加入酸 的水溶液，然后保温至反应完全，二氯甲烷萃取，脱溶剂得3-丙氧基丙醛。
[0047] 本发明所述步骤2)中，四氢呋喃量可选择为丙氧基乙醛缩二甲醇的1~5倍，其中 以2~3倍为最佳。
[0048] 本发明所述步骤2)中，酸可选择无机酸，诸如:盐酸、硫酸、膦酸等，其中优选盐酸 和硫酸;酸也可选择有机酸，诸如：乙酸，对甲苯磺酸，甲磺酸，三氟乙酸等，其中优选对甲苯 磺酸。
[0049]本发明所述步骤2)中，反应优选在-10~50°C的温度范围内进行，尤其是0~30°C， 特别是0~l〇°C。
[0050]所述步骤2)中，所得的反应产物经二氯甲烷萃取，萃取所得的有机层(位于下层）， 用清水洗涤后无水硫酸钠干燥，过滤，滤液浓缩，得3-丙氧基丙醛。
[0051 ]步骤3):于高压釜中，将3-丙氧基丙醛、2，6-二乙基苯胺和溶剂混合，加入催化剂， 通入氢气至一定压力，在一定的温度下保温至反应完全，降温卸压，过滤，脱溶剂得胺醚。 [0052]在步骤3)中加适量的酸来加速催化反应，所述酸例如为乙酸，所述乙酸是3-丙氧 基丙醛摩尔量的10%~15%。
[0053]本发明所述步骤3)中，溶剂可选择甲醇、乙醇、甲苯、苯、DMF等，其中优选甲苯。
[0054] 本发明所述步骤3)中，3-丙氧基丙醛适当过量有利于反应进行完全，投料比，3-丙 氧基丙醛/2,6_二乙基苯胺可选择区间为1:1~2:1，其中以投料比1.1:1~1.45:1为最佳。
[0055] 本发明所述步骤3)中，催化剂选择5%钯碳和10%钯碳最佳。
[0056]本发明所述步骤3)中，催化剂用量可选择区间为原料2,6_二乙基苯胺摩尔量的 0.1%~10%，优选0.5%~1%。
[0057]本发明所述步骤3)中，反应优选在20~150°C的温度范围内进行，尤其是50~100 °C，特别是60~70°C。
[0058] 本发明所述步骤3)中，氢气压力优选在IMPa~lOMPa，尤其是2MPa~5MPa，特别是 2MPa~3MPa〇
[0059] 步骤4):将胺醚、氢氧化钠溶液和甲苯混合，在一定温度下，滴加氯乙酰氯，滴加完 毕后，在一定的温度下保温至反应完全，分液，水洗，减压蒸馏，收集100~105°C/lmmHg馏 分，得产品。
[0060] 本发明所述步骤4)中，氯乙酰氯适当过量有利于反应进行完全，投料比，胺醚/氯 乙酰氯可选择区间为1:1~1:2,其中以投料比1:1.1~1:1.5为最佳。
[0061] 本发明所述步骤4)中，滴加温度优选在-10~20°C的温度范围内进行，尤其是0~5 Γ。
[0062] 本发明所述步骤4)中，保温温度优选在20~100°C的温度范围内进行，尤其是30~ 80°(：，特别是40~50°(：。
[0063]本发明所述步骤4)中，滴加氯乙酰氯时，滴加时间控制为10~30分钟。
[0064]本发明的丙草胺的合成方法，成功克服了目前丙草胺生产技术存在的缺陷，采