一种制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法与流程

本发明属于有机合成领域，涉及一种砜吡草唑重要中间体的合成方法，具体涉及一种反应转化率高、副产物少、无污染物的5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的绿色合成方法。

背景技术：

1、wo2002/062770公开了有用除草剂，砜吡草唑是一种具有优良除草活性的除草剂。砜吡草唑是植物体内极长侧链脂肪酸的生物合成抑制剂，可以有效防除小麦、玉米和大豆田中的禾本科和阔叶杂草。单位面积用药量低、除草效果好和除草持效时间长是它最大的特点，今后有取代异丙草胺和乙草胺等常规除草剂的可能，在我国大豆和玉米等农作物中具有良好的应用前景。

2、jp2013512202a揭示了5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑是除草剂的重要中间体；即5,5-二甲基-二氢异噁唑则是制备砜吡草唑的重要中间体，其结构为：。现有关于砜吡草唑的合成报道(1006-0413(2013)09-0642-03)中，主要是以3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑为中间体，通过异噁唑环结构的不同变换合成方法，5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑作为主体结构其合成路线的研究尤为重要。在jp2013512202a中以甲基丁炔醇为起始原料，经高温转化得到异戊烯醛后与丙酮肟环合得到5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，而后经氯化得到3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑。该方法合成路线长度适中，但是环合生成副产物酮，纯度低、提纯难度大、环保处理压力大，无法实现工业化生产。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法。

2、为了实现上述技术问题，本发明提供了一种制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，包括以下步骤：

3、(a)使溶剂中的化合物i与羟胺盐在碱性催化剂作用下进行反应，得到含有化合物iii的有机溶剂混合物；所述化合物i为3-甲基-2-丁烯醛，所述化合物iii为3-甲基-2-丁烯醛肟；

4、(b)使所述化合物iii在酸催化剂的条件下发生环合反应，得到5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑。

5、优化地，步骤(a)中，所述碱性催化剂为选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨中的一种或多种组成的混合物。即碱性催化剂可以单独使用，或以任何比例使用两种或两种以上的任何组合。只要反应继续进行，碱基就可以是任何形式的。

6、优化地，步骤(a)中，所述碱性催化剂与所述羟胺盐的质量比约为1～1.2：1.1。碱性催化剂优选为氨气；碱性催化剂可以稍微过量，其和盐酸羟胺/硫酸羟胺等羟胺盐的质量比为1：1.1，以调节ph至6.7～7。

7、进一步地，步骤(a)中，所述溶剂为选自水、乙腈、甲苯、二甲苯和二氯甲烷中的一种或多种组成的混合物；乙腈是首选的。

8、更进一步地，步骤(a)中，所述化合物i与所述羟胺盐的摩尔比为1：1～1.5；所述反应的温度为10℃～70℃，优选地，所述环合反应的反应温度为10℃～30℃；温度太高会促进副反应。所述反应的时间为1h～24h。

9、优化地，步骤(b)中，所述酸催化剂可以是任何现有的酸催化剂，优选的具体例子为选自杂多酸、磷钨酸、钼磷酸和马来酸中的一种或多种组成的混合物。

10、进一步地，步骤(b)中，所述酸催化剂的摩尔量为所述化合物i摩尔量的10～100％。

11、更进一步地，步骤(b)，所述环合反应的反应温度为20℃～80℃；优选为20℃～30℃。

12、更进一步地，步骤(b)，所述环合反应的反应时间为1h～48h，优选为36h～48h。

13、上述步骤(a)和步骤(b)中,化合物i、羟胺盐、碱性催化剂以及溶剂可以按照任意的加料顺序进行混合，为使得反应原料更快速、高效的转化，优选将溶剂和羟胺盐混合然后，加入碱性催化剂，再加入化合物i；各反应物可以一次性加入，为了更好的混合均匀，也可以分批加入或者连续的加入。

14、步骤(b)的环合反应结束后，将有机相进行减压蒸馏净化后得到目标产物，液相含量在90％以上、收率可达80％以上，如需提高纯度可用饱和的碳酸氢钠水溶液洗涤、分液、萃取(无水甲醇)、合并有机相后再浓缩液相含量可达95％以上，蒸馏的溶剂可回收套用。

15、本发明制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法具有以下优点：

16、(1)原材料价格较低，易储存，环合转化率较高，易实现工业化生产；可以在不使用任何酮肟的情况下成功地生产出了目标化合物，可以抑制副产品和废物的生产，并可以提高原子效率；使用廉价的催化剂，通过简单的操作有效地生产目标化合物；

17、(2)反应的条件温和，不需要过高的温度和压力，反应操作简便，对设备要求较低，安全系数大大增加；

18、(3)后处理简单，反应完后通过过滤有机相即可回收酸催化剂套用；成肟和环合时的有机溶剂可采用同一溶剂，有机相通过减压蒸馏回收环溶剂套用，污染物少，大大减少了后处理成本，非常适合工业化大生产；

19、因此，本发明的方法在工业上、经济上和环境上都是可取的，并具有较高的工业实用价值。

技术特征：

1.一种制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(a)中，所述碱性催化剂为选自氢氧化钠、氢氧化钾和氨中的一种或多种组成的混合物。

3.根据权利要求1或2所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(a)中，所述溶剂为选自水、乙腈、甲苯、二甲苯和二氯甲烷中的一种或多种组成的混合物；

4.根据权利要求3所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(a)中，所述化合物i与所述羟胺盐的摩尔比为1：1～1.5；

5.根据权利要求1所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(a)中，所述碱性催化剂与所述羟胺盐的质量比约为1～1.2：1.1。

6.根据权利要求1所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(b)中，所述酸催化剂为选自杂多酸、磷钨酸、钼磷酸和马来酸中的一种或多种组成的混合物。

7.根据权利要求1或6所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(b)中，所述酸催化剂的摩尔量为所述化合物i摩尔量的10～100％。

8.根据权利要求7所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(b)，所述环合反应的反应温度为20℃～80℃；

9.根据权利要求7所述制备5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的方法，其特征在于：步骤(b)，所述环合反应的反应时间为1h～48h

技术总结
本发明提供了一种制备5,5‑二甲基‑4,5‑二氢异噁唑的方法，包括以下步骤：(a)使溶剂中的化合物I与羟胺盐在碱性催化剂作用下进行反应，得到含有化合物III的有机溶剂混合物；所述化合物I为3‑甲基‑2‑丁烯醛，所述化合物III为3‑甲基‑2‑丁烯醛肟；(b)使所述化合物III在酸催化剂的条件下发生环合反应，得到5,5‑二甲基‑4,5‑二氢异噁唑。原材料价格较低，易储存，环合转化率较高，易实现工业化生产；可以在不使用任何酮肟的情况下成功地生产出了目标化合物，可以抑制副产品和废物的生产，并可以提高原子效率；使用廉价的催化剂，通过简单的操作有效地生产目标化合物。

技术研发人员：樊星海,钱炜雯,黎媛,戴嘉颖
受保护的技术使用者：湖南吴赣药业有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12