一种草铵膦及其类似物的制备方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种草铵膦及其类似物的制备方法，属于有机化学合成领域。
【背景技术】
[0002] 草铵膦由赫斯特（Hoechst)公司80年代开发成功（后归属于拜耳公司），通用名 为glufosinate，商品名BASTA _% Liberty B ,为外消旋化合物，其属广谱触杀型除草剂。
[0003] 关于草铵膦的合成报道很多，主要有阿布佐夫合成法，高压催化合成法，盖 布瑞尔合成法，布赫勒-贝格斯（Bucherer-Bergs)合成法，低温定向合成法，斯垂克 (Strecker)-泽林斯基合成法，但都存在一定缺陷和问题。其中阿布佐夫合成法需要引 入昂贵的三氟乙酸进行氨基的保护与脱保护，制造成本较高。高压催化合成法要在15~ 20MPa的高压下反应，对设备要求高，不适合工业化生产，另外原料一氧化碳为剧毒气体，不 易控制。盖布瑞尔合成法需要用到1，2-二溴乙烷、液溴等物质，成本较高，且总收率较低 (10%~15% )。布赫勒-贝格斯（Bucherer-Bergs)合成法其乙内酰脲结构需在碱性溶液 中开环，需要回流30h，工艺较为繁琐，且总收率也较低。低温定向合成法的阴离子化过程 需_80°C的低温，不易于工业生产，且该步骤中所用到的强锂试剂（n-BuLi)也比较贵重。
[0004] US4264532报道了以甲基亚磷酸二乙酯为原料，与丙烯醛反应后得到缩醛产物，再 经氰化物、氯化铵等反应得到α -氨基腈类化合物，然后水解得到草铵膦。
[0005]
[0006] 该合成路线条件温和，收率稳定，是目前较为成熟的草铵膦路线之一，该方法称斯 垂克（Strecker)-泽林斯基合成法，但要用到剧毒的氰化物，对环境上的要求较高，而且反 应中会产生大量的氯化铵，难以与产品草铵膦分离，纯化工艺繁琐。因此，提供一种合成路 线短，收率高，副反应少，产品纯度高，适于工业化生产的草铵膦的制备方法具有重要意义。
【发明内容】
[0007] 本发明旨在提高一种新的草铵膦合成路线方法，以缩短合成路线，提高收率，适于 工业化生产。
[0008] 本发明的上述目的是通过以下方案实现的：
[0009] 是以甲基二氯化膦、2-羟基丁烯-3-腈为起始原料通过酯化得到甲基亚膦酸酯 (I )和2-乙酰氧基-3-丁烯腈（II )，然后经过迈克尔自由基加成得到中间体（3-乙酰 氧-3-氰-丙基）-甲基膦酸酯（III)，再经氨化、水解得到草铵膦及其类似物（IV )，
[0010] 具体步骤如下：（1)以甲基二氯化膦为起始原料合成甲基亚膦酸酯，路线如下：
[0011]
[0012] R-OH为C4以上的正或异醇，甲基二氯化膦与R-OH的摩尔比控制在0. 1/1~1/1， 反应的温度控制在190°C~230°C ;
[0013] (2)以2-羟基丁烯-3-腈为起始原料合成2-乙酰氧基-3- 丁烯腈，路线如下：
[0014]
[0015] 反应在碱性条件下进行，PH值为9~12,反应温度控制在80°C~130°C，2-羟基 丁烯-3-腈与乙酸酐的摩尔比控制在0. 1/1~1/1 ;
[0016] (3)以中间体（I )和中间体（II )合成中间体（III) (3-乙酰氧-3-氰-丙 基）_甲基膦酸酯，路线如下：
[0017]
[0018] 反应属于迈克尔自由基加成聚合，以过氧化物作为引发剂引发中间体（II )中双 键生产自由基，同时中间体（I )以1，2加成方式进行反应，反应温度为60°C~80°C，自 由基引发剂为过氧化物类，优选过氧化苯甲酰，过氧异辛酸叔丁酯，中间体（I )和中间体 (II )摩尔比控制在〇· 1/1~1/1 ;
[0019] (4)以中间体（III)经氨化、水解合成草铵膦及其类似物，路线如下：
[0020]
[0021] 中间体（III)通入氨气先进行氨化生产氨基，腈基再在碱性条件下水解成酸，从而 得到草铵膦及其类似物，水解反应温度为90°C~120°C。
[0022] 本发明的有益效果
[0023] 本发明的合成方法具有合成路线短，收率高，副反应少，产品纯度高的特点，适于 工业化生产。
【具体实施方式】
[0024] 以下结合实施案例，对本发明进行详细说明，以便更好的理解本
【发明内容】
，具体如 下：
[0025] 实施案例1 :
[0026] 500ml四口烧瓶中，加入5. 8gK0H，甲基二氯化膦95g，正丁酯180ml，反应温度 210°C，反应中持续分出生成小分子，反应完成加入200mlN-N-二甲基甲酰胺在分液漏斗中 分液，得中间体（I )108g，纯度99.2%，
[0027] 向中间体（I )中加入220ml甲酸，加入6. 7g催化剂Κ0Η，投入2-羟基丁烯-3-腈 66. 2g，恒压滴液漏斗缓慢滴加入135ml乙酸酐，滴加时间控制在30min~40min，反应完成 后减压蒸出小分子得中间体（11)88.6 8，纯度98.5%。
[0028] 向中间体（II )中，投入甲基亚膦酸正丁酯66g，投入2-乙酰氧基-3-丁烯腈 88. 6g，加入0. 20g过氧化苯甲酰，70°C下反应2hr，反应完成后蒸出小分子，得产物（3-乙酰 氧_3_氰-丙基）-甲基膦酸正丁醋92. 6g。纯度99. 5%。
[0029] IL四口烧瓶中，投入（3-乙酰氧-3-氰-丙基）-甲基膦酸正丁酯92. 6g，通入氨 气30min，在缓慢滴加10 % NaOH水溶液400ml，保温2hr后，加入正丁醇分液后蒸出，得草铵 膦及其类似物l〇2g。
[0030] 实施案例2 :
[0031] 500ml四口烧瓶中，加入4. 2gK0H，甲基二氯化膦65g，正丁酯120ml，反应温度 230°C，反应中持续分出生成小分子，反应完成加入150mlN-N-二甲基甲酰胺在分液漏斗中 分液，得中间体（I )78g，纯度99.5%，
[0032] 向中间体（I )中，加入180ml甲酸，加入4. 2g催化剂Κ0Η，投入2-羟基丁烯-3-腈 56. 8g，恒压滴液漏斗缓慢滴加入95ml乙酸酐，滴加时间控制在30min~40min，反应完成后 减压蒸出小分子得中间体（II )66.6g，纯度99.0%。
[0033] 向中间体（II )中，投入甲基亚膦酸正丁酯66. 6g，投入2-乙酰氧基-3-丁烯腈 78g，加入0. 20g过氧化苯甲酰，70°C下反应2hr，反应完成后蒸出小分子，得产物（3-乙酰 氧_3_氰-丙基）-甲基膦酸正丁醋82. 5g。纯度99. 5%。
[0034] IL四口烧瓶中，投入（3-乙酰氧-3-氰-丙基）_甲基膦酸正丁酯82. 5g，通入氨 气30min，在缓慢滴加10 % NaOH水溶液300ml，保温2hr后，加入正丁醇分液后蒸出，得草铵 膦及其类似物91. 2g。
【主权项】
1. 一种草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于，是以甲基二氯化膦、2-羟基丁 烯-3-腈为起始原料通过酯化得到甲基亚膦酸酯（I )和2-乙酰氧基-3- 丁烯腈（II )， 然后经过迈克尔自由基加成得到中间体（3-乙酰氧-3-氰-丙基）-甲基膦酸酯（III )，再 经氨化、水解得到草铵膦及其类似物（IV )，具体步骤如下： 1) 以甲基二氯化膦为起始原料合成甲基亚膦酸单酯，路线如下：2) 以2-羟基丁稀_3_腈为起始原料合成2-乙酰氧基_3_ 丁稀腈，路线如下：3) 以中间体（I )和中间体（II)合成中间体（III) (3-乙酰氧-3-氰-丙基）-甲基 膦酸酯，路线如下：4) 以中间体（III)经氨化、水解合成草铵膦及其类似物，路线如下：}2. 根据权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤1)所述的 R-OH为C4以上的正醇或异醇。3. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤1)所述的酯 化反应中甲基二氯化膦与R-OH的摩尔比控制在0. 1 :1~1 :1，酯化反应的温度为190°C~ 230。。。4. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤2)所述的合成 反应在PH值为9~12的碱性条件下进行。5. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤2)所述的合成 反应温度为80°C~130°C。6. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤2)所述的反应 中2-羟基丁烯-3-腈与乙酸酐的摩尔比控制在0. 1 :1~1 :1。7. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤3)所述的反应 自由基引发剂为过氧化苯甲酰或过氧异辛酸叔丁酯。8. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤3)所述反应温 度为60°C~80°C。9. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤3)所述中间体 (I )和中间体（II )反应的摩尔比控制在〇· 1 :1~1 :1。10. 权利要求1所述的草铵膦及其类似物的合成方法，其特征在于：步骤4)所述的水 解反应温度为90 °C~120 °C。
【专利摘要】本发明公开了一种以甲基二氯化膦、2-羟基丁烯-3-腈为起始原料进行草铵膦及其类似物合成的方法。该方法通过酯化，主要得到甲基亚膦酸酯(Ⅰ)和2-乙酰氧基-3-丁烯腈(Ⅱ)，再通过迈克尔自由基加成得到中间体(3-乙酰氧-3-氰-丙基)-甲基膦酸酯(Ⅲ)，再经氨化、水解得到草铵膦及其类似物(Ⅳ)。本发明提供的方法合成路线短，收率高，副反应少，产品纯度高，适于工业化生产。
【IPC分类】C07F9/30
【公开号】CN104892670
【申请号】CN201510242795
【发明人】杨红兵, 先斌, 陈锐, 张志宏
【申请人】安徽国星生物化学有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年5月13日