一种丙炔氟草胺的制备方法

本发明涉及农药合成的，具体涉及一种丙炔氟草胺的制备方法。

背景技术：

1、丙炔氟草胺((flumioxazin)又称sumisoya速收，在化学结构上属于环酰亚胺类除草剂，在作用方式上属于原卟啉原氧化酶抑制剂类除草剂。是“其他ppo抑制剂类除草剂”中的领军品种。它是由日本住友化学工业株式会社于1993年开发的一种除草剂，可以有效防除其它除草剂(如草甘膦)无法防除的杂草，还可用于大豆、棉花、葡萄和许多其他作物上防除禾本科杂草和阔叶杂草。丙炔氟草胺的合成方法目前有以下几种：

2、(1)采用间氟苯酚为原料，经醚化、硝化、还原环合、丙炔化、酰化等5步反应制得。

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4、该合成路线中采用的原料间氟苯酚价格贵；水解后生成醚键再进行硝化，硝化反应条件剧烈，容易造成醚键断裂；采用铁粉进行氢化还原，收率较低，且产生大量难以处理的铁泥。

5、(2)采用2,4-二氟硝基苯为原料，经水解、醚化、还原、环合、硝化、丙炔化、硝基还原和酰化等7步反应得到。

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7、该合成路线中需要两次氢化还原，极大地提高了成本，不利于项目的开展；中间体先接上丙炔基后再进行硝化还原，很难选择性还原硝基，容易生成难以去除的杂质。

8、(3)采用2,4-二氟硝基苯为原料，经水解、醚化、环合、硝化、硝基还原、苯酐酰化和丙炔化等7步反应得到。

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10、该合成路线条件与路线(2)相似，最后一步接丙炔基需要用到氢化钠，收率不高且杂质难以去除。因此，现有的丙炔氟草胺合成方法尚有很大的改进空间。

11、因此，针对上述合成方法中存在的问题，研究新的丙炔氟草胺的制备方法很有必要。

技术实现思路

1、针对上述丙炔氟草胺的制备方法，其存在工艺步骤多，环境污染大，收率低的技术问题，本发明提供了一种丙炔氟草胺的合成方法。

2、本发明提供的丙炔氟草胺合成路线如下：

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4、为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

5、本发明的技术方案之一，本发明提供了一种丙炔氟草胺的制备方法，包括以下步骤：

6、步骤1：2,4-二氟硝基苯在无机碱水溶液中进行水解反应得到5-氟-2-硝基苯酚；

7、步骤2：5-氟-2-硝基苯酚在溶剂中与溴化试剂反应得到4-溴-5-氟-2-硝基苯酚；

8、步骤3：4-溴-5-氟-2-硝基苯酚在无机碱的醇溶液中，去除醇之后，在溶剂存在下，于惰性氛围中，与2-溴乙酸乙酯反应得到4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯；

9、步骤4：4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯在溶剂中，在催化剂、在惰性氛围中，于一定压力下与氢气反应得到7-氟-6-溴-4-苯并噁嗪-3(4h)-酮；

10、步骤5：在无机碱、溶剂存在下，7-氟-6-溴-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮与3-溴丙炔反应得到7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮；

11、步骤6：7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮在溶剂中，在催化剂存在下，与3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺反应得到丙炔氟草胺；

12、其中，步骤2、步骤3、步骤5中所述的无机碱各自独立的选自氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾中的一种；

13、步骤3、步骤4中所述的惰性氛围各自独立的选自氮气氛围、氩气氛围中的一种。

14、根据本技术的一个实施方案，步骤1中，所选无机碱水溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、或碳酸钾水溶液，优选氢氧化钠水溶液。更优选为30％氢氧化钠水溶液。

15、根据本技术的一个实施方案，步骤1中，所选溶剂为二甲基亚砜、四氢呋喃、nmp、或、水、，优选二甲基亚砜。

16、根据本技术的一个实施方案，步骤2中，所选溶剂为乙腈，氯仿或四氯化碳，优选乙腈。

17、根据本技术的一个实施方案，步骤2中，所选溴化试剂为溴素、nbs、三溴化吡啶盐或氢溴酸、，优选三溴化吡啶盐、nbs。

18、根据本技术的一个实施方案，步骤2中，所选反应温度为10℃-150℃，优选60℃-100℃。更优选为75℃-95℃。

19、根据本技术的一个实施方案，步骤2中，所选反应时间为1-24小时，优选5-15小时。更优选为8-12小时。

20、根据本技术的一个实施方案，步骤2中，所选溴化试剂与5-氟-2-硝基苯酚的摩尔比为1.1：1至1.5：1。

21、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选无机碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾或碳酸钠，优选氢氧化钾。

22、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选醇为乙醇、甲醇、、、或、，优选乙醇。

23、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选溶剂为dmf、1,4-二氧六环、乙腈或nmp、，优选dmf。

24、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选惰性氛围为氮气氛围或氩气氛围，优选氮气氛围。

25、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选后处理为萃取、洗涤、干燥、去除溶剂，制得4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯，优选加入乙酸乙酯萃取，并用蒸馏水洗涤萃取溶液，合并有机层，用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂后得到产物4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯。

26、根据本技术的一个实施方案，步骤3中，所选2-溴乙酸乙酯与4-溴-5-氟-2-硝基苯酚的摩尔比为1.1：1至3：1。

27、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选溶剂为n,n-二甲基甲酰胺(dmf)、二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺或n-甲基吡咯烷酮(nmp)，优选n,n-二甲基甲酰胺。

28、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选催化剂为雷尼镍、或钯碳，优选雷尼镍。

29、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选惰性氛围为氮气氛围或氩气氛围，优选氮气氛围。

30、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选一定压力为0.6mpa-1.2mpa，优选0.9mpa-1.1mpa。

31、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选反应温度为70℃-150℃，优选90℃-110℃。

32、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选催化剂与4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯的摩尔比为0.1：1至1：1。

33、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选氢气与4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯的摩尔比为1.1：1至3：1。

34、根据本技术的一个实施方案，步骤4中，所选后处理为取上清液减压蒸馏，再往蒸馏后的残余物中加入甲醇，升温至回流，保温30-40分钟，冷却，过滤干燥得到7-氟-6-溴-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮固体。

35、根据本技术的一个实施方案，步骤5中，所选无机碱为碳酸钾、碳酸钠或氢氧化钠，优选碳酸钾。

36、根据本技术的一个实施方案，步骤5中，所选溶剂为甲苯、丙酮、氯苯、乙酸乙酯，乙腈，1，2-二氯乙烷或二甲苯，优选甲苯。

37、根据本技术的一个实施方案，步骤5中，所选3-溴丙炔与7-氟-6-溴-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮的摩尔比为1.1：1至3：1。

38、根据本技术的一个实施方案，步骤5中，反应于5℃以下滴加3-溴丙炔，滴加完毕升温至50℃-70℃反应，得到7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮；优选反应于5℃以下滴加3-溴丙炔，0.5小时内滴加完毕，升温至50-70℃，保温4-5小时反应结束，得到7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮。

39、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，所选溶剂为乙二醇二甲醚、二氧六环、苯甲醚或乙二醇二乙醚，优选乙二醇二甲醚。

40、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，所选催化剂为醋酸钯、1,1'-双(二苯基膦)二茂铁和二氯化钯或碘化亚铜，优选醋酸钯。

41、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，所选催化剂与7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮的摩尔比为0.01：1至1：1，优选0.01：1至0.03：1。

42、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，所选酰基化试剂为3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺。

43、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，反应温度为100℃-120℃。

44、根据本技术的一个实施方案，步骤6中，反应时间为8小时-12小时。

45、在一些实施方式中，本发明的一种丙炔氟草胺的制备方法，包括以下步骤：

46、步骤1：以2,4-二氟硝基苯为原料，30％氢氧化钠水溶液为水解试剂，二甲基亚砜为溶剂，反应得到5-氟-2-硝基苯酚；

47、步骤2：将5-氟-2-硝基苯酚和溴化试剂加入到溶剂中，升温至75-95℃反应8-12小时。反应结束后过滤，滤液加入饱和硫代硫酸钠溶液洗涤，用石油醚萃取有机相，减压蒸馏得到4-溴-5-氟-2-硝基苯酚；

48、步骤3：将4-溴-5-氟-2-硝基苯酚溶解在氢氧化钾的乙醇溶液(1mol当量的koh)中。常温搅拌1小时后，减压除去溶剂乙醇。将所得反应物溶解在n,n-二甲基甲酰胺(dmf)中，并加入2-溴乙酸乙酯，在氮气下搅拌24小时。反应结束后，加入乙酸乙酯萃取，并用蒸馏水洗涤萃取溶液5次，合并有机层，用无水硫酸钠干燥，减压蒸馏回收溶剂后得到产物4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯；

49、步骤4：往反应釜中投入4-溴-5-氟-2-硝基苯氧乙酸乙酯，再加入n,n-二甲基甲酰胺、雷尼镍，密闭反应釜，用氮气置换空气后，再用氢气置换氮气，最后充氢气至0.9-1.1mpa，开启搅拌，升温至90-110℃，当釜内压力低于0.6mpa时，补氢气至0.9-1.1mpa，反应3-4小时。反应结束后，取上清液减压蒸馏，再往蒸馏后的残余物中加入甲醇，升温至回流，保温30-40分钟，冷却，过滤干燥得到7-氟-6-溴-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮固体；

50、步骤5：往干燥的反应器中加入碳酸钾和甲苯，开启搅拌，控制温度在5℃以下，分批加入7-氟-6-溴-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮至加料结束，5℃以下滴加3-溴丙炔，0.5-1小时内滴加完毕，升温至50-70℃，保温反应4-5小时。反应结束后，抽滤，滤液先常压蒸馏再减压蒸馏，得固体产物7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮；

51、步骤6：往7-氟-6-溴-4-炔丙基-2h-1,4-苯并噁嗪-3-酮的反应瓶中加入溶剂乙二醇二甲醚，催化剂醋酸钯，搅拌溶解，加入3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺，升温至100-120℃反应8-12小时，过滤，减压蒸馏，得到丙炔氟草胺。

52、本发明采用廉价的2,4-二氟硝基苯为原料，经氟水解，溴代，醚化，关环，丙炔化，酰基化等反应步骤，合成了丙炔氟草胺。

53、与现有合成方法相比，本发明具有以下优点：

54、1)不需要用到硝化反应等步骤，采用安全的溴化反应代替，条件温和，安全环保；

55、2)溴化试剂为固体试剂，避免使用溴素和氢溴酸等危险试剂；

56、3)还原关环反应采用h2/雷尼镍，具有更高的选择性和反应效率，也更加环保；

57、4)采用3,4,5,6-四氢邻苯二甲酰亚胺作酰基化试剂，能以97％的高收率得到了丙炔氟草胺。

58、在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

59、在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。