專利名稱：氰氟草酯原藥的合成方法
技術領域：
本發明涉及一種氰氟草酯原藥的合成方法
背景技術：
氰氟草酯，通用名稱cyhalofop-butyl,其它名稱千金、氰氟禾草靈,化學名稱為 (R)-2-[4-(4-氰基-2-氟苯氧基)苯氧基]丙酸丁酯。主要用于防除禾本科雜草，對水稻等具有優良的選擇性，是芳氧苯氧丙酸類除草劑中惟一對水稻具有高度安全性的品種。氰氟草酯不僅對各種稗草(包括大齡稗草)高效，還可防除千金子、馬唐、雙雀稗、狗尾草、牛筋草、看麥娘等。據國內外文獻報導，目前氰氟草酯的合成路線主要有二種(I)由3，4_ 二氟苯腈和對苯二酚反應生成中間體4-氧_(2’_氟-4’-氰基苯氧基)苯二酚㈧；(S)_乳酸丁酯和對甲苯磺酰氯反應生成中間體(S)-2-(4-甲基苯磺酰氧基)丙酸丁酯(B);中間體(A)跟 ⑶進行取代反應，構型翻轉得(R)-構型的氰氟草酯。(2)對苯二酚先和(S)-2-(4-甲基苯磺酰氧基)丙酸丁酯⑶進行取代反應得到構型翻轉的中間體，再跟3，4_ 二氟苯腈醚化得(R)-構型的氰氟草酯。這二種方法都要會因采用原料對甲苯磺酰氯(該反應先生成過渡態中間體，最終以對甲苯磺酸鈉的形式游離出來)而導致原料成本高、三廢多且難以治理等缺陷。同時方法(2)由于過早的引入手性碳原子，再加上反應過程中的位阻效應小，制得的氰氟草酯光學含量低，ee值只為50. I %。因此，如何提高氰氟草酯原藥光學含量、增加ee值，降低生產成本、尋求一種簡捷的氰氟草酯原藥生產方法是本領域技術人員一直研究的問題。
發明內容
本發明的目的在于提供一種工藝簡捷、生產成本低、化學含量高、光學純度高的氰氟草酯原藥的合成方法。本發明的技術解決方案是—種氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是以(R)_4-羥基苯氧基丙酸、 3，4_ 二氟苯腈為原料在有機溶劑中、堿性、催化條件下進行縮合反應生成中間體 (R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，中間體(R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸與光氣進行光化反應生成中間體(R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯， 中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酰氯與正丁醇進行第三步酯化反應生成氰氟草酯原藥。化學反應式如下
3CN^-NC
溶劑縮合反應所述的有機溶劑是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、乙腈、丙酮或乙二醇二甲醚，有機溶劑用量為(R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的2 10倍。縮合反應所述的堿為氫化鈉、甲醇鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、吡啶或三乙胺，用量為(R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的2 5倍，縮合反應溫度為20 200°C ； 縮合反應完成后，過濾去掉濾渣，濾液經減壓蒸餾去除溶劑后用鹽酸酸化。縮合反應所述的催化劑為相轉移催化劑氯化芐基三乙胺、四丁基溴化銨、四丁基硫酸氫銨、溴化十六烷基三丁基磷、甲基三辛基氯化銨、聚乙二醇或18冠6，用量為 (R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的1% 5%。光化反應的溶劑是甲苯、二甲苯、氯苯、二氯乙烷、四氯化碳中的任意一種，，溶劑的用量為中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸質量的3 10倍。光化反應中光氣用量為中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸摩爾質量的I 5倍，反應溫度為40°C 150°C，反應時間2 10小時。光化反應所用的催化劑為有機堿類，如4_ 二甲胺基吡啶；N，N-二甲基苯胺、三乙胺、卩比唆、N，N- 二甲基甲酰胺、N，N- 二甲基乙酰胺、季胺鹽或季胺堿。光化反應完畢后通入干燥的氮氣，除去殘余的光氣和氯化氫氣體。酯化反應正丁醇用量為中間體(R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯摩爾質量的I 5倍，反應溫度為0°C 100°C，反應時間2 7小時。酯化反應完成后減壓蒸出有機溶劑，殘留物用乙醇、甲醇、乙酸乙酯或丙酮重結本發明與現有技術比較，有如下特點I、采用(R)-4_羥基苯氧基丙酸⑴和3，4_ 二氟苯腈(II)進行醚化反應，避免了 3，4-二氟苯腈和對苯二酚醚化工藝中雙醚化副產物I，4-二(4-氰基-3氟苯基)二苯醚的產生。反應選擇性高、收率高，總收率92%以上(以3，4-二氟苯腈計)。2、光氣法合成中間體(R)-2-[4_ (2_氟_4_臆基)_苯氧基]-丙酸氯(IV),通過加入DMF和季胺鹽復合催化劑，降低反應溫度，光學異構體不易發生消旋反應、同時產品中不含硫、磷等雜質，氰氟草酯化學含量98. 0%，光學含量99%以上。下面結合實施例對本發明作進一步說明。
具體實施例方式實施例I(I)向IOOOml四口燒瓶中投入乙二醇二甲醚500ml，(R) _4_羥基苯氧基丙酸(I)91g(0. 5mol) [R/S = 99/1]，無水碳酸鉀 173. 5g(2. 5mol)，聚乙二醇 _4002g，3，4-二氟苯腈(11)69. 5g(0. 5mol)。升溫至85 90°C，保溫反應6小時，反應結束。降溫至室溫，過濾，濾餅用IOOml乙二醇二甲醚洗滌，合并濾液和洗滌液，減壓脫去溶劑乙二醇二甲醚，加入水300ml，用10%鹽酸調節PH值至I 2，加入500ml甲苯萃取分離，經回流脫水得中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸(III)甲苯液。(2)將上述制備的(R)-2-[4_(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸(III)甲苯液降溫至50°C,加入催化劑二甲基甲酰胺lg、季胺鹽Ig,以1200ml/min 1400ml/min的速度， 于40 50°C通入光氣,通光2小時后,通入氮氣趕去殘留的光氣及氯化氫氣體,得中間體 (R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯(IV)甲苯液。(3)向上述制備的(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酰氯(IV)甲苯液中滴加正丁醇44. 4g(0. 6mol)，滴完后在40 50°C保溫反應2小時，減壓脫去甲苯及過量的正丁醇，加入乙醇(或母液)300ml重結晶得氰氟草酯原藥165g，化學含量98. 6% [R/S = 99/1]，收率92. 4% (以3，4-二氟苯腈計、末折百)。外觀白色固體。實施例2(I)向IOOOml四口燒瓶中投入二甲亞砜500ml，(R) _4_羥基苯氧基丙酸
(I)91g(0. 5mol) [R/S = 99/1]，無水碳酸鉀 173. 5g(2. 5mol)，四丁基溴化銨 2g，3，4_ 二氟苯腈(11)69. 5g(0. 5mol)，升溫至85°C 90°C，保溫反應10小時，反應結束。降溫至室溫，過濾，濾餅用IOOml 二甲亞砜洗滌，合并濾液和洗滌液，減壓脫去溶劑二甲亞砜，加入水300ml，用10%鹽酸調節PH值至I 2，加入500ml甲苯萃取分離，經回流脫水得中間體 (R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸(III)甲苯液。光化、酯化反應同實施例I中的的步驟(2)、(3)。所得氰氟草酯原藥150g，化學含量94. 8% [R/S = 97/3]，收率84% (以3，4-二氟苯腈計、末折百)。外觀棕色固體。實施例3(I)中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸(III)合成同實施例I中的步驟(I)。(2)向上述制備的(R)-2-[4_(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸(III)甲苯液中加入催化劑DMFlg。升溫至80°C 90°C，以1200ml/min 1400ml/min的速度，通入光氣， 通光2小時后，通入氮氣趕去殘留的光氣及氯化氫氣體，得中間體(R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯(IV)甲苯液。(3)酯化反應同實施例I中的的步驟(3)。所得氰氟草酯原藥151g，化學含量 96.8% [1 /3 = 75/25]，收率84.6% (以3，4-二氟苯腈計、末折百)。外觀白色固體。實施例4(I)中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸(III)合成同實施例I中的步驟(I)。(2)將上述制備的(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸(III)甲苯液降溫至50°C，滴加氯化亞砜71. 4g (O. 6mol)，滴完后升溫至(80 90) 1保溫反應2小時，再減壓蒸去過量的氯化亞砜，得中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯(IV)。(3)酯化反應同實例I中的的步驟(3)。所得氰氟草酯原藥145g，化學含量90. 5% [1 /3 = 73/27]，收率81.2(% (以3，4-二氟苯腈計、未折百)。外觀黃色固體。
權利要求
1.一種氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是以(R)-4-羥基苯氧基丙酸、 3，4_ 二氟苯腈為原料在有機溶劑中、堿性、催化條件下進行縮合反應生成中間體 (R) -2-[4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，中間體(R) -2-[4- (2-氟_4_腈基)-苯氧基]-丙酸與光氣進行光化反應生成中間體(R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯， 中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酰氯與正丁醇進行第三步酯化反應生成氰氟草酯原藥。
2.根據權利要求I所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是縮合反應所述的有機溶劑是二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、二甲基亞砜、乙腈、丙酮或乙二醇二甲醚，有機溶劑用量為(R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的2 10倍。
3.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是縮合反應所述的堿為氫化鈉、甲醇鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀、吡啶或三乙胺，用量為 (R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的2 5倍，縮合反應溫度為20 200°C;縮合反應完成后，過濾去掉濾渣，濾液經減壓蒸餾去除溶劑后用鹽酸酸化。
4.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是縮合反應所述的催化劑為相轉移催化劑氯化芐基三乙胺、四丁基溴化銨、四丁基硫酸氫銨、溴化十六烷基三丁基磷、甲基三辛基氯化銨、聚乙二醇或18冠6，用量為(R)-4-羥基苯氧基丙酸質量的 1% 5%。
5.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是光化反應的溶劑是甲苯、二甲苯、氯苯、二氯乙烷、四氯化碳中的任意一種，，溶劑的用量為中間體 (R) -2- [4- (2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸質量的3 10倍。
6.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是光化反應中光氣用量為中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)_苯氧基]-丙酸摩爾質量的I 5倍，反應溫度為40°C 150°C，反應時間2 10小時。
7.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是光化反應所用的催化劑為有機堿類，如4_ 二甲胺基吡啶；N，N-二甲基苯胺、三乙胺、吡啶、N, N-二甲基甲酰胺、N，N-二甲基乙酰胺、季胺鹽或季胺堿。
8.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征在于光化反應完畢后通入干燥的氮氣，除去殘余的光氣和氯化氫氣體。
9.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是酯化反應正丁醇用量為中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯摩爾質量的I 5倍，反應溫度為(TC 100°C，反應時間2 7小時。
10.根據權利要求I或2所述的氰氟草酯原藥的合成方法，其特征是酯化反應完成后減壓蒸出有機溶劑，殘留物用乙醇、甲醇、乙酸乙酯或丙酮重結晶。
全文摘要
本發明公開了一種氰氟草酯原藥的合成方法，以(R)-4-羥基苯氧基丙酸、3,4-二氟苯腈為原料在有機溶劑中、堿性、催化條件下進行縮合反應生成中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸與光氣進行光化反應生成中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯，中間體(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯與正丁醇進行第三步酯化反應生成氰氟草酯原藥。本發明具有工藝簡捷、生產成本低、化學含量高、光學純度高等優點。
文檔編號C07C255/54GK102584627SQ20121003359
公開日2012年7月18日 申請日期2012年2月15日 優先權日2012年2月15日
發明者李梅芳, 楊翠云, 賈海峰, 趙亞新 申請人:江蘇快達農化股份有限公司