一种精异丙甲草胺原药的制备方法与流程

本发明涉及除草剂类农药技术领域，特别是涉及一种精异丙甲草胺原药的制备方法。

背景技术：

精异丙甲草胺为高效、高选择性的新型环境友好型除草剂，现在在欧盟、美国等发达国家和地区是除草剂的骨干品种。自精异丙甲草胺推出后，为保护环境，发达国家及地区开始限制异丙甲草胺的使用，2002年欧盟就禁用异丙甲草胺产品。异丙甲草胺在部分国家的禁用，促使精异丙甲草胺销售的大幅上升，其2007年的销售额已高达5.67亿美元，跃居世界第四大除草剂。

精异丙甲草胺的合成方法目前包括：

1.手性源合成工艺法：具体是利用光学原料(d)乳酸甲酯或(d)乳酸乙酯为原料，先与对甲苯磺酰氯反应生成(r)-2-(对甲苯磺酰氧基)丙酸酯，再与2-甲基-6-乙基苯胺反应得到s-(-)-n-(2-甲基-6-乙基苯胺)丙氨酸酯，然后与还原剂c反应得到s-(-)-n-(1，-甲基-2，-羟乙基)-2-甲基-6-乙基苯胺，进一步与氯乙酰氯酰化，最后甲基化得到(s)-异丙甲草胺。该工艺路线复杂，收率低于40％，成本高，不适用于工业化生产，且对环境污染严重。

2.拆分法：拆分法又分为化学拆分和生物酶拆分法，拆分法生产效率低，工艺路线长，转化率低，合成产品须浪费近50％的原材料，造成生产成本高，对环境污染严重。

3.不对称催化合成工艺：不对称催化合成工艺为当前最先进的手性化合物的合成技术，但由于采用手性催化剂种类不同、质量差异大而造成所得产品及催化效率差异较大。

精异丙甲草胺可用于大豆、玉米、花生、马铃薯、棉花、甜菜、油菜、向日葵、亚麻、南瓜、西瓜、芝麻、甘蔗、棉花、油菜、马铃薯和洋葱、辣椒等多种作物，具有安全、高效、低毒、低残留、环境友好等特点，能够满足广大农民农业生产的迫切需要，对农民增收，农业增效具有重大意义，在国内具有广阔的推广应用前景。目前国际市场对该产品的需求量较大，具有良好的出口创汇前景。但该产品目前在我国推广的主要问题之一就是生产成本过高，导致产品的售价也高，因此目前还难以大面积推广，因此找到一种适合规模化工业生产、且成本较低的制备方法，对于该除草剂在农业上的推广具有重要的意义。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，本发明提供一种精异丙甲草胺的制备方法。

本发明完整的技术方案包括：

一种精异丙甲草胺原药的制备方法，包括如下步骤：

(1)催化脱氢反应进行中间体甲氧基丙酮的合成：采用多个直径为10cm，长为1.5m的固定床反应器，固定床反应器两端分段填充大小不等的惰性磁环，每个固定床反应器中装填有cu/zno催化剂，通过柱塞泵向反应器中加入液体原料1-甲氧基-2-丙醇，同时采用电加热装置对反应器进行加热，该步骤的反应式为：

该步骤中的相关参数符合如下关系：

式中：t为反应温度，控制范围为220℃～280℃；a为换算系数，范围为6.2～10.6；ρ为cu/zno催化剂的堆密度，取值范围为700～750kg/m³；l为单位时间内送入的1-甲氧基-2-丙醇量，范围为10～30kg；s为催化剂的比表面积，取值范围为120～150m²/g；

(2)烷基化脱水反应，中间体1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)亚胺的合成：

在反应釜中加入2-甲基-6-乙基苯胺、甲氧基丙酮、苯，三者的体积比为2-甲基-6-乙基苯胺：甲氧基丙酮：苯＝7.5：15：12，控制反应温度为在75-90℃，条件时间为9～10小时；

反应完成后，通过减压的方法分离出苯，残余的反应液通过蒸溜，得到液体产物1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)亚胺；

该步骤的反应式为：

(3)加氢还原反应，中间体1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺的合成：在反应釜中加入2-甲基-6-乙基苯基-亚胺、1-s-二苯基膦-2-r-二(3，5-二甲基苯基)膦二茂钌、溴化铱，三者的质量比为2-甲基-6-乙基苯基-亚胺：1-s-二苯基膦-2-r-二(3，5-二甲基苯基)膦二茂钌：溴化铱＝38000:10:2；控制反应温度为50±5℃，反应时间为6小时，氢气压强为6～8mpa；

反应完毕后，通过蒸镏得到1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺；

该步骤的反应式为：

(4)酰化反应：精异丙甲草胺的制备；在反应釜加入1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺、碳酸钠与苯，三者的(质量/质量/体积)用量比为1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺：碳酸钠：苯＝1.2kg：1kg：7.5l；然后加入氯乙酰氯的苯溶液，加入完毕后，反应液继续反应lh，反应完毕后加水搅拌，静置分层，有机层经干燥后，减压蒸出溶剂得到最终产物(s)-异丙甲草胺；

该步骤的反应式为：

本发明的主要优点在于：

1.在中间体甲氧基丙酮的合成步骤中，通过研究脱氢转化过程中的各影响因素，并利用分析实验与拟合的方法，找到了对该合成过程具有明显作用的影响参数，得到了适合工业生产的工艺确定方法，既保证了工业生产用的反应速度和产量，又能使脱氢转化率维持在一个较高的水平。

2.在精异丙甲草胺的其他合成步骤中，根据实验室中研究的成果，针对工业化生产的需求进行了放大，并对涉及到的参数进行了合理的调整，使反应收率和产量维持在合理的平衡状态下，满足了工业生产的需求，又降低了成本，有利于该产品我国农业上的推广。

附图说明

图1为本发明公开的精异丙甲草胺原药制备方法的工艺流程。

具体实施方式

下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请的实施方式中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施方式仅仅是作为例示，并非用于限制本申请。

如图1所示，精异丙甲草胺的原药合成基本流程为：

1.催化脱氢反应进行中间体甲氧基丙酮的合成：采用多个直径为10cm，长为1.5m的固定床反应器，固定床两端分段填充大小不等的惰性磁环。每个固定床反应器中装填有cu/zno催化剂，通过柱塞泵向反应器中加入液体原料1-甲氧基-2-丙醇，同时采用电加热装置对反应器进行加热。反应式为：

在该步骤的实际工业生产中，需要综合考虑反应的脱氢转化率和速度，延长反应时间虽然可以提高脱氢转化率，但会使生产节拍延长，降低生产效率，而不恰当的缩短反应时间则有可能导致脱氢转化率过低，造成浪费，提高了成本也不利于环保。

对于反应的速度主要取决于加入的1-甲氧基-2-丙醇量与反应条件，而在本发明中，经过研究发现，在该过程中，在一定的原料加入量条件下，所使用的催化剂堆装密度、用量、反应温度等均会造成不同的反应速度和脱氢转化率，采用不同的组合参数下，原料的转化率变动很大。所以根据实际工业需要，既要保证工业生产用的反应速度和产量，又能使脱氢转化率维持在一个较高的水平提高产率。本发明在实际生产中，分别研究了反应过程中的各种参数变化对反应的影响，再选择具有明显作用的参数，通过分析拟合以及实际的生产验证，得到如下的限定关系：

式中：t为反应温度，控制范围为220℃～280℃；a为换算系数，该换算系数体现了实际生产中其他不明显影响因素的综合作用，在本发明中取值范围为6.2～10.6；ρ为cu/zno催化剂的堆密度，取值范围为700～750kg/m³；l为单位时间内送入的1-甲氧基-2-丙醇量，范围为10～30kg；s为催化剂的比表面积，取值范围为120～150m²/g。实际反应过程中，在1-甲氧基-2-丙醇加入量、催化剂堆密度等参数固定的情况下，选择合适的反应温度，保证反应速度和脱氢反应率，生成的氢气通过湿式流量计测量，隔2h取1次样，用gc分析脱氢转化率在92％以上。

2.烷基化脱水反应，中间体1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)亚胺的合成：将中间体甲氧基丙酮、2-甲基-6-乙基苯胺、有机溶剂加入反应釜中，在一定温度下反应，反应结束后通过精馏得到中间体亚胺。本步骤的具体参数为：

在带有机械搅拌的反应釜中加入2-甲基-6-乙基苯胺、甲氧基丙酮、苯，三者的体积比为2-甲基-6-乙基苯胺：甲氧基丙酮：苯＝7.5：15：12，控制反应温度为在75-100℃，条件时间为9～10小时，反应结束后，分离有机溶剂苯并且进入精馏塔进行精馏，得到1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)亚胺，通过gc分析反应转化率，约为95％。

反应式为：

3.加氢还原反应，中间体1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺的合成：将中间体亚胺、手性催化剂、有机溶剂加入高压反应釜中，在一定温度和压力条件下通入h2反应得到中间体胺醚。本步骤的具体操作为：

在高压反应釜中加入2-甲基-6-乙基苯基-亚胺、1-s-二苯基膦-2-r-二(3，5-二甲基苯基)膦二茂钌、溴化铱，三者的质量比为2-甲基-6-乙基苯基-亚胺：1-s-二苯基膦-2-r-二(3，5-二甲基苯基)膦二茂钌：溴化铱＝38000:10:2。控制反应温度为50±5℃，反应时间为6小时，氢气压强为6～8mpa，反应完毕后，通过蒸镏得到产物淡黄色液体1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺，e.e.值约为95％，收率90％。

反应式为：

4.酰化反应：精异丙甲草胺的制备。将胺醚、na2co3、有机溶剂加入反应釜中，在一定条件下加入氯乙酰氯，反应结束后经过后处理精制得到精异丙甲草胺。本步骤的具体操作为：

在带有机械搅拌的反应釜加入1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺、碳酸钠与苯，三者的用量比为1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺：碳酸钠：苯＝40.5kg：33.4kg：220l。然后加入氯乙酰氯的苯溶液继续反应lh，反应完毕后进入脱溶釜进行脱溶，得到精异丙甲草胺原药，收率90％，gc：96.0％。

反应式为：

以上申请的仅为本申请的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请创造构思的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些都属于本申请的保护范围。

起点商标作为专业知识产权交易平台，可以帮助大家解决很多问题，如果大家想要了解更多知产交易信息请点击 【在线咨询】或添加微信 【19522093243】与客服一对一沟通，为大家解决相关问题。

此文章来源于网络,如有侵权,请联系删除