一種咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯的合成工藝的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及精細(xì)化工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧 基-3-氧代-丁二酸二酯的合成工藝。
【背景技術(shù)】
[0002] 咪唑啉酮類除草劑是20世紀(jì)80年代美國(guó)氰胺公司研發(fā)的一類高效除草劑，其畝 用量為2. 3~16. 7g有效成分，主要用于大豆、花生、蔬菜等旱田作物。防除一年生和多年 生禾本科雜草以及闊葉雜草、莎草科等雜草。應(yīng)用廣泛，是一類環(huán)境友好型低毒高效的農(nóng)田 除草劑。因而越來(lái)越受到各國(guó)的重視，成為競(jìng)相研發(fā)、生產(chǎn)和應(yīng)用的熱點(diǎn)農(nóng)藥。
[0003] 咪唑啉酮類除草劑主要包括滅草煙、咪草煙、甲基咪草煙和甲氧咪草煙四種，其制 備過(guò)程均涉及到關(guān)鍵中間體5位不同取代-2, 3-吡啶二羧酸酯的合成，而2-烷氧基-3-氧 代-丁二酸二酯是制備該中間體的重要前體化合物。因此，2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二 酯的制備成本對(duì)于降低咪唑啉酮類除草劑合成工藝成本就顯得尤為重要。
[0004] 目前制備2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯的常用技術(shù)方案主要以合成單一酯為 主。方案一（US6080867)合成路線如式（2)所示，該方案原料轉(zhuǎn)化較慢，消耗堿量大，收率較 低，不適于工業(yè)化生產(chǎn)。
方案二（US6080867)合成路線如式（3)所示，此法原料轉(zhuǎn)化較慢，產(chǎn)品有較強(qiáng)的揮發(fā) 性，后處理較困難。
方案三（J. Org. Chem. 50(22)，4404, 1985)合成路線如式（4)所示，此法原料成本較 高，同時(shí)原料具有較高危險(xiǎn)性，產(chǎn)品收率較低，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 針對(duì)以上述技術(shù)方案存在的原料轉(zhuǎn)化慢、收率低、堿及溶劑消耗量大、環(huán)境污染嚴(yán) 重等弊端，本發(fā)明提出了一種混合酯制備工藝，即一種咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧 基-3-氧代-丁二酸二酯的合成工藝。
[0009] 本發(fā)明的技術(shù)方案是： 一種咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯的合成工藝，該合成工 藝是以甲氧基乙酸甲酯和草酸二乙酯為原料，在醇鈉的作用下，依次經(jīng)取代反應(yīng)和鹽酸酸 化制備獲得所述2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯。該合成工藝具體包括如下步驟： (1) 取代反應(yīng)： 在裝有溫度計(jì)及機(jī)械攪拌的四口瓶中，加入第一溶劑和固體醇鈉，室溫?cái)嚢?0分鐘 后，將甲氧基乙酸甲酯和草酸二乙酯混合均勻，滴加至四口瓶?jī)?nèi)反應(yīng)液中，升溫至40~ 70°C，攪拌1~3小時(shí)；其中：所述草酸二乙酯、甲氧基乙酸甲酯和醇鈉的摩爾比例為 I: (I. 0~I. 5) : (I. 0~1. 5);所述草酸二乙酯與第一溶劑的重量比例為1: (5~15); (2) 鹽酸酸化： 向步驟（1)反應(yīng)體系中滴加稀鹽酸，控制反應(yīng)體系溫度在25°C以下，通過(guò)控制稀鹽酸 的滴加速度調(diào)節(jié)反應(yīng)體系pH范圍為2~3,攪拌1~3小時(shí)； (3) 中間體分離： 將經(jīng)步驟（2)鹽酸酸化后的反應(yīng)體系靜置分液，保留有機(jī)相；水相加入第二溶劑萃取 兩次；合并有機(jī)相，經(jīng)濃縮獲得棕黃色油狀2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯。
[0010] 上述步驟（1)中，所述第一溶劑為苯、甲苯、四氫呋喃、1，2二氯乙烷、甲醇、乙醇和 乙腈中的一種或幾種的混合溶劑。
[0011] 上述步驟（1)取代反應(yīng)和步驟（2)酸化過(guò)程是在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行。
[0012] 上述步驟（2)中，所滴加稀鹽酸濃度為0? 1~0? 2 mol/L。
[0013] 上述步驟（3)中，所述第二溶劑為苯、甲苯、乙酸乙酯、1，2二氯乙烷、二氯乙烷和 氯仿中的一種或幾種。
[0014] 采用上述工藝制備的咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯 的通式如下式（1)所示：
式（1)中，R1，私和R 3分別為-CH 3或-CH 2CH3，且R1，私和R 3相同或者不同。
[0015] 經(jīng)上述工藝所合成中間體為2-甲氧基-3-氧代-丁二酸二甲酯、2-乙氧基-3-氧 代-丁二酸二乙酯、2-甲氧基-3-氧代-丁二酸-1-甲酯-4-乙酯和2-甲氧基-3-氧代-丁 二酸-1-乙酯-4-甲酯的混合酯。
[0016] 本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和有益效果： 1、本發(fā)明所選擇的原料成本低，簡(jiǎn)單易得，反應(yīng)條件溫和，后處理簡(jiǎn)單，收率由40%提 高至90%以上，顯著降低了工藝成本。
[0017] 2、本發(fā)明工藝以固體醇鈉取代醇鈉溶液，減少了溶劑種類，便于單一溶劑回收再 利用，同時(shí)醇鈉的用量顯著降低，減少了三廢的排放，有利于環(huán)境保護(hù)。因此，本發(fā)明是一種 較為適合工業(yè)化生產(chǎn)的合成方法。
[0018]
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例3制備的中間體GC-MS譜圖（GC-MS: 190[M]+)。
[0020] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例3制備的中間體GC-MS譜圖（GC-MS: 204 [M]+)。
[0021] 圖3為本發(fā)明實(shí)施例3制備的中間體GC-MS譜圖（GC-MS:218[M]+)。
[0022]
【具體實(shí)施方式】
[0023] 以下結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0024] 本發(fā)明為咪唑啉酮類除草劑中間體2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯的合成工藝， 其合成路線如反應(yīng)式（5)所示：
以上四種不同的酯，構(gòu)成了 2-烷氧基-3-氧代-丁二酸二酯混合酯，在后續(xù)工藝中，這 四種酯均可以有效的與不同的丙烯醛關(guān)環(huán)，生成相應(yīng)的5位不同取代-2, 3-吡啶二羧酸酯。 因此，這四種酯均是本發(fā)明的目標(biāo)產(chǎn)物。
[0025] 實(shí)施例1 2-甲氧基-3-氧代-丁二酸二甲酯 40°C下，向25wt. %甲醇鈉的甲醇溶液5. 9 g (0? 11 mol, I. I eq)中加入甲苯（52 mL)， 反應(yīng)體系呈輕微混濁液。將草酸二甲酯20.0 g (0.11 mol，l.l eq)與甲氧基乙酸甲酯 10. 4 g (0.10 mol，1.0 eq)室溫下混合均勻，滴加至上述混濁液中，反應(yīng)體系逐漸由混濁液 變?yōu)榈S色透明溶液，升溫至45~50°C，攪拌1小時(shí)。補(bǔ)加25wt. %甲醇鈉的甲醇溶液5. 9 g (0. 11 mol, I. I eq)繼續(xù)反應(yīng)2小時(shí)。冰水浴控溫25°C以下，向體系中滴加14 %的HCl 37g(0. 14 mol，l. 28 eq)，調(diào)節(jié)pH=2~3,室溫下攪拌L 5小時(shí)。過(guò)濾，濾液靜置分層，有機(jī) 相保留，水相用甲苯（90 mLX2)萃取兩次，合并有機(jī)相，濃縮得黃色油狀目標(biāo)產(chǎn)物7.6 g，收 率 40 %。 GC-MS:190[M]+。
[0026] 實(shí)施例2 2-乙氧基-3-氧代-丁二酸二乙酯 向100