CN109336762B - 2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑(2,6‑二乙基‑4‑甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,包括:在催化剂作用下,2,6‑二乙基‑4‑甲基苯胺与亚硝酸异戊酯反应得到2,6‑二乙基‑4‑甲基苯基重氮盐;2,6‑二乙基‑4‑甲基苯基重氮盐与丙二酸二乙酯在碱性条件下反应得到2‑(2,6‑二乙基‑4‑甲基苯)丙二酸二乙酯。本发明2‑(2,6‑二乙基‑4‑甲基苯)丙二酸二乙酯收率可达85%左右,最高可达92%;采用非水体系,极大地降低了产生三废的可能性。以亚硝酸异戊酯为重氮化试剂,在催化剂存在的条件下,不仅加快了反应速度,同时弥补了低温动能,生产的重氮盐在低温和非水体系中相对稳定,分解少,重氮化反应收率接近100%。
Description
技术领域
本发明属于农药合成领域,具体涉及一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法。
背景技术
唑啉草酯(pinoxaden)由先正达公司开发,2006年上市。唑啉草酯属于新苯基吡唑啉类除草剂,为乙酰辅酶A羧化酶(ACC)抑制剂,造成脂肪酸合成受阻,使细胞生长分裂停止,细胞膜含脂结构被破坏,导致杂草死亡。唑啉草酯具有内吸传导性,主要用于谷物,芽后使用防除禾本科杂草,有效成分用量30~60g/hm2。
唑啉草酯结构式如下:化学名称:8-(2,6-二乙基-4-甲基苯基)-1,2,4,5-四氢-7-氧-7H-吡唑[1,2-d][1,4,5]氧二氮-9-基-2,2-二甲基丙酸酯;CAS号:243973-20-8。
中国专利申请(CN 106928253A)公开了一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,该方法首先将2,6-二乙基-4-甲基苯胺经亚硝酸钠重氮化热分解生成2,6-二乙基-4-甲基溴苯;在碱存在的情况下,再将2,6-二乙基-4-甲基溴在催化剂作用下与丙二酸二乙酯反应生成2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯;催化剂为碘化亚铜、溴化亚铜或双三苯基膦氯化镍中的一种。该方法中2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯收率较低,在60-78%。同时,在制备2,6-二乙基-4-甲基溴苯时,以氢溴酸溶液为反应溶剂、以亚硝酸钠水溶液为重氮化试剂,重氮盐在含水体系中不稳定,且反应温度高达60-90℃,易导致重氮盐分解,造成副产物过多,反应液需要经萃取、浓缩、减压蒸馏才能获得较纯2,6-二乙基-4-甲基溴苯进入下一步反应;此外,含水体系也会导致三废,对环境不友好。
发明内容
本发明的目的是提供一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法。
本发明的目的是通过以下技术方案实现的:
一种2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,合成路线如下:
包括:
步骤(1)、重氮化反应:在催化剂作用下,2,6-二乙基-4-甲基苯胺与亚硝酸异戊酯反应得到2,6-二乙基-4-甲基苯基重氮盐;
步骤(2)、2,6-二乙基-4-甲基苯基重氮盐与丙二酸二乙酯在碱性条件下进行反应得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯。
步骤(1)中,所述的2,6-二乙基-4-甲基苯胺与亚硝酸异戊酯的摩尔比为1:1~1.5,优选为1:1.05。
反应溶剂为四氢呋喃、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯,优选为四氢呋喃、乙腈。
所述的催化剂为氯化亚铜、氯化铜、碘化亚铜,优选为碘化亚铜。催化剂的用量为2,6-二乙基-4-甲基苯胺重量的0.5~3wt%,优选为0.8~1.5wt%。
反应温度为0~35℃,优选为5~10℃。
步骤(2)中,所述的丙二酸二乙酯与2,6-二乙基-4-甲基苯胺的摩尔比为1~1.5:1,优选为1.1:1。
碱性条件的碱为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、氢化钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种,优选为乙醇钠、氢化钠、叔丁醇钾,最优选为叔丁醇钾,叔丁醇钾的溶解性和碱性适中,能够确保2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯收率至少达到85%。
所述的叔丁醇钾与丙二酸二乙酯的摩尔比为0.9~1.3:1,为了获得较快的反应速度、降低副产物的产生、提高收率,优选为1:1~1.3:1,更优选为1.1:1。
反应溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈、四氢呋喃,优选为N,N-二甲基甲酰胺。
反应温度为10~60℃,优选为15~20℃。
所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,具体包括以下步骤:
步骤(1)、2,6-二乙基-4-甲基苯胺、催化剂与反应溶剂混合,滴加亚硝酸异戊酯,控制滴加过程中温度在0~35℃、优选为5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时;
步骤(2)、控制温度0~5℃,往丙二酸二乙酯和反应溶剂的混合液中分批加碱,加料结束,缓慢升温至10~60℃、优选为15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液,控制温度在10~60℃、优选为15~20℃,滴加结束后保温反应。
作为本发明2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法的进一步优选技术方案,还包括2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的纯化:步骤(2)得到的反应液加水淬灭反应,降温至0~5℃,过滤得到粗品;粗品用正己烷重结晶,得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯纯品;其中,重结晶的具体操作为:粗品采用正己烷55~60℃加热溶解,降温至5~10℃结晶。
本发明的有益效果:
本发明采用非水体系,极大地降低了产生三废的可能性。以亚硝酸异戊酯为重氮化试剂,在催化剂存在的条件下,不仅加快了反应速度,同时弥补了低温动能,生产的重氮盐在低温和非水体系中相对稳定,分解少,重氮化反应收率接近100%。本发明方法制备2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯,收率可达85%左右,最高可达92%。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例1
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g乙腈,投入163.3g(1mol)2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g氯化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g(1.05mol)亚硝酸异戊酯,滴加过程中控制温度在5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g(1.1mol)丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入136g(1.2mol)叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,以不冲料为原则滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中以淬灭反应,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品;粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:90.6%。
实施例2
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入136g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:92%。
实施例3
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、2.4g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入136g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%)收率:91%。
实施例4
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.2g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入136g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:88%。
实施例5
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入65.3g甲醇钠,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:78%。
实施例6
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入82.3g乙醇钠,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:82%。
实施例7
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入29g氢化钠,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:85%。
实施例8
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入48.4g氢氧化钠,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:70%。
实施例9
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入67.8g氢氧化钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:75%。
表1不同种类碱对收率的影响
实施例10
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入124g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:86%。
实施例11
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入160g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:85%。
实施例12
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向2000ml四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入185g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:75%。
实施例13
步骤(1)、向四口烧瓶内加入500g四氢呋喃,投入163.3g 2,6-二乙基-4-甲基苯胺、1.6g碘化亚铜,降温至5~10℃,滴加123g亚硝酸异戊酯,控制温度5~10℃,滴加结束后,保温反应约2小时,反应结束,重氮液保温备用。
步骤(2)、向四口瓶中加入176g丙二酸二乙酯、300g N,N-二甲基甲酰胺,降温至0~5℃,分批加入112g叔丁醇钾,控制温度0~5℃,加料结束,缓慢升温至15~20℃,反应1小时,再滴加步骤(1)制得的重氮液至反应液中,控制温度15~20℃,滴加结束后,保温反应1.5小时,反应结束。将反应液加至1000g水中,搅拌0.5小时,降温至0~5℃,搅拌1小时,过滤得到粗品。粗品中加入400g正己烷,升温至55~60℃,搅拌1小时,降温至5~10℃,搅拌1小时,过滤得到淡黄色固体,即为2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯(含量:98%),收率:80%。
表2不同用量叔丁醇钾对收率的影响
| 实施例 | n<sub>叔丁醇钾</sub>:n<sub>丙二酸二乙酯</sub> | 收率% |
| 1 | 1.1:1 | 92 |
| 10 | 1:1 | 86 |
| 11 | 1.3:1 | 85 |
| 12 | 1.5:1 | 75 |
| 13 | 0.9:1 | 80 |
Claims (10)
2.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于步骤(1)中,所述的2,6-二乙基-4-甲基苯胺与亚硝酸异戊酯的摩尔比为1:1~1.5;反应溶剂为四氢呋喃、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、1,2-二氯乙烷、二氯甲烷、甲苯。
3.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于步骤(1)中,催化剂的用量为2,6-二乙基-4-甲基苯胺重量的0.5~3wt%。
4.根据权利要求3所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于步骤(1)中,催化剂的用量为2,6-二乙基-4-甲基苯胺重量的0.8~1.5wt%。
5.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于步骤(2)中,所述的丙二酸二乙酯与2,6-二乙基-4-甲基苯胺的摩尔比为1~1.5:1;反应溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮、乙腈、四氢呋喃。
6.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于碱为甲醇钠、乙醇钠、叔丁醇钾、氢化钠、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种或几种。
7.根据权利要求6所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于碱为乙醇钠、氢化钠、叔丁醇钾。
8.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于步骤(2)中,所述的碱为叔丁醇钾时,叔丁醇钾与丙二酸二乙酯的摩尔比为0.9~1.3:1。
9.根据权利要求8所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于所述的叔丁醇钾与丙二酸二乙酯的摩尔比为1.1~1.3:1。
10.根据权利要求1所述的2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的合成方法,其特征在于包括2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯的纯化:步骤(2)得到的反应液加水淬灭反应,降温至0~5℃,过滤得到粗品,粗品用正己烷重结晶,得到2-(2,6-二乙基-4-甲基苯)丙二酸二乙酯纯品。
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