高效氟吡甲禾靈的合成

王述剛，蔣劍華，陳新春，薛 誼

（南京紅太陽(yáng)生物化學(xué)有限責(zé)任公司，南京 210047）

高效氟吡甲禾靈的合成

王述剛，蔣劍華，陳新春，薛 誼

（南京紅太陽(yáng)生物化學(xué)有限責(zé)任公司，南京 210047）

研究了以（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯和2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶為原料合成高效氟吡甲禾靈的后醚化方法。通過(guò)對(duì)溶劑、反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度等反應(yīng)影響因素的研究，得出最佳合成條件。以N,N-二甲基乙酰胺為溶劑，碳酸鉀為縛酸劑，在85℃下反應(yīng)6 h以上，高效氟吡甲禾靈的收率為97.2%，e.e.值為98.4%。此方法具有產(chǎn)品成本更低、質(zhì)量更好的優(yōu)勢(shì)。

（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯；高效氟吡甲禾靈；合成

高效氟吡甲禾靈上市后，以其特有的高選擇性、低毒性和優(yōu)異的除草活性受到市場(chǎng)的歡迎。其適用于眾多闊葉作物，如大豆、棉花、向日葵、甜菜等，防除大多數(shù)禾本科雜草，如匍匐冰草、野燕麥、旱雀麥、狗牙根等［1］。

國(guó)內(nèi)對(duì)高效氟吡甲禾靈的開(kāi)發(fā)已研究多年，選用的方法和原材料也各不相同。歸納起來(lái)，高效氟吡甲禾靈合成方法主要有2種，先醚化和后醚化［2］。采用對(duì)苯二酚與2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶得到2-（4-羥基苯氧基）-3-氯-5-三氟甲基吡啶，再與具有光學(xué)異構(gòu)的氯代或甲基磺酰基丙酸甲酯反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物，該方法為先醚化法［2］。采用（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯與2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶得到目標(biāo)產(chǎn)物，此為后醚化方法［3］。廖澤棟等［3］2003年對(duì)先醚化法和后醚化法做了詳細(xì)的分析比較，但由于受原料2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶當(dāng)時(shí)價(jià)格的影響，作者認(rèn)為為了充分利用這一原料，先醚化有一定的優(yōu)勢(shì)。但隨著國(guó)內(nèi)2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶價(jià)格的大幅下降，先醚化優(yōu)勢(shì)不再明顯，后醚化顯示出一定的優(yōu)勢(shì)。袁冠華等［4］采用后醚化方法，以二甲亞砜為溶劑合成高效氟吡甲禾靈，收率達(dá)到94%。后醚化方法由于工藝步驟短，對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量影響較小，同時(shí)其中間體（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯、2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶在國(guó)內(nèi)已經(jīng)形成一定的生產(chǎn)規(guī)模，具有很好的成本優(yōu)勢(shì)。后醚化方法是更合適國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的工藝線路，因此，越來(lái)越受到企業(yè)的關(guān)注。本文采用后醚化的方法對(duì)高效氟吡甲禾靈的合成進(jìn)行了研究，反應(yīng)的方程式見(jiàn)圖1。

圖1 高效氟吡甲禾靈的合成工藝

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 試劑和儀器

2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶（99%），南京紅太陽(yáng)生物化學(xué)有限責(zé)任公司制；（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯，常州市武進(jìn)恒業(yè)化工有限公司；碳酸鉀（分析純）、N,N-二甲基乙酰胺（化學(xué)純），成都科龍化工試劑廠。GC-14C氣相色譜儀、CTO-10AS液相色譜儀，島津公司；BRX500核磁共振儀。

1.2 方法

在裝有冷凝管、恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)的四口燒瓶中加入200 g（1.02 mol）（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯，氮?dú)獗Ｗo(hù)下加入168 g（1.20 mol）碳酸鉀、1 000 mL N,N-二甲基乙酰胺，升溫至80～85℃之間。加入233 g（1.03 mol）2,3-二氯-5-三氟甲基吡啶，于80～85℃保溫反應(yīng)，每2 h取樣分析（氣譜定性）1次，至（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯反應(yīng)完全［5］。反應(yīng)結(jié)束后，冷卻過(guò)濾，濾液減壓蒸出溶劑。向剩余黏稠液體中加入正己烷，加入量為剩余物體積的2倍，攪拌使混合均勻，水洗2次后，有機(jī)相先低溫減壓蒸出正己烷，然后升溫到115～125℃，蒸出剩余低沸點(diǎn)溶劑，得到的黏稠液體為高效氟吡甲禾靈，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為95%（液譜定量），收率為97.2%，e.e.值為98.4%。

高效氟吡甲禾靈的e.e.值通過(guò)CTO-10AS液相色譜儀、CHIRALPAK OD-H分離柱測(cè)定。

2 結(jié)果與討論

2.1 反應(yīng)溫度的影響

在反應(yīng)原料及配比確定的情況下，考察了反應(yīng)溫度對(duì)反應(yīng)收率的影響，結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 溫度對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物以及e.e.值的影響

由表可知，反應(yīng)溫度過(guò)低，反應(yīng)不完全，收率偏低；溫度過(guò)高，反應(yīng)的選擇性下降，e.e.值下降。

2.2 反應(yīng)時(shí)間的影響

在反應(yīng)原料及其配比、反應(yīng)溫度確定情況下，考察反應(yīng)時(shí)間對(duì)收率的影響，結(jié)果見(jiàn)表2。反應(yīng)時(shí)間低于6 h，反應(yīng)不完全；反應(yīng)時(shí)間超過(guò)6 h，反應(yīng)收率基本無(wú)變化。

表2 反應(yīng)時(shí)間對(duì)產(chǎn)物收率的影響

2.3 溶劑的選擇

高效氟吡甲禾靈的合成可以選用多種溶劑，文獻(xiàn)報(bào)道的有甲苯、二甲亞砜、N,N-二甲基乙酰胺等。實(shí)驗(yàn)考察不同溶劑甲苯、二甲亞砜、N,N-二甲基乙酰胺對(duì)高效氟吡甲禾靈收率的影響，結(jié)果見(jiàn)表3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，選用N,N-二甲基乙酰胺作為溶劑，高效氟吡甲禾靈收率最高。

表3 溶劑對(duì)產(chǎn)物收率及e.e.值的影響

2.4 高效氟吡甲禾靈的表征［5］

采用核磁共振儀對(duì)合成得到的高效氟吡甲禾靈進(jìn)行了分析［5］。分析結(jié)果顯示，合成得到的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)與預(yù)期的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)一致。

2.5 三廢問(wèn)題

生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的廢渣主要是KCl與K2CO3的混合物。每生產(chǎn)1 t高效氟吡甲禾靈約產(chǎn)生0.5 t固體廢渣，該廢渣經(jīng)酸化處理可以得到KCl。

生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢液主要是洗滌剩余物后的廢水。廢水中主要包括KCl、K2CO3以及少量溶劑N,N-二甲基乙酰胺，生產(chǎn)1 t高效氟吡甲禾靈約產(chǎn)生1.5 t廢水。廢水經(jīng)過(guò)微電解處理，有效降低金屬離子含量和水中大分子有機(jī)物的量，電解后的水進(jìn)行生化處理后達(dá)標(biāo)排放。

3 結(jié)論

以N,N-二甲基乙酰胺為溶劑，K2CO3為縛酸劑，在85℃下反應(yīng)6 h以上，高效氟吡甲禾靈的收率可以達(dá)到97.2%，e.e.值可以達(dá)到98.4%。此方法收率高，操作簡(jiǎn)單。與先醚化法相比，后醚化收率和e.e.值分別提高1.6%和0.9%［5］。由于（R）-（+）-2-（4-羥基苯氧基）丙酸甲酯目前已經(jīng)完全市場(chǎng)化，采用此方法合成高效氟吡甲禾靈在提升產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)可降低成本5%左右。

［1］劉長(zhǎng)令.世界農(nóng)藥大全：殺菌劑卷 ［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社, 2003：227-229.

［2］廖澤棟,劉智凌,徐滿才,等.2-（4'-羥基苯氧基）-3-氯-5-三氟甲基吡啶的合成［J］.精細(xì)化工,2005,22（12）：944-946.

［3］廖澤棟,劉智凌,徐滿才.高效蓋草能合成工藝線路綜述 ［C］//中國(guó)農(nóng)藥協(xié)會(huì).第三屆農(nóng)藥交流會(huì)論文集.長(zhǎng)沙：出版者不詳,2003：200-207.

［4］袁冠華,嚴(yán)成武.精蓋草能的合成 ［J］.江蘇化工,2004,32（4）：26-28.

［5］徐強(qiáng),王述剛,劉奎濤.高效氟吡甲禾靈的合成 ［J］.現(xiàn)代農(nóng)藥, 2009,8（6）：18-20.

Synthesis of Haloxyfop-P-methyl

WANG Shu-gang,JIANG Jian-hua,CHEN Xin-chun,XUE Yi
（Nanjing Redsun Biochemical Co.,Ltd.,Nanjing 210047,China）

Haloxyfop-P-methyl was synthesized by reaction of 2,3-dichlor-5-trifluoromethylpyridine and （R）-（+）-2-（4-hydroxyphenoxy）propanoate.The influences on reaction yield by solvent,reaction time and temperature were investigated.Thus the optimum process for the reaction was performed at the temperature of 85℃over the period of 6 h by using DMAC as solvent,and with potassium carbonate as base,resulting in 97.2%of yield with 98.4%value of e.e.

（R）-（+）-2-（4-hydroxyphenoxy）propanoate；haloxyfop-P-methyl；synthesis

TQ 457.2

A

10.3969/j.issn.1671-5284.2016.03.007

2015-12-31；

2016-01-25

王述剛（1982—），男，江蘇省鹽城市人，工程師，主要從事有機(jī)化工、農(nóng)藥及其中間體合成技術(shù)研究。Tel：025-58390362；E-mail：wsg9097@163.com

顧林玲）