一種合成解草酯的方法
【技術領域】
[0001] 本發明屬于有機合成領域，具體地，涉及一種合成解草酯的方法。
【背景技術】
[0002] 解草酯，又名解毒喹，中文化學名稱是1-甲基己基-(5-氯-8-喹啉氧基）乙酸 酯，是一種重要的有機合成中間體，在農藥上是除草劑炔草酯的安全劑，用于防止炔草酯對 小粒谷物的毒害，目前已經商業化生產。
[0003] 然而實際上，解草酯化合物原藥的合成工藝中還存在反應溶劑不統一、溶劑難于 回收利用、操作復雜、能耗高、環境污染嚴重等問題。
[0004]W02002/00625公開了一種5-氯-8-羥基喹啉與氯乙酸酯在混合溶劑中醚化得到 解草酯的方法。在該方法中，混合溶劑選自至少一種能與水共沸的甲苯、二甲苯或其混合物 的有機溶劑和至少一種選自酰胺類的偶極非質子有機溶劑；另外，反應底物5-氯-8-羥基 喹啉需要分批次加入，而且使用了多種堿，操作繁瑣；在該方法中，值得注意的是酰胺類溶 劑與苯類溶劑的混合加入，使得混合溶劑的回收利用變得困難。
[0005] CN103193706A公開了一種通過酯交換來合成解草酯的方法。在該方法中，第一步 醚化使用的是二甲基亞砜與甲苯的混合溶劑，同時加入了兩種堿；第二步酯交換步驟中使 用的溶劑是甲醇、二甲苯、乙醚中的一種。顯而易見，該方法使用了混合溶劑，而且兩步反應 溶劑不統一。
[0007] 在工業化生產中，如果兩步反應的溶劑不統一，第一步反應的溶劑釜殘不可避免 地會帶入第二步反應中，進而影響第二步反應的選擇性和轉化率，給連續生產帶來了不便。 同時，混合溶劑使溶劑的回收利用變得困難。而且，上述方法中酯化反應需要加入多種堿， 增加了操作的復雜性。
[0008] 因此，如何克服上述缺陷制備新型的合成解草酯的方法還有待于進一步研究和開 發。
【發明內容】
[0009] 本發明的目的是為了克服現有技術中解草酯化合物的合成工藝中存在的反應溶 劑不統一、溶劑難于回收利用、操作復雜、能耗高、環境污染嚴重的缺陷，而提供一種一鍋法 合成解草酯的方法。
[0010] 為了實現上述目的，本發明提供一種合成解草酯的方法，所述解草酯具有式（1) 所示的結構，該方法包括：在催化劑和一種非質子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進 行酯化反應，然后將所得到的反應液與在弱堿性條件下脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進 行醚化反應，
[0011]
[0012] 本發明使用一鍋法合成解草酯，在解草酯的合成反應中使用單一非質子性溶劑， 雜質少，純度高，解決了連續生產和現有工藝中混合溶劑難于回收利用的問題；簡化了生產 操作；另外，本發明的方法使得反應的選擇性和收率都很高。
[0013] 另外，本發明的方法使用一鍋法來合成解草酯，第一步反應的產物不需分離，可以 直接用于第二步反應，操作簡單，相比較而言，能耗更低，特別適于工業化的連續大規模生 產。
[0014] 本發明的其它特征和優點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。
【附圖說明】
[0015] 附圖是用來提供對本發明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發明，但并不構成對本發明的限制。在附圖中：
[0016] 圖1是本發明實施例1制備的解草酯的1HNMR(500M，⑶Cl3)核磁共振圖譜。
【具體實施方式】
[0017] 以下對本發明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描述的具體 實施方式僅用于說明和解釋本發明，并不用于限制本發明。
[0018] 本發明提供了一種合成解草酯的方法，所述解草酯具有式（1)所示的結構，該方 法包括：在催化劑和一種非質子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應，然后 將所得到的反應液與在弱堿性條件下脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進行醚化反應，
[0019]
[0020] 本發明使用一鍋法合成解草酯，在解草酯的合成反應中使用單一非質子性溶劑， 雜質少，純度高，解決了連續生產和現有工藝中混合溶劑難于回收利用的問題；簡化了生產 操作；另外，本發明的方法使得反應的選擇性和收率都很高。
[0021] 在本發明中，所述弱堿性條件可以通過向反應體系中加入弱堿來實現，優選所述 弱堿為金屬和堿土金屬的碳酸鹽中的任意一種，更優選為飽和無水碳酸鈉或碳酸鉀。
[0022] 在本發明中，優選將進行所述酯化反應后得到的反應液進行本領域內常規的水洗 滌以及分液處理。
[0023] 在本發明中，所述催化劑優選為催化酯化反應進行的各種催化劑。
[0024] 根據本發明，所述催化劑、所述鹵代乙酸和所述2-庚醇的用量摩爾比可以為1 : 1-110 :1-100,優選為I:1-60 :1_50。
[0025] 在本發明中，更加優選所述催化劑與2-庚醇的用量摩爾比為I:1-100。
[0026] 根據本發明的方法，更加優選所述催化劑為濃硫酸、濃鹽酸、對甲苯磺酸和氯化亞 砜中的至少一種；特別優選所述催化劑為濃硫酸和/或對甲苯磺酸。
[0027] 優選情況下，在本發明中，所述非質子溶劑為鹵代烴、芳烴和酮類溶劑中的任意一 種；特別優選所述非質子溶劑為芳烴和酮類溶劑中的任意一種。
[0028] 在本發明中，優選所述鹵代經選自氟苯、二氟苯、氯苯、二氯苯、溴苯和二溴苯中的 任意一種。
[0029] 在本發明中，優選所述芳烴為甲苯或二甲苯；更優選所述芳烴為甲苯。
[0030] 在本發明中，優選所述酮類溶劑選自4-甲基-2-戊酮、丁酮、2-戊酮、3-戊酮、乙 酰丙酮、3-甲基-2-丁酮、2-己酮、3-己酮、2-甲基-3-戊酮、3, 3-二甲基-2-丁酮2-庚 酮、3-庚酮、4-庚酮2, 4-二甲基-3-戊酮和環己酮中的任意一種；更加優選情況下，所述酮 類溶劑為4-甲基-2-戊酮。
[0031] 特別優選情況下，在本發明中，當所述催化劑為對甲苯磺酸時，所述非質子溶劑為 甲苯。采用本發明的該【具體實施方式】能夠使得得到的解草酯的收率和純度更高。
[0032] 以及根據本發明的另一種優選的【具體實施方式】，當所述催化劑為濃硫酸時，所述 非質子溶劑為4-甲基-2-戊酮。采用本發明的該【具體實施方式】能夠使得得到的解草酯的 收率和純度更高。
[0033] 在本發明中，所述鹵代乙酸可以選自氟乙酸、氯乙酸、溴乙酸和碘乙酸中的一種或 多種；優選地，所述鹵代乙酸為氯乙酸。
[0034] 根據本發明所述的方法，優選所述酯化反應的條件包括：反應溫度為55-120°C， 反應時間為2_8h。
[0035] 根據本發明所述的方法，優選所述將所得到的反應液與在弱堿性條件下脫水 成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉進行醚化反應的條件包括：反應時間為l_8h，反應溫度為 80cC-160。。。
[0036] 優選情況下，在本發明中，所述脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉通過將 5-氯-8-羥基喹啉在弱堿性條件下進行共沸脫水反應而得到。
[0037] 更加優選情況下，在本發明中，所述脫水成鹽的條件包括：反應溫度為 80°C_160°C，反應時間為l_6h。
[0038] 根據本發明的一種具體的優選實施方式，本發明的方法包括：在催化劑和一種非 質子溶劑的存在下，將鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應，得到反應液；然后將5-氯-8-羥 基喹啉在弱堿性條件下進行脫水成鹽反應，以及向脫水成鹽反應后的體系中滴加所述反應 液以進行醚化反應。
[0039] 在本發明的方法中，所述鹵代乙酸和2-庚醇進行酯化反應后得到鹵代乙酸-2-庚 酯。
[0040] 在本發明中，優選所述5-氯-8-羥基喹啉與所述2-庚醇的用量摩爾比為1 :1-6。
[0041] 在本發明中，優選在向脫水成鹽反應后的體系中滴加所述反應液以進行醚化反應 結束后，從反應液中回收溶劑，對回收溶劑的方法沒有特別的限定，可以采用本領域內常規 的各種方法例如減壓蒸餾等方法進行。
[0042] 根據本發明的另一種優選的【具體實施方式】，本發明提供了一種合成解草酯的制備 方法，該方法包括兩步反應，其中，第一步反應為酯化反應，第二步反應為醚化反應，具體的 反應過程如下所示：
[0043]
[0044] (1)在第一步酯化反應過程中：以鹵代乙酸和2-庚醇為第一步反應的起始原料， 在催化劑的作用下，在一種非質子溶劑的存在下進行酯化反應。其中，具體的實施方式可 以為：在反應瓶中加入非質子溶劑，在攪拌條件下分別加入鹵代乙酸、2-庚醇和催化劑，在 回流條件下進行酯化反應；其中，攪拌條件沒有具體限定，可以為本領域技術人員的常規選 擇，以及進行酯化反應的條件如上述所述。其次，優選將進行酯化反應后的反應液降至室 溫，向反應瓶中添加去離子水，進行水洗分液，然后向分液后的產物相中加入飽和碳酸鈉溶 液調節PH值至6. 5-7. 5,再次分液并收集有機相，待用于下一步反應，其中，所添加的去離 子水的用量沒有具體限定，可以為本領域技術人員的常規選擇。
[0045] (2)在第二步醚化反應過程中：優選先將5-氯-8-羥基喹啉在弱堿性條件下 進行脫水成鹽反應，得到脫水成鹽后的5-氯-8-羥基喹啉；然后向所述脫水成鹽后的 5_氯-8-羥基喹啉中滴加步驟（1)中的上述有機相，進行醚化反應，得到醚化產物。其 中，具體的實施方式可以為：在反應瓶中加入所述非質子溶劑，并且在攪拌下加入弱堿和 5-氯-8-羥基喹啉，常壓下共沸脫水l-6h;然后，在回流條件下滴加步驟（1)中的有機 相，繼續共沸反應I-Sh;反應結束后，將反應液降至室溫，過濾收集濾液；將所述濾液在 40-80°C，優選60-65°C下用水洗滌，并且用醋酸調節pH值至6. 5-7. 5,然后進行分液；將分 液得到的有機相共沸脫水l_3h，然后在減壓下蒸餾，回收溶劑；然后向回收溶劑后的反應 瓶中加入適量所述非質子溶劑，并且將所得溶液緩慢降溫至〇°C以下，過濾即得解草酯產 品。
[0046] 根據本發明的方法，優選情況下，當所述非質子溶劑為芳烴時，所述催化劑優選為 對甲苯磺酸。
[0047] 根據本發明的方法，優選情況下，當所述非質子溶劑為酮類溶劑時，所述催化劑優 選為濃硫酸。
[0048] 總之，本發明提供了一種解草酯的合成工藝新方法，該方法的突出優點是：整條反 應工藝路線使用了同一種溶劑，一鍋法合成解草酯，操作簡單，易于連續化工業生產；溶劑 易于回收利用，更加綠色環保；合成的解草酯雜質少、純度高、收率好；而且，經檢測：采用 本發明制備的解草酯，反應總產率可以達到90%以上，產物純度可以達到99%以上。而且， 溶劑循環利用后的產率和產品純度均能保持。
[0049] 以下將通過實施例對本發明進行詳細描述。
[0050] 在以下實施例和對比例中，在沒有特別說明的情況下，所使用的各種原料均來自 商購。
[0051] 實施例1
[0052