一種異丙甲草胺的合成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及農藥生產技術領域，具體涉及一種異丙甲草胺的合成方法。
【背景技術】
[0002] 異丙甲草胺是都爾的活性成分，是美國和北美等地用量最大的高選擇性酰胺類除 草劑，其化學名稱為2-甲基-6-乙基-N-(l-甲基-2-甲氧乙基)-N-氯代乙酰基苯胺，結構式 為式1:
[0004] 異丙甲草胺主要通過雜草幼芽基部和芽吸收，向上傳導，通過抑制發芽種子蛋白 質的合成，抑制膽堿滲入干擾卵憐脂的合成，從而抑制幼芽與根部的生長，雜草在幼芽即被 殺死而達到防除雜草的目的，可適用于大豆、玉米棉花和棉花等作物田，可防除馬唐、稗草、 牛筋草、金狗尾草等雜草，對馬齒莧、覓菜等闊葉雜草也有一定的效果，是用于許多農作物 最為重要的除草劑之一。
[0005] 異丙甲草胺是一種氯乙酰化、垸氧基烷基化的鄰二取代苯胺。這種不同尋常的官 能團化形式使得氨基基團受到極大的空間位阻。異丙甲草胺有兩個手性元素:一個手性軸 (位阻異構現象，這是由于圍繞軸的位阻旋轉而形成的）和一個新生成的手性中心，由此產 生了四個立體異構體，其中（s)_異丙甲草胺為主要活性成分，又稱金都爾，它的活性是異丙 甲草胺的1.4-1.6倍。
[0006] 1976年，RamostomboG.M.(RamostomboG.，BlaseH.U..Pesticidechemistry andbioscience[M]·Cambridge:RoyalSocietyofChemistry, 1999:33)在微量硫酸的存 在下，以鈀碳為催化劑，以甲基乙基苯胺為原料與甲氧基丙酮的水溶液發生還原烷基化反 應，然后再和氯乙酰氯發生酰化反應可得到消旋的異丙甲草胺，產物中含有異丙甲草胺的 所有立體異構體，反應方程式見方程式1。該方法合成簡單，但目的產物收率比較低。
[0008]李倩(李倩，（S)-異丙曱草胺的不對稱合成研究[D]武漢理工大學，2012:1-49.)以 2-甲基-6-乙基苯胺與甲氧基丙酮為原料，以非極性溶劑加熱共沸蒸餾分水，經過縮合反應 得到甲基乙基苯基亞胺。在還原反應過程中，采用手性的二茂鐵基雙膦配體與三氯化銥的 環辛二烯配合物對1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺進行不對稱氫化還原得到1-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基胺。在氯乙酰化反應中，在堿催化，非極性溶劑中用氯 乙酰氯進行氯乙酰化，反應完畢后進行簡單的化學處理得到（S)-異丙甲草胺，反應方程式 見方程式2。該合成方法操作繁瑣，催化劑價格昂貴，不適合工業放大生產。
[00?0]公開號為CN104803875A的中國發明文獻公開了一種S-異丙甲草胺的合成方法，以 甲氧基丙酮、2-甲基-6-乙基苯胺為原料在有機溶劑中進行亞胺化反應生成亞胺化物，亞胺 化物與氫氣在鈀碳的催化下進行氫化反應生成S-氫化物，S-氫化物與氯乙酰氯在有機溶劑 中、堿性條件下進行酰化反應生成S-異丙甲草胺。該發明的產能大，反應快，但反應步驟繁 瑣，目的產物的收率低。
【發明內容】
[0011] 為解決現有技術的生產操作工藝繁瑣，產物收率低的問題，本發明提供了一種異 丙甲草胺的合成方法，該方法操作簡單，反應條件溫和，反應溶劑回收套用，反應物轉化率 高，產物純度高。
[0012] -種異丙甲草胺的合成方法，包括以下步驟：
[0013] (1)氫化烷基化：用有機溶劑A溶解2-甲基-6-乙基苯胺與甲氧基丙酮，加入氫化催 化劑，通入氫氣進行氫化烷基化反應，反應結束后，濃縮反應溶劑得到產物B;所述的氫化催 化劑為鈀碳、雷尼鎳、磷酸組成的組合物，其中鈀碳、雷尼鎳、磷酸的重量比為1~2:4~10:2 ~5，氫化烷基化反應溫度為30-90°C;
[0014] (2)酰化:產物B與氯乙酰氯在縛酸劑的催化下進行酰化反應，反應結束后經過后 處理精制得到異丙甲草胺。
[0015] 本發明采用2-甲基-6-乙基苯胺為起始物料，經過氫化烷基化和酰化反應后制得 目的產物異丙甲草胺，反應方程式見方程式3。步驟(1)中，氫化烷基化反應為一鍋法的亞胺 反應和氫化反應，2-甲基-6-乙基苯胺先與甲氧基丙酮進行亞胺反應，生成亞胺物（1-甲氧 基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基）亞胺），亞胺物再在氫化催化劑的催化下接受氫負離子的 進攻，進行氫化反應，生成產物B((l-甲氧基丙基-2-(2-甲基-6-乙基苯基)胺）。在所述的氫 化催化劑與反應溫度下，亞胺物和產物B的合成協同進行，反應結束后，產物B的收率大于 95%，純度大于95%。步驟（1)生成的產物B再和酰化劑反應，生成異丙甲草胺（目的產物，2-甲基-6-乙基-N-(l-甲基-2-甲氧乙基)-N-氯代乙酰基苯胺）。異丙甲草胺的收率大于90%， 純度大于98%。本發明方法操作步驟簡單，產物收率和純度高。
[0016]本發明的各步反應溶劑分別脫溶回收套用，不僅降低了生產過程溶劑的損失，降 低了生產過程的廢水排放，還提高了各原料的轉化率高。各步產物無需結晶純化，操作簡 單，目的產物的收率和純度高。
[0018] 步驟(1)中，用溶劑A將2-甲基-6-乙基苯胺和甲氧基丙酮充分攪拌溶解，再加入氫 化催化劑，通入氫氣，升溫至所需溫度，密閉反應，反應過程中采用TLC或HPLC中控反應進 程，以起始物料(2-甲基-6-乙基苯胺)色譜純度小于0.5% (面積歸一法純度)為反應終點， 停止反應后，過濾，收集催化劑，收集的催化劑回收套用。濾液經過水洗后濃縮，回收有機溶 劑A，得到產物B。
[0019]作為優選，所述的有機溶劑A為甲苯、甲醇、乙醇、四氫呋喃的一種或多種。
[0020] 作為優選，所述的甲氧基丙酮先經過與水共沸精餾處理，90-95°C的餾分為甲氧基 丙酮。收集的90_95°C的階段的餾分的甲氧基丙酮GC含量大于99%，經過共沸精餾處理的甲 氧基丙酮反應效果好。
[0021 ]步驟(1)中，氫氣分子被所述氫化催化劑吸附后，削弱氫氣分子的兩個氫原子之間 的共價鍵，進一歩解離成活潑氫，活潑氫進攻亞胺物的雙鍵，生成產物B。亞胺反應與氫化反 應協同進行，有助于提高產物B的收率和純度。
[0022]步驟(1)中，2-甲基-6-乙基苯胺和甲氧基丙酮的投料重量比為1:1-2。
[0023]氫化催化劑和反應溫度協同影響反應進程、產物的收率和純度，在上述氫化催化 劑和反應溫度下，氫氣的壓力大于IMPa就能很好的完成反應，且產物的收率大于92%，純度 大于97%，氫氣壓力的持續增加對反應收率和純度的貢獻不大，為了減輕生產設備的負擔， 作為優選，所述氫化烷基化反應的氫氣壓力為l_3MPa。
[0024]作為優選，所述氫化催化劑中，鈀碳、雷尼鎳、磷酸的重量比為1:4~8: 2~4,所述 氫化烷基化反應溫度為40-80°C。
[0025]在所述氫化催化劑組合物比例下，所述氫化催化劑的投料當量為1-10%。上述催 化劑組合物的催化效果好，且在該催化劑和溫度下，反應一般可在l_5h內完成(起始物料面 積歸一法純度小于0.5%為反應終點）。在該催化劑下，在所述溫度范圍內，增加反應溫度產 物的收率和純度都會增加，反應達到終點的時間也會縮短，但當溫度大于80°C，增加反應溫 度，產物收率和純度沒有明顯上升。
[0026]進一步優選，所述氫化催化劑中，鈀碳、雷尼鎳、磷酸的重量比為1:8:4,所述氫化 烷基化反應溫度為70_75°C。
[0027]在該配比的氫化催化劑、催化量及催化溫度下，反應一般可在0.5_2h內完成，且反 應所需的氫氣的壓力無需很大，在1-1.5MPa的氫氣壓力下就能很好的完成反應。所述氫化 催化劑的投料當量可進一步縮減至1 一 4%。反應生產效率高，設備的損耗比較小，有效降低 了生產成本。
[0028]步驟(1)反應結束后，過濾，濾液洗滌后濃縮回收反應溶劑A，得到產物B，直接向產 物B投加縛酸劑及反應溶劑C進行酰化反應，反應過程中采用TLC或HPLC中控反應進程，當產 物B色譜純度小于1% (面積歸一法純度)后，停止反應，濃縮反應溶劑C，得到目的產物。
[0029] 所述的縛酸劑為無機堿。本發明采用無機堿作為縛酸劑，為固液兩相反應，酯化反 應比較溫和，合成的產物的純度高，相比于傳統的有機堿縛酸劑如三乙胺、吡啶類化合物， 沒有刺激性氣味，并且基本無毒，更加安全環保;同時也避免了采用有機堿縛酸劑的反應進 程過快、激烈放熱造成的副產物過多等問題。
[0030] 作為優選，所述的酰化反應的溫度為-20-20°C。
[0031] 酰化反應的溫度大于20°C時，反應速率過快，產物的收率和純度都會有所下降;反 應溫度小于_20°C，反應速率太慢，且生產成本比較高。
[0032] 進一步優選，所述酰化反應的溫度為-10-0°C。
[0033] 作為優選