本發(fā)明涉及一種農(nóng)藥除草劑制備技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
麥草畏(Dicamba)化學(xué)名為3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸,又名百草敵,由美國維爾斯科爾化學(xué)公司創(chuàng)制,是一種具有選擇性和內(nèi)吸傳導(dǎo)型苗后生長素類除草劑,屬于苯甲酸系列激素類除草劑,具有高效、廣譜、低毒的特點(diǎn)。麥草畏主要通過對激素的類似調(diào)節(jié)來控制敏感植物的生長,其內(nèi)吸作用強(qiáng),對闊葉雜草具有較高的選擇殺草活性,而且藥效時(shí)間長,主要用于玉米和谷物田地中雜草的防除,同時(shí)在高粱、甘蔗、牧場和非農(nóng)田作物上也都有使用。近年來,隨著耐草銨膦和麥草畏的轉(zhuǎn)基因作物的開發(fā),麥草畏這一傳統(tǒng)的除草劑品種亦煥發(fā)新生,其使用量逐年增長。
目前麥草畏的合成路線主要有以下幾種:
1)以1,2,4-三氯苯為原料,經(jīng)醇解、Kolbe-Schmidt反應(yīng)羧基化制備3,6-二氯水楊酸,再用硫酸二甲酯或氯甲烷醚化,之后再進(jìn)行水解得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸(US3345157、US4670610、GB1464320等)。此路線是國外生產(chǎn)廠家廣泛采用的路線,國內(nèi)也有部分廠家采用此路線生產(chǎn)。該路線缺點(diǎn)是第一步會形成難以分離的酚的異構(gòu)體,分離提純難度大,進(jìn)而影響終產(chǎn)品的純度。
2)以2,5-二氯苯胺為原料經(jīng)重氮化、水解、Kolbe-Schmidt反應(yīng)羧基化、成醚、水解得到麥草畏(US4005151)。國內(nèi)大部分廠家采用此路線合成麥草畏,但在制備2,5-二氯苯酚時(shí)產(chǎn)生的酸性廢水量大,經(jīng)歷高壓高溫的羧基化過程,成本相對較高。
3)長青農(nóng)化報(bào)道了以2,4-二氯苯酚為原料,通過乙?;?、Fries重排、醚化后再氧化合成麥草畏,但總收率偏低,產(chǎn)生的副產(chǎn)鹽較難處理。
4)浙江升華拜克報(bào)道了以2,5-二氯苯甲醚為起始原料,先與二氯甲基醚反應(yīng),再經(jīng)過水解得到相應(yīng)的醛,再經(jīng)氧化制備麥草畏。該路線中原料1,1-二氯甲基甲醚無工業(yè)化產(chǎn)品,同時(shí)該中間體制備過程中伴隨致癌物的產(chǎn)生。
總之,上述幾種方法均存在一定缺陷,要么中間體分離純化難度較大;要么反應(yīng)過程需要使用高壓設(shè)備及必須在很高的壓力下才能反應(yīng);要么反應(yīng)步驟過長,使反應(yīng)總產(chǎn)率較低;要么原料暫無工業(yè)化,很難放大生產(chǎn)。因此,需要開發(fā)一種新型的麥草畏合成工藝。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種制備3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的方法,該方法反應(yīng)條件溫和,避免了高溫高壓羧基化反應(yīng),反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn),操作簡單,并且收率高,反應(yīng)步驟少,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是:一種制備3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的方法,包括下述步驟:
A、2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛的合成
將2,5-二氯苯甲醚和氰化試劑、路易斯酸加入到有機(jī)溶劑中,通入HCl氣體在25-80℃反應(yīng),然后在75-100℃水解反應(yīng),得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛;氰化試劑為HCN或NaCN;
B、3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的合成
將2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛在氧化劑作用下反應(yīng)得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸,反應(yīng)方程式如下:
。
優(yōu)選的,步驟A中,路易斯酸為AlCl3或ZnCl2。
進(jìn)一步優(yōu)選的,步驟A中,2,5-二氯苯甲醚、氰化試劑、路易斯酸的摩爾比例為1:2-3: 1.5-2.5。
優(yōu)選的,步驟A中,有機(jī)溶劑為乙醚、叔丁基甲基醚、異丙醚或二氯乙烷。
進(jìn)一步優(yōu)選的,步驟A中,2,5-二氯苯甲醚與有機(jī)溶劑的質(zhì)量比例為1:3-5。
優(yōu)選的,步驟A中,水解反應(yīng)所用水解溶劑為水或者為水和乙醇的混合物;2,5-二氯苯甲醚與水解溶劑的質(zhì)量比例為1:3-5。
優(yōu)選的,步驟A中,將2,5-二氯苯甲醚和氰化試劑、路易斯酸加入到有機(jī)溶劑中,通入HCl氣體在25-80℃反應(yīng)4-6小時(shí),然后在75-100℃水解反應(yīng)0.5-1小時(shí),反應(yīng)結(jié)束后用萃取劑萃取后濃縮即得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛;其中,萃取劑為乙酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷或甲苯,2,5-二氯苯甲醚與萃取劑的質(zhì)量比例為1:1-2。
優(yōu)選的,步驟B中,氧化劑為NaClO或H2O2;2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛和氧化劑的摩爾比例為1:2-3。
優(yōu)選的,步驟B中,采用溶劑將2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶解,然后滴加氧化劑并控制反應(yīng)溫度在50-60℃反應(yīng)5-8小時(shí),反應(yīng)結(jié)束加入淬滅劑終止反應(yīng),然后加酸,酸化至pH為1-2,過濾干燥得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。
進(jìn)一步優(yōu)選的,步驟B中,溶劑為乙腈或四氫呋喃;淬滅劑為NaHCO3或Na2SO3;所用的酸為硫酸或鹽酸;2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛與溶劑的質(zhì)量比例為1:3-5。
采用上述技術(shù)方案所產(chǎn)生的有益效果在于:
本發(fā)明以2,5-二氯苯甲醚為原料,結(jié)合本公司產(chǎn)品氰化試劑原料的資源優(yōu)勢,在HCl和路易斯酸的存在下通過Gattermann合成反應(yīng)制備2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛中間體,該中間體被氧化成3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。反應(yīng)條件溫和,避免了高溫高壓羧基化反應(yīng),反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn),操作簡單,并且收率高,反應(yīng)步驟少,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明保護(hù)范圍不限于實(shí)施例,本領(lǐng)域技術(shù)人員在權(quán)利要求限定的范圍內(nèi)做出任何改動也屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。
實(shí)施例1
在溫度控制在5-10℃后,把100.0 g 2,5-二氯苯甲醚、30.53g HCN以及113.0 g AlCl3加入到300.0 g乙醚溶劑中,然后通入HCl氣體并將反應(yīng)液升溫至25℃反應(yīng)6小時(shí),之后停止HCl氣體通入,將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至300.0 g 的50%乙醇溶液中在75℃反應(yīng)1小時(shí)。水解結(jié)束后用100.0g乙酸乙酯萃取,靜置分液。有機(jī)相減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛111.2g,收率96.0%。
將111.2g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶于333.6g的乙腈中,并升溫到50℃后滴加136.6 g 27%的H2O2溶液,并保溫反應(yīng)8h,反應(yīng)結(jié)束后加入飽和NaHCO3水溶液100.0 g淬滅,減壓蒸餾回收溶劑乙腈。再用鹽酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為1-2,過濾干燥后得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸113.9g,收率95.0%。
實(shí)施例2
在溫度控制在5-10℃后,把50.0g 2,5-二氯苯甲醚、34.6 g NaCN以及75.3 g AlCl3加入到200.0g異丙醚溶劑中,然后通入HCl氣體并將反應(yīng)液升溫至60℃反應(yīng)5.5小時(shí)。停止HCl氣體通入,將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至200.0 g 的20%的乙醇溶液中在85℃反應(yīng)0.5小時(shí)。水解結(jié)束后用100.0g甲苯萃取并靜置分液。之后減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛55.5 g,收率95.8%。
將55.5 g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶于220.0 g的四氫呋喃中,并升溫到55 ℃后滴加404.3g 13 %的NaClO溶液,并保溫反應(yīng)5 h,反應(yīng)結(jié)束后加入飽和Na2SO3水溶液100.0 g淬滅,減壓蒸餾回收溶劑四氫呋喃。再用硫酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為1-2,過濾干燥后得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸57.1g,收率95.4%。
實(shí)施例3
在溫度控制在5-10℃后,把75.0 g 2,5-二氯苯甲醚、34.6 g HCN以及141.3 g ZnCl2加入到375.0g二氯乙烷溶劑中,然后通入HCl氣體并將反應(yīng)液升溫至80℃反應(yīng)4小時(shí)。停止HCl氣體通入,將反應(yīng)液轉(zhuǎn)移至375.0 g 的水中在100℃反應(yīng)0.5小時(shí)。水解結(jié)束后分液,水層用75.0 g二氯甲烷萃取。合并有機(jī)相之后減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛83.1 g,收率95.6%。
將83.1g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶于415.5 g的乙腈中,并升溫到60 ℃后滴加153.0 g 27 %的H2O2溶液,并保溫反應(yīng)7 h,反應(yīng)結(jié)束后加入飽和Na2SO3水溶液100 g淬滅,減壓蒸餾回收溶劑乙腈。再用硫酸調(diào)節(jié)反應(yīng)液的pH為1-2,過濾干燥后得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸85.3 g,收率95.3%。
本發(fā)明以2,5-二氯苯甲醚為原料,結(jié)合本公司產(chǎn)品氰化試劑原料的資源優(yōu)勢,在HCl和路易斯酸的存在下通過Gattermann合成反應(yīng)制備2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛中間體,該中間體被氧化成3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。反應(yīng)條件溫和,避免了高溫高壓羧基化反應(yīng),反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn),操作簡單,并且收率高,反應(yīng)步驟少,具有很好的應(yīng)用價(jià)值。