[发明专利]草铵膦的制备方法

说明书

技术领域

本发明属于有机化学和农药化学领域，具体而言，本发明涉及草铵膦的一种新的制备方法。

背景技术

草铵膦(glufosinate-ammonium)是一种具有部分内吸作用的高效、低毒、非选择性(灭杀性)触杀型有机膦类除草剂，是由德国赫司特(Hoechst)公司最先开发。其合成方法有发酵法和化学合成法。发酵法主要是用双丙氨酰膦经微生物发酵生产。化学合成法大多是以三氯化膦或亚膦酸酯为起始原料，与某些氨基衍生物反应而制备。

目前草铵膦的合成方法有阿布佐夫合成法，该法采用亚膦酸酯衍生物与卤代a-胺基(保护的)-丁酸衍生物反应，酸性条件下脱保护制备，该法中卤代a-胺基(保护的)-丁酸衍生物的制备较为繁琐，成本相对较高，而且，胺基的保护与脱保护，均使得制备成本增加。

高压催化合成法使用了一氧化碳和氢气在，15-20MPa的高压下反应，对设备的要求高，不适合工业化生产，此外CO也是剧毒气体，不太好控制。

低温定向合成法中氢化吡嗪的阴离子化过程需要-80℃的低温，不易工业化生产；另外用到正丁基锂也是极危险的易燃易爆品；中间体甲基氯乙基膦酸乙酯也需单独制备。

阿布佐夫-迈克尔法，由西南科技大学材料学院硕士研究生提出的，用亚膦酸三甲酯为原料生成甲基膦酸二甲酯，按文献所示，也可以用市场直接能购买的甲基膦酸二乙酯为原料，反应过程中用到五氯化磷(污染大)和乙烯基氯化镁，该格氏反应，工业化时也较难控制。

盖布瑞尔-丙二酸二乙酯合成法，此路线用到氯气和溴素，工业化时也较难控制，且成本较高。

以蛋氨酸为原料，经过羟基化，成内酯氯化，再和甲基膦酸二乙酯反应得到草铵膦的衍生物，水解得到草铵膦。此法中使用的蛋氨酸在反应过程中，将产生巯醇，污染问题较难解决。

目前较为成熟的工艺是斯垂克-泽林斯基法，该方法由德国赫斯特-舍林农业发展有限公司于1998年8月申请的制备方法专利(专利号为98808261)予以公开，该专利通过WO9909039进入了中国，该方法是在酸酐等条件下，由甲基亚膦酸二乙酯与丙烯醛反应，再经氰化物等反应制备草铵膦，其反应中用到了剧毒的氰化钾或钠。

发明内容

本发明的研究人员经过大量的实验研究发现，利用三价的甲基亚磷酸化合物与丁烯腈反应，然后利用Neber重排，再经水解反应制备草铵膦，不仅可以避免使用剧毒的氰化物，也可以免去使用氨基酸衍生物时对氨基的保护与脱保护等反应，使得制备草铵膦的工艺反应步骤少、操作简便、成本低，完全适合于规模化生产。

本发明是一种制备式(I)化合物或其盐的方法，

它主要包括以下步骤实现。

步骤1：

将式(II)的三价甲基磷化合物与式(III)的不饱和的衍生物，如果合适在缩合剂或活化剂及如果合适醇类存在下，生成式(IV)化合物，

其中：R₁为卤素、含或不含取代基的(C1-C4)烷氧基、苄氧基、苯氧基，R₂为(C1-C4)烷基、苄基；式(II)化合物主要选自甲基亚磷酸酯，包括单甲酯、双甲酯、单乙酯或双乙酯，使用到的活化剂优选乙酸酐。

步骤2：

将式(IV)化合物与式(V)的醇反应，生成式(VI)化合物；

其中R3为(C1-C4)的烷基；制备中，使用到的醇优选甲醇。而且该步反应可以不进行纯化，直接投下一步反应。

步骤3：

式(VI)化合物在氧化剂的存在下，反应生成式(VII)化合物；

在氧化剂的选择中，我们研究过用碘、高碘酸、高碘酸钠、次氯酸或次氯酸钠等，本发明中，优选次氯酸钠。

步骤4

式(VII)化合物，在碱存在下，经过Neber重排反应，生成式(VIII)化合物；

反应完成后，可直接将反应体系调整为酸性，进行下一步操作。

步骤5

式(VIII)化合物，在6N的盐酸水溶液下水解即可生成式(I)化合物；

以下通过实施例进一步说明本发明。

实施例1