[发明专利]一种改进的草铵膦及类似物的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种化合物的合成方法，具体涉及一种草铵膦及其类似物合成的方法。

背景技术

草铵膦(glufosinate-ammonium)由赫斯特公司(现德国拜耳公司)开发生产，化学名称4-[羟基(甲基)膦酰基]-DL-高丙氨酸，其他名称草铵膦铵盐、Basta、Buster等，属膦酸类除草剂，是谷氨酰胺合成抑制剂，非选择性触杀型除草剂。开发于上个世纪80年代，作为除草剂获得登记使用是1984年。草铵膦是世界大吨位农药品种，也是世界第二大转基因作物耐受除草剂。毒性低，较为安全，在土壤中易于降解，对作物安全，不易飘移，除草谱广，活性高，用量少，环境压力小，杀草迅速，能快速杀死100种以上的禾本科和阔叶杂草，可用水做基剂，使用安全方便，这些是该品优于其他除草剂的特点，所以这个产品在出现了众多高效超高效的产品后，依然可以畅销。

目前国内外草铵膦的合成技术路线较多，严海昌等(《农药》，2002，41(9)，46-48)做过综述报道，但各路线普遍存在反应步骤多，生产成本高的问题。拜尔公司在专利US4521348及US6359162中提出了以合成二氯甲基膦再合成甲基亚磷酸酯，经过一系列反应合成草铵膦的方法。该路线收率高、成本低，但起始路线二氯甲基膦合成原料、产物物化性质活泼，易燃易爆。合成过程处于500～600℃，如控制不稳定，容易产生极易自然的黄磷和磷化氢，危险性很大。另外，物料具有强腐蚀性，对反应设备材质选择及其加工制造工艺要求苛刻，目前国内加工制造水平难以满足生产要求。

为了提高原料利用率降低生产成本，同时避免工业化过程中的危险性，本发明提出了一种综合利用格氏法合成甲基亚磷酸酯和甲基次磷酸酯合成草铵膦及其类似物的方案。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的草铵膦及其类似物合成方法，以提高原料利用率降低生产成本，同时避免工业化过程中的危险性。

本发明的上述目的是通过以下技术方案实现的：

提供一种改进的草铵膦及其类似物合成的方法，是以PCl₃、亚膦酸三酯和氯甲烷为起始原料，通过格氏、歧化、偶联合成包括甲基亚膦酸二烷基酯(中间体I)和甲基次膦酸酯(中间体II)的两种甲基亚膦酸酯，然后用所述两种甲基亚膦酸酯采用不同路线分别合成得到式(VI)的α-氨基腈类化合物，式VI的化合物最终合成得到草铵膦及其类似物(VII)，

具体步骤如下：

①以PCl₃、亚膦酸三酯和氯甲烷为起始原料合成甲基亚膦酸酯，路线如下：

其中，HX中的X可为：F、Cl、Br或I；优选Cl或Br；

R₁为C1～C4的烷基；

甲基氯化镁与氯亚膦酸二酯的摩尔比例控制在0.95～1/1，通入的HX与氯亚膦酸二酯的摩尔比例控制在0～1/1；优选0.05/1～1/1；

格式偶联反应温度介于-50～80℃，优选为-20～30℃；反应时间介于0.5～24hr，优选为4～10hr；

②以甲基亚膦酸双酯(中间体I)和甲基次膦酸酯(中间体II)合成草铵膦中间体及其类似物

中间体I与式(IV)的化合物在醇类物质存在下，在-50～50℃下，优选-10～30℃下，发生Michael反应，生成甲基膦酸酯中间体(1-1)和/或(1-2)，再用所述中间体(1-1)和/或(1-2)进行Strecker反应，生成甲基膦酸氨基氰或其类似物(VI)；

中间体II与式(V)的化合物以1～5/1的摩尔比，于50℃～180℃下，在自由基引发剂存在下进行缩合反应，合成甲基膦酸酯中间体(2-1)，再用所述中间体(2-1)进行氨化反应生成甲基膦酸氨基氰或其类似物(VI)；

所述的自由基引发剂是过氧化物或偶氮类化合物。

所述的过氧化物选自C1～C20的取代或未取代的脂肪族过氧化物或取代或未取代的芳香族过氧化物；所述的偶氮类化合物选自C1～C20的取代或未取代的脂肪族偶氮类化合物或取代或未取代的芳香族偶氮类化合物。

所述的取代的脂肪族过氧化物是卤代脂肪族过氧化物；所述的取代的脂肪族偶氮类化合物是卤代脂肪族偶氮类化合物。

合成路线如下：

其中，R₁为C1～C4的烷基；R₃为氢或C1～C4的烷基；

③草铵膦及其类似物合成