[发明专利]一种制备草铵膦的方法及其中间体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及农药技术领域，特别涉及一种制备草铵膦的方法及其中间体的制备方法。

背景技术

草铵膦(glufosinate-ammonium)，化学名称为4-[羟基(甲基)膦酰基]-DL-丙氨酸，结构如式V所示：

式V

属膦酸类除草剂，是谷氨酰胺合成抑制剂，为非选择性(灭生性)触杀型除草剂，开发于上世纪80年代，作为除草剂登记使用是在1984年。草铵膦是世界大吨位的农药品种，也是世界第二大转基因作物耐受除草剂，具有活性高、毒性低、易降解、对作物安全、除草谱广等优点。草铵膦能快速杀死100种以上禾本科和阔叶杂草。与草甘膦相比，草铵膦对部分多年生恶性杂草的去除效果更好，在高经济价值作物领域更有市场竞争力。草铵膦除了具有除草活性外，还具有杀虫和杀菌活性，可以与杀虫剂、杀菌剂混配，达到同时防治的效果。

目前文献报道的草铵膦合成方法主要有阿布佐夫合成法、高温催化法、低温定向合成法、盖布瑞尔合成法、斯垂可-泽林斯基法。其中阿布佐夫合成法中的胺基丁酸中间体需要胺基的保护与脱保护，生产成本较高。高温催化合成法需要在20Mpa的高压下完成反应，对设备要求很高，从而增加了生产成本，不适合工业生产。低温定向合成法需要使用丁基锂一类的强碱，反应过程需要控温在76℃以下，生产条件难以控制，丁基锂的使用也增加了安全隐患，不适合工业化生产。盖布瑞尔合成法需要使用氯气，工艺成本较高。

目前较为成熟的是斯垂克-泽林斯法，通过甲基亚膦酸酯与丙烯醛加成后，发生Strecker反应、水解、纯化后获得高纯度的草铵膦。

该方法的相关专利有CN98808261和CN200510061141，但是上述两篇中国专利均未介绍制备草铵膦的中间体甲基亚膦酸酯的制备工艺，而且两篇专利中的Strecker反应的合成收率不高，且该反应的副产物在后期很难分离，增加了生产成本，而且反应时间多在2～6小时，时间较长，生产效率较低。

甲基亚膦酸酯的制备在甲基亚膦酸二乙酯合成工艺(王宏亮，邵生富，精细化工中间体，2005，35(2)：54-56)有介绍，该文中使用三乙胺、N，N-二甲基甲酰胺、吡啶作催化剂，甲基亚膦酸二乙酯的收率只有40.3％，而且合成基亚膦酸二乙酯反应使用的溶剂正戊烷价格很高，收率和成本问题都增加了工业化难度。

此外，按文献报道的Strecker反应之后的氰基中间体需要水解处理，水解后的结构为草铵膦盐酸盐，然后经过NaOH或氨水处理后才会得到产物草铵膦，而这种处理会产生大量氯化钠或氯化铵等工业废盐，增加了环保处理成本，不符合绿色化工生产趋势。

因此，提供一种副反应少、反应时间短、产品纯度高、易纯化的制备草铵膦的方法，具有重要意义。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种制备草铵膦的方法及其中间体的制备方法。本发明提供的制备草铵膦的方法及其中间体的制备方法，使用高效的催化剂及廉价的反应溶剂，副反应少，反应时间短，产品纯度高，易分离，且催化剂和溶剂易得，易于再生和回收利用，降低了生产成本，符合绿色化工趋势，适于工业化生产。

为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

本发明提供了一种制备草铵膦的方法，包括如下步骤：

步骤1：三氯化磷与式I所示化合物经第一催化剂催化发生歧化反应获得式II所示化合物；第一催化剂为三乙胺、N，N-二甲基甲酰胺或吡啶与六甲基磷酰三胺的混合物；

步骤2：在第一溶剂中，镁与氯甲烷发生格式反应获得甲基氯化镁；第一溶剂为乙醚、四氢呋喃、甲苯、二甲苯、三甲苯、氯苯中的一种或两者以上的混合物；

步骤3：式II所示化合物与甲基氯化镁发生取代反应获得式III所示化合物；

步骤4：在第二溶剂中，式III所示化合物与丙烯醛发生加成反应后，经第一酸水解获得式IV所示化合物；第二溶剂为甲醇、乙醇、丙醇、正丁醇、异丙醇、吡啶中的一种或两者以上的混合物；

步骤5：式IV所示化合物与氰化钠、氯化铵、氨水经第二催化剂催化发生Strecker反应，再经第二酸水解后精制，即得；所述第二催化剂为蒙脱石固载的路易斯酸，路易斯酸包括氯化铝、氯化铁、三氟化硼、五氯化铌、二氯化镍、三氯化铋中的一种或两者以上的混合物；

式I                     式II                式III

式IV