[发明专利]一种植物保护剂中间体的合成工艺

说明书

本发明公开了一种植物保护剂中间体的合成工艺，涉及含氮杂环化合物合成技术领域。所述合成工艺包括以下步骤：仲丁基脲和乙酰乙酸甲酯在取代芳烃类溶剂和含磷催化剂存在下进行脱水缩合反应，生成3‑(3‑仲丁基)脲‑2‑丁烯酸甲酯；进一步在碱性条件下进行环合反应，得到3‑仲丁基‑6‑甲基脲嘧啶。本发明对脱水缩合反应催化剂和溶剂进行考察优化，相较于现有技术，明显提高了3‑仲丁基‑6‑甲基脲嘧啶的收率和纯度，且生产成本低，工艺稳定可重复，满足商业化生产。

技术领域

本发明涉及含氮杂环化合物合成技术领域，尤其是涉及一种植物保护剂中间体3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶的合成工艺。

背景技术

植物保护剂5-溴-3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶，作为含氮杂环化合物的脲嘧啶类化合物，是具有高选择性和内吸传导作用的茎叶处理剂，用于防除多种一年生和多年生禾本科杂草。对禾本科、阔叶杂草以及深根茎杂草有很好的杀灭效果，具有高活性、低毒性的特点。

3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶作为5-溴-3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶重要的中间体，其结构式如下：

目前中间体3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶主要有三种合成路线：

路线一为异氰酸酯法，US3235363报道了以2-丁胺为原料，与三光气反应生成异氰酸酯，然后与3-氨基巴豆酸甲酯发生缩合反应，缩合产物在甲醇钠催化下环合，得到目标产物3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶。

路线一：

但该路线的缺点是：用到二级有机毒品三光气；反应及后处理过程中气味重，环境污染较大；要求反应溶剂水分残留低，否则产生光气，所用原料较贵，经济性较差。

路线二是以2-溴丁烷为原料，与尿素反应得到仲丁基脲，然后与乙酰乙酸甲酯在对甲苯磺酸作催化剂催化下脱水缩合得到3-(3-仲丁基)脲-2-丁烯酸甲酯，再在碱性条件下环合、酸化后得到目标产物3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶。

路线二：

路线三是以仲丁胺为原料，与氰酸钠(或氰酸钾)反应，得到仲丁基脲，然后与乙酰乙酸甲酯在对甲苯磺酸作催化剂催化下脱水缩合，再在碱性条件下环合、酸化后得到目标产物3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶。

路线三：

路线二与路线三除了起始原料不同外，后续反应相同，在这两条路线中，最为关键的步骤是仲丁基脲与乙酰乙酸甲酯的脱水缩合反应，不同反应条件对收率及产品质量影响很大。但脱水缩合反应目前鲜有专利报道，目前较少的文献资料中，脱水缩合反应基本都是以环己烷或苯作溶剂，硫酸或对甲苯磺酸作催化剂，重复上述文献，发现上述反应条件下所得产品外观较深、收率低。

专利CN103012286采用路线三进行制备，但没有详细说明以何种酸进行催化，其总收率只有50.52％。文献报道以对甲苯磺酸为催化剂，以环己烷为溶剂，在回流下分水生成3-(3-仲丁基)脲-2-丁烯酸甲酯，然后3-(3-仲丁基)脲-2-丁烯酸甲酯在甲醇钠或钠氢存在下进行环合反应，生成目标产物3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶(范晓泉等，3-仲丁基-6-甲基-5-溴脲嘧啶的合成[J].精细与专用化学品，2007，15(1):11-16)，经小试重复收率仅为55％。还有文献报道以苯为溶剂以对甲苯磺酸为催化剂进行脱水反应、然后环合得3-仲丁基-6-甲基脲嘧啶(J.A.Gardiner,Identification of Metabolites of Bromacil in RatUrine[J].J.AGR.FOOD CHEM.,17(5):967-973)，收率73％。

但上述合成方法有如下缺点：