本發(fā)明屬于除草劑中間體制備
技術領域:
,具體涉及一種5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法。
背景技術:
:甲氧咪草煙是由美國氰胺(現(xiàn)為basf)公司開發(fā)的咪唑啉酮類除草劑,屬于乙酰乳酸合成酶(als)或乙酸羥酸合成酶(ahas)的抑制劑,通過葉片吸收、傳導并積累于分生組織,抑制ahas的活性,導致支鏈氨基酸-擷氨酸、亮氨酸與異亮氨酸生物合成停止,干擾dna合成及細胞有絲分裂與植物生長,最終造成植株死亡。甲氧咪草煙在中國發(fā)展前景良好,市場空間巨大,未來發(fā)展將保持逐步上升態(tài)勢。5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯則是制備甲氧咪草煙的關鍵中間體。美國專利文獻us5288866a公開了一種5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法,它是以5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯為起始原料,在偶氮二異丁腈的存在下、在四氯化碳溶劑中、經n-溴代丁二酰亞胺溴化制得;該方法的不足在于:目標產物只有57%,尤其是(二溴)副產物高達23%,導致收率較低,即使通過循環(huán)套用最高收率也不會超過75%。世界專利文獻wo2010055042a1公開了一種5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法,它是以5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯為起始原料,在偶氮二異丁腈的存在下、在二氯乙烷溶劑中、經液溴溴化制得;該方法的不足在于:副產物更多,除了二溴副產物,還有三溴副產物,因此,其轉化率只有50%,表明其收率更低。技術實現(xiàn)要素:本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術的上述不足,提供一種副產物較少、目標產物收率較高的5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法。實現(xiàn)本發(fā)明上述目的的技術方案是:一種5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法,它是以5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯為起始原料,在偶氮二異丁腈的存在下、在有機溶劑中經溴化反應制得;所述溴化反應是在溴酸鈉的存在下與氫溴酸進行的。所述5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯與所述氫溴酸的摩爾比為1∶1~1∶3,優(yōu)選為1∶2。所述5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯與所述溴酸鈉的摩爾比為1∶0.1~1∶1,優(yōu)選為1∶0.4。所述5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯與所述偶氮二異丁腈的摩爾比為1∶0.05~1∶0.5,優(yōu)選為1∶0.1。所述有機溶劑為二氯乙烷、乙腈、二甲基甲酰胺(dmf)、四氫呋喃或者甲苯,優(yōu)選為二氯乙烷。所述溴化反應溫度為回流反應溫度。所述溴化反應時間為1~5h,優(yōu)選為2h。本發(fā)明具有的積極效果:(1)本發(fā)明的方法采用氫溴酸作為溴化試劑,同時采用溴酸鈉與偶氮二異丁腈共同作為引發(fā)劑,這樣能夠大大減少副產物的生產,單次反應副產物只有1%左右,循環(huán)反應副產物也只有2%左右,從而可以通過循環(huán)套用獲得90%以上的收率。(2)本發(fā)明的方法還避免使用劇毒液溴,原料易得、工藝簡便、副反應少、操作安全,適合工業(yè)化大生產。具體實施方式(實施例1)本實施例的5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯的制備方法如下:向反應瓶中加入50g的5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯(0.24mol)、128g的二氯乙烷、14.5g的溴酸鈉(0.096mol)、3.92g的偶氮二異丁腈(0.024mol)以及130g的水,加熱至回流,滴加97g的濃度為40wt%的氫溴酸(0.48mol),約2h滴完,滴完繼續(xù)保溫回流反應2h。反應結束后,將反應液冷卻至室溫(15~25℃,下同),用30wt%氫氧化鈉水溶液將反應液ph值調至6.0±0.2,攪拌后靜置分層,將有機層水洗后減壓脫除溶劑,得到68g紅棕色液體。hpcl顯示該單次反應后的紅棕色液體含65.8%的目標產物,31.3%的5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯,0.9%的5-二溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯。分離出紅棕色液體中沒有反應的原料循環(huán)套用,繼續(xù)進行溴化反應,約3次溴化后總收率達95.2%,5-二溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯含量為1.8%。(實施例2~實施例6)各實施例的制備方法與實施例1基本相同,不同之處見表1。表1實施例1實施例2實施例3實施例4實施例5實施例65-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol100g,0.48mol40wt%氫溴酸97g,0.48mol48.5g,0.24mol145.5g,0.72mol97g,0.48mol97g,0.48mol194g,0.96mol溴酸鈉14.5g,0.096mol14.5g,0.096mol14.5g,0.096mol3.63g,0.024mol36.3g,0.240mol29.0g,0.192mol單次反應目標產物65.8%65.5%66.1%65.2%65.3%65.7%單次反應剩余原料31.3%31.5%31.5%31.1%31.3%31.2%單次反應二溴副產物0.9%1.1%0.7%1.3%1.2%1.0%循環(huán)反應二溴副產物1.8%2.1%1.6%2.3%2.2%1.8%循環(huán)反應總收率95.2%94.8%95.6%94.3%94.6%95.3%(對比例1~對比例4)各對比例的制備方法與實施例1基本相同,不同之處見表2。表2實施例1對比例1對比例2對比例3對比例45-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol50g,0.24mol40wt%氫溴酸97g,0.48mol97g,0.48mol97g,0.48mol//溴酸鈉14.5g,0.096mol/18.1g,0.12mol//偶氮二異丁腈3.92g,0.024mol19.7g,0.12mol/19.7g,0.12mol19.7g,0.12moln-溴代丁二酰亞胺///85.4g,0.48mol/液溴////38.4g,0.24mol單次反應目標產物65.8%57.6%55.5%59.2%47.6%單次反應剩余原料31.3%32.6%30.7%15.4%16.8%單次反應二溴副產物0.9%7.5%11.5%22.7%27.3%單次反應三溴副產物////5.9%循環(huán)反應二溴副產物1.8%12.3%18.5%25.4%29.5%循環(huán)反應三溴副產物////7.3%總收率95.2%83.8%77.3%71.3%59.8%表1和表2中的目標產物即為5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯,原料即為5-甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯,二溴副產物即為5-二溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯,三溴副產物即為5-三溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯。當前第1頁12