一種製備3,6‑二氯‑2‑甲氧基苯甲酸的方法與流程
2023-06-11 17:17:06
本發明涉及一種農藥除草劑製備技術領域。
背景技術：
麥草畏（Dicamba）化學名為3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸，又名百草敵，由美國維爾斯科爾化學公司創製，是一種具有選擇性和內吸傳導型苗後生長素類除草劑，屬於苯甲酸系列激素類除草劑，具有高效、廣譜、低毒的特點。麥草畏主要通過對激素的類似調節來控制敏感植物的生長，其內吸作用強，對闊葉雜草具有較高的選擇殺草活性，而且藥效時間長，主要用於玉米和穀物田地中雜草的防除，同時在高粱、甘蔗、牧場和非農田作物上也都有使用。近年來，隨著耐草銨膦和麥草畏的轉基因作物的開發，麥草畏這一傳統的除草劑品種亦煥發新生，其使用量逐年增長。
目前麥草畏的合成路線主要有以下幾種：
1）以1,2,4-三氯苯為原料，經醇解、Kolbe-Schmidt反應羧基化製備3,6-二氯水楊酸，再用硫酸二甲酯或氯甲烷醚化，之後再進行水解得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸（US3345157、US4670610、GB1464320等）。此路線是國外生產廠家廣泛採用的路線，國內也有部分廠家採用此路線生產。該路線缺點是第一步會形成難以分離的酚的異構體，分離提純難度大，進而影響終產品的純度。
2）以2,5-二氯苯胺為原料經重氮化、水解、Kolbe-Schmidt反應羧基化、成醚、水解得到麥草畏（US4005151）。國內大部分廠家採用此路線合成麥草畏，但在製備2,5-二氯苯酚時產生的酸性廢水量大，經歷高壓高溫的羧基化過程，成本相對較高。
3）長青農化報導了以2,4-二氯苯酚為原料，通過乙醯化、Fries重排、醚化後再氧化合成麥草畏，但總收率偏低，產生的副產鹽較難處理。
4）浙江升華拜克報導了以2,5-二氯苯甲醚為起始原料，先與二氯甲基醚反應,再經過水解得到相應的醛，再經氧化製備麥草畏。該路線中原料1,1-二氯甲基甲醚無工業化產品，同時該中間體製備過程中伴隨致癌物的產生。
總之，上述幾種方法均存在一定缺陷，要麼中間體分離純化難度較大；要麼反應過程需要使用高壓設備及必須在很高的壓力下才能反應；要麼反應步驟過長，使反應總產率較低；要麼原料暫無工業化，很難放大生產。因此，需要開發一種新型的麥草畏合成工藝。
技術實現要素：
本發明要解決的技術問題是提供一種製備3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的方法，該方法反應條件溫和，避免了高溫高壓羧基化反應，反應條件易於實現，操作簡單，並且收率高，反應步驟少，具有很好的應用價值。
為解決上述技術問題，本發明所採取的技術方案是：一種製備3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的方法，包括下述步驟：
A、2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛的合成
將2,5-二氯苯甲醚和氰化試劑、路易斯酸加入到有機溶劑中，通入HCl氣體在25-80℃反應，然後在75-100℃水解反應，得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛；氰化試劑為HCN或NaCN；
B、3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸的合成
將2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛在氧化劑作用下反應得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸，反應方程式如下：
。
優選的，步驟A中，路易斯酸為AlCl3或ZnCl2。
進一步優選的，步驟A中，2,5-二氯苯甲醚、氰化試劑、路易斯酸的摩爾比例為1:2-3: 1.5-2.5。
優選的，步驟A中，有機溶劑為乙醚、叔丁基甲基醚、異丙醚或二氯乙烷。
進一步優選的，步驟A中，2,5-二氯苯甲醚與有機溶劑的質量比例為1:3-5。
優選的，步驟A中，水解反應所用水解溶劑為水或者為水和乙醇的混合物；2,5-二氯苯甲醚與水解溶劑的質量比例為1:3-5。
優選的，步驟A中，將2,5-二氯苯甲醚和氰化試劑、路易斯酸加入到有機溶劑中，通入HCl氣體在25-80℃反應4-6小時，然後在75-100℃水解反應0.5-1小時，反應結束後用萃取劑萃取後濃縮即得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛；其中，萃取劑為乙酸乙酯、二氯甲烷、二氯乙烷或甲苯，2,5-二氯苯甲醚與萃取劑的質量比例為1:1-2。
優選的，步驟B中，氧化劑為NaClO或H2O2；2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛和氧化劑的摩爾比例為1:2-3。
優選的，步驟B中，採用溶劑將2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶解，然後滴加氧化劑並控制反應溫度在50-60℃反應5-8小時，反應結束加入淬滅劑終止反應，然後加酸，酸化至pH為1-2，過濾乾燥得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。
進一步優選的，步驟B中，溶劑為乙腈或四氫呋喃；淬滅劑為NaHCO3或Na2SO3；所用的酸為硫酸或鹽酸；2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛與溶劑的質量比例為1:3-5。
採用上述技術方案所產生的有益效果在於：
本發明以2,5-二氯苯甲醚為原料，結合本公司產品氰化試劑原料的資源優勢，在HCl和路易斯酸的存在下通過Gattermann合成反應製備2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛中間體，該中間體被氧化成3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。反應條件溫和，避免了高溫高壓羧基化反應，反應條件易於實現，操作簡單，並且收率高，反應步驟少，具有很好的應用價值。
具體實施方式
下面結合實施例對本發明進行詳細說明。本發明保護範圍不限於實施例，本領域技術人員在權利要求限定的範圍內做出任何改動也屬於本發明保護的範圍。
實施例1
在溫度控制在5-10℃後，把100.0 g 2,5-二氯苯甲醚、30.53g HCN以及113.0 g AlCl3加入到300.0 g乙醚溶劑中，然後通入HCl氣體並將反應液升溫至25℃反應6小時，之後停止HCl氣體通入，將反應液轉移至300.0 g 的50%乙醇溶液中在75℃反應1小時。水解結束後用100.0g乙酸乙酯萃取，靜置分液。有機相減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛111.2g，收率96.0%。
將111.2g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶於333.6g的乙腈中，並升溫到50℃後滴加136.6 g 27%的H2O2溶液，並保溫反應8h，反應結束後加入飽和NaHCO3水溶液100.0 g淬滅，減壓蒸餾回收溶劑乙腈。再用鹽酸調節反應液的pH為1-2，過濾乾燥後得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸113.9g，收率95.0%。
實施例2
在溫度控制在5-10℃後，把50.0g 2,5-二氯苯甲醚、34.6 g NaCN以及75.3 g AlCl3加入到200.0g異丙醚溶劑中，然後通入HCl氣體並將反應液升溫至60℃反應5.5小時。停止HCl氣體通入，將反應液轉移至200.0 g 的20%的乙醇溶液中在85℃反應0.5小時。水解結束後用100.0g甲苯萃取並靜置分液。之後減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛55.5 g，收率95.8%。
將55.5 g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶於220.0 g的四氫呋喃中，並升溫到55 ℃後滴加404.3g 13 %的NaClO溶液，並保溫反應5 h，反應結束後加入飽和Na2SO3水溶液100.0 g淬滅，減壓蒸餾回收溶劑四氫呋喃。再用硫酸調節反應液的pH為1-2，過濾乾燥後得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸57.1g，收率95.4%。
實施例3
在溫度控制在5-10℃後，把75.0 g 2,5-二氯苯甲醚、34.6 g HCN以及141.3 g ZnCl2加入到375.0g二氯乙烷溶劑中，然後通入HCl氣體並將反應液升溫至80℃反應4小時。停止HCl氣體通入，將反應液轉移至375.0 g 的水中在100℃反應0.5小時。水解結束後分液，水層用75.0 g二氯甲烷萃取。合併有機相之後減壓濃縮得到2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛83.1 g，收率95.6%。
將83.1g的2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛溶於415.5 g的乙腈中，並升溫到60 ℃後滴加153.0 g 27 %的H2O2溶液，並保溫反應7 h，反應結束後加入飽和Na2SO3水溶液100 g淬滅，減壓蒸餾回收溶劑乙腈。再用硫酸調節反應液的pH為1-2，過濾乾燥後得到3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸85.3 g，收率95.3%。
本發明以2,5-二氯苯甲醚為原料，結合本公司產品氰化試劑原料的資源優勢，在HCl和路易斯酸的存在下通過Gattermann合成反應製備2-甲氧基-3,6-二氯苯甲醛中間體，該中間體被氧化成3,6-二氯-2-甲氧基苯甲酸。反應條件溫和，避免了高溫高壓羧基化反應，反應條件易於實現，操作簡單，並且收率高，反應步驟少，具有很好的應用價值。