5‑溴甲基‑2,3‑吡啶二甲酸二甲酯的製備方法與流程

2023-06-13 22:27:36

本發明屬於除草劑中間體製備
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製備方法。
背景技術：
：甲氧咪草煙是由美國氰胺（現為basf）公司開發的咪唑啉酮類除草劑，屬於乙醯乳酸合成酶（als）或乙酸羥酸合成酶（ahas）的抑制劑，通過葉片吸收、傳導並積累於分生組織，抑制ahas的活性，導致支鏈胺基酸-擷氨酸、亮氨酸與異亮氨酸生物合成停止，幹擾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展前景良好，市場空間巨大，未來發展將保持逐步上升態勢。5-溴甲基-2,3-吡啶二甲酸二甲酯則是製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製備方法，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-溴代丁二醯亞胺溴化製得；該方法的不足在於：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製備方法，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、經液溴溴化製得；該方法的不足在於：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。技術實現要素：本發明的目的在於克服現有技術的上述不足，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製備方法。實現本發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製備方法，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製得；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，優選為1∶0.1。所述有機溶劑為二氯乙烷、乙腈、二甲基甲醯胺（dmf）、四氫呋喃或者甲苯，優選為二氯乙烷。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，優選為2h。本發明具有的積極效果：（1）本發明的方法採用氫溴酸作為溴化試劑，同時採用溴酸鈉與偶氮二異丁腈共同作為引發劑，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，循環反應副產物也只有2%左右，從而可以通過循環套用獲得90%以上的收率。（2）本發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製備方法如下：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，滴完繼續保溫回流反應2h。反應結束後，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，攪拌後靜置分層，將有機層水洗後減壓脫除溶劑，得到68g紅棕色液體。hpcl顯示該單次反應後的紅棕色液體含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套用，繼續進行溴化反應，約3次溴化後總收率達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）各實施例的製備方法與實施例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%單次反應剩餘原料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%循環反應二溴副產物1.8%2.1%1.6%2.3%2.2%1.8%循環反應總收率95.2%94.8%95.6%94.3%94.6%95.3%（對比例1～對比例4）各對比例的製備方法與實施例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-溴代丁二醯亞胺///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%單次反應剩餘原料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%循環反應二溴副產物1.8%12.3%18.5%25.4%29.5%循環反應三溴副產物////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