[发明专利]一种甲基咪草烟中间体及其制备方法和应用

说明书

本发明公开了一种甲基咪草烟中间体及其制备方法和应用，该中间体以5‑甲基吡啶‑2,3‑二羧酸二乙酯和2‑氨基‑2,3‑二甲基丁酰胺为原料，在金属催化剂的作用下经胺酯交换反应得到，然后再进一步与碱性水溶性发生合环反应、加酸酸化，得到甲基咪草烟。本发明反应速度快，产物纯度高、收率高、反应条件温和，三废少，合成过程粗放，不但优化了反应条件，降低了反应的设备成本，而且产生的产品容易分离，简化了生产工艺。

技术领域

本发明涉及一种新型的甲基咪草烟中间体，还涉及该中间体的制备方法以及采用该中间体制备甲基咪草烟的方法，属于甲基咪草烟制备技术领域。

背景技术

甲基咪草烟（imazethapyr），又名甲咪唑烟酸，主要用于花生田早期苗后除草，对莎草科杂草、稷属杂草、草决明、播娘蒿等具有很好的活性。甲基咪草烟结构如下：

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目前，甲基咪草烟的合成存在以下几种工艺：

专利US4997947报道了以吡啶二羧酸酐与氨基酰胺来合成甲基咪草烟的方法。该方法先是用吡啶二羧酸来制作酸酐，然后用酸酐再和氨基酰胺反应生产甲基咪草烟。酸酐的合成必然带来一定的含有乙酸的废水，该废水难以处理，且产品收率仅有70%，成本难以控制，难以实现工业化生产。

专利US4562257报道了以吡啶二羧酸酐与氨基腈来合成甲基咪草烟的方法。该方法先是用吡啶二羧酸酐与氨基腈反应生成中间体，然后在氢氧化钠碱液下合环变成甲基咪草烟。该方法所得产品的收率在不同溶剂下各不相同，收率平均在75%左右，但是吡啶二羧酸酯的价格相当高昂，不利于实现工业化生产。

专利US4474962报道了以2-皮考啉法来合成甲基咪草烟的方法。该方法先是用2,5-二甲基吡啶、硫与氨基酰胺反应生成中间体，然后再利用丁基锂和二氧化碳在零下70℃的条件下生成甲基咪草烟。该方法收率仅仅有60%，并且使用丁基锂，还要求在无水无氧及-70℃深度冷冻条件下反应，条件过于苛刻，难以工业化。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的化合物，该化合物可以作为甲基咪草烟的中间体，该中间体由5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺在金属催化剂作用下形成，为甲基咪草烟的合成提供了新的思路。

本发明另一目的是提供上述甲基咪草烟中间体化合物的制备方法以及以该中间体制备甲基咪草烟的新方法，该方法合成路线短、反应转化率高、反应条件温和、对设备要求低、后处理简单，便于工业化生产。

经过研究，本发明得到了一种合成甲基咪草烟的新路线，也成功得到了一种新的甲基咪草烟中间体化合物，该中间体化合物具有下式I所示的结构式：

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本发明提供了上述式I所示的化合物的制备方法，该方法包括以5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺为原料、在金属催化剂作用下反应得到式I所示的化合物的步骤。

上述合成方法中，5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺发生的是胺酯交换反应，如果没有催化剂，胺酯交换反应会比较缓慢，产物的收率也会很低，加入催化剂可以促使反应快速进行，也可以提高产品收率。反应所用的催化剂为金属催化剂，主要的催化剂有：二氯化钯、四氯化锡、四氯化钛、二氯化锌、三氟甲烷磺酸钪、二氯化镍等。本发明通过催化剂的选择，改变了5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的反应方向，形成了新的中间体。该中间体的形成为甲基咪草烟的合成提供了新的思路，为更为合理的甲基咪草烟的合成路线的研究提供了新的方向。

进一步的，上述式I所示的化合物的制备方法中，5-甲基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯与2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺的摩尔比为1:1.1~1.3。