[发明专利]一种咪草烟中间体及其合成方法和应用

说明书

本发明公开了一种咪草烟中间体及其合成方法和应用，该中间体以5‑乙基吡啶‑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咪草烟的方法，属于咪草烟制备技术领域。

背景技术

咪草烟（imazethapyr），又名咪唑乙烟酸，属于咪唑啉酮类除草剂，是20世纪80年代美国氰胺公司开发的一种高效、低毒、广谱的大豆田除草剂，其结构如下：

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目前咪草烟的合成存在以下几种工艺：

专利CN 102453022 A报道以2-[(1-腈基-1,2-二甲基丙基)-甲酰胺基]-5-乙基烟酸水解成酰胺再制备咪草烟，反应所用碱性条件优选使用氢氧化钠/双氧水，随后进行酸化反应处理，收率80%，反应过程使用了二甲苯，二甲苯带来的废水废料的处理大大增加了成本。

专利US4861887报道以2-氨基-2,3-二甲基2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺与5-乙基-2,3-吡啶二甲酸反应来制备咪草烟，收率65%，总体看来成本太高且收率低。

专利US4798619报道了咪草烟可以由双烯酮出发，经2-氯甲基-5-乙基烟酸乙酯合成，收率70%左右，并且实验条件要求比较苛刻，低温-10℃或长反应时间，生产成本过高。

文献《上海化工》第十三期 31 中报道了咪草烟的合成方法，此文献使用5-乙基-2-皮考啉法合成咪草烟，收率仅65%。

刘立平在其硕士学位论文《除草剂咪草烟的合成工艺概述》中以5-乙基吡啶-2,3-二羧酸二乙酯和2-氨基-2,3-二甲基丁酰胺为原料、以甲醇钠为催化剂合成了咪草烟，并在文章中研究了不同的原料配比、催化剂对反应收率和纯度的影响，经验证，咪草烟最佳的收率仅为80%。

发明内容

本发明的目的是提供一种新的化合物，该化合物可以作为咪草烟的中间体，由5-乙基吡啶-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咪草烟中间体化合物的制备方法以及以该中间体制备咪草烟的新方法，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咪草烟的新路线，也成功得到了一种新的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：

本发明提供了上述式I所示的化合物的合成方法，该方法包括以5-乙基吡啶-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反应得到式I所示的化合物的步骤。

上述合成方法中，5-乙基吡啶-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-乙基吡啶-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。该中间体的形成为咪草烟的合成提供了新的思路，为更为合理的咪草烟的合成路线的研究提供了新的方向。