一种丙炔氟草胺中间体的合成方法与流程

本发明属于农药合成，涉及一种丙炔氟草胺中间体的合成方法，具体涉及一种6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮的合成方法。

背景技术：

1、丙炔氟草胺(flumioxazin)是日本住友工业化学株式会社开发的酞酰亚胺类除草剂，也是典型的触杀型除草剂，主要用于防除一年生阔叶杂草和部分禾本科杂草。

2、

3、6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮是一种用于制备丙炔氟草胺的关键中间体(其结构式如下所示)，其收率决定了丙炔氟草胺的最终合成效率。

4、

5、现有技术中，6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮的合成路线主要有以下几种：

6、路线一：引用文献1

7、

8、以廉价易得的间二氯苯为原料，经过硝化、氟化、醚化、还原关环等反应，得到目标产物。但是该路线中氟化很难控制，会发生副反应，得到单氟中间体，且条件苛刻，不利于工业化生产。

9、路线二：引用文献2

10、

11、以间二氯苯为原料，经过硝化、醚化、氟化、还原关环等反应，得到目标产物。虽然氟化反应采用冠醚作为催化剂，可有效降低反应温度，减少副反应发生，但是最终收率仍然不高，不具有市场竞争力。

12、路线三：引用文献3

13、

14、以2,4,5-三氯硝基苯为原料，经过氟化、醚化、胺化、还原关环等反应，得到目标产物。各步反应工艺条件温和，操作简便，安全性高，且反应耗时较短，但是氟化和胺化时基团的定位复杂，选择性低，导致中间产物所含杂质较多，分离困难，不利于工业化生产。

15、路线四：引用文献4

16、

17、以2,4-二氟硝基苯为原料，经硝化得到1,5-二氟-2,4-二硝基苯后，先与羟基乙酸丁酯进行醚化反应制得3-氟-4,6-二硝基苯氧乙酸丁酯，再用氢气还原关环制得目标产物。路线流程较短，操作方便，反应条件温和，原材料廉价易得，但是硝化时硝基的定位较复杂，副产物多，未经过纯化，导致醚化后的中间体纯度不高，最终使得加氢反应收率不高。

18、综上所述，工艺流程流畅简单、成本低廉、产品收率高、副产物少、后处理方便的6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮合成方法目前仍未见报道。

19、引用文献：

20、引用文献1：cn110627738a；

21、引用文献2：cn113912561a；

22、引用文献3：cn109748882a；

23、引用文献4：cn105837563a。

技术实现思路

1、发明要解决的问题

2、作为丙炔氟草胺的关键中间体，6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮在工业合成上存在纯化困难、工艺后处理繁琐、选择性不高等问题，因此开发新的中间体的合成路线对于简化工艺流程，降低成本，并提高最终产物的收率具有重要意义。基于以上原因，本发明开发了一种可规模化生产6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮的新工艺。

3、用于解决问题的方案

4、[1].本发明提供一种6-氨基-7-氟-2h-1,4-苯并噁嗪-3(4h)-酮的合成方法，包括以下步骤：

5、其反应式如下：

6、

7、其中，r1为氢或碱金属，r2为c1-4烷基，r3为r2或氢；

8、a)水解反应：以水为溶剂，以2,4-二氟硝基苯为原料，在碱金属氢氧化物或碱金属氢氧化物水溶液的存在下发生水解反应制备得到化合物1；

9、b)缩合反应：在溶剂、缚酸剂和催化剂的存在下，使步骤a所得化合物1与氯乙酸酯发生缩合反应制备得到化合物2；

10、c)硝化反应：在溶剂浓硫酸的存在下，使步骤b所得化合物2与硝化试剂发生硝化反应制备得到含化合物3的反应液；

11、d)加氢还原关环反应：在溶剂和催化剂的存在下，使步骤c所得化合物3与氢气发生加氢还原关环反应，即得。

12、[2].根据[1]所述的合成方法，其中，在所述水解反应中，

13、所述水解反应的温度为50～80℃；

14、所述碱金属氢氧化物为氢氧化钾或氢氧化钠；

15、所述2,4-二氟硝基苯与水的质量比为1:0.5-2；

16、所述2,4-二氟硝基苯与所述碱金属氢氧化物的摩尔比为1:2-2.5。

17、[3].根据[1]或[2]所述的合成方法，其中，在所述缩合反应中，

18、所述缩合反应的温度为40～80℃；

19、所述氯乙酸酯为氯乙酸甲酯、氯乙酸乙酯、氯乙酸丙酯、氯乙酸丁酯中的一种；

20、所述化合物1与所述氯乙酸酯的摩尔比为1:1-1.2；

21、所述溶剂为n,n-二甲基甲酰胺或n-甲基吡咯烷酮；

22、所述缚酸剂为碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钾、碳酸氢钾中的一种；

23、所述催化剂为ki、tbab、dmap或dcc中的一种；

24、所述催化剂的用量为所述化合物1的0.5wt％-2wt％；

25、所述化合物1与所述缚酸剂的摩尔比为1:0.1-1.5。

26、[4].根据[1]～[3]任一项所述的合成方法，其中，在所述硝化反应中，

27、所述硝化反应的温度为0-10℃；

28、所述硝化试剂为浓硫酸和硝酸的混合酸；

29、优选地，在所述混合酸中，所述浓硫酸与所述硝酸的质量比为1-1.5:1；

30、优选地，在所述混合酸中，所述硝酸的质量浓度为65％～98％；

31、所述化合物2与所述硝化试剂中硝酸的摩尔比为1:1-1.2；

32、所述化合物2与溶剂浓硫酸的质量比为1:1-3。

33、[5].根据[1]～[4]任一项所述的合成方法，其中，在所述加氢还原关环反应中，

34、所述加氢还原关环反应的温度为40-100℃；

35、所述催化剂为钯碳或雷尼镍；

36、所述溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、水中的一种或多种；

37、所述催化剂的用量为所述化合物3的0.5wt％-3wt％。

38、[6].根据[1]或[2]所述的合成方法，其中，所述水解反应还包括加酸调节ph和静置分相的后处理步骤。

39、[7].根据[6]所述的合成方法，其中，所述酸为盐酸、甲酸或乙酸中的一种；所述ph为1～2。

40、[8].根据[1]或[2]所述的合成方法，其中，所述水解反应还包括蒸馏除水的后处理步骤。

41、[9].根据[6]所述的合成方法，其中，所述缩合反应还包括降温、加水析出固体、过滤、打浆和烘干的后处理步骤。

42、[10].根据[8]所述的合成方法，其中，所述缩合反应还包括加水和热分相的后处理步骤。

43、[11].根据[1]或[4]所述的合成方法，其中，所述硝化反应还包括后处理的步骤，所述后处理包括将反应液加入水中析出固体、过滤、打浆和烘干的步骤。

44、[12].根据[1]～[5]任一项所述的合成方法，其中，所述合成方法如下所示：

45、

46、其中，r1为碱金属，r2为c1-4烷基，r3为r2或氢；

47、所述水解反应如下：室温下，将水、2,4-二氟硝基苯混合，升温至50～80℃，向混合物中分批加入碱金属氢氧化物或者滴加碱金属氢氧化物的水溶液，加毕，保温反应，直至2,4-二氟硝基苯含量小于0.5％；减压蒸馏出水，直至残留物呈粘稠状，即为化合物1；

48、所述缩合反应如下：50-80℃及搅拌条件下，将溶剂、缚酸剂、催化剂与所述化合物1混合，缓慢滴加氯乙酸酯，保温反应，直至所述化合物1含量小于1％；反应完后加水，20-80℃静置分相，有机相即为化合物2；

49、所述硝化反应如下：室温下，向浓硫酸中分批加入所述化合物2，搅拌至完全溶解，降温至0-10℃，滴加硝化试剂，加毕，保温反应，直至化合物2含量小于0.5％；在25℃以下，将反应液滴加至水中，析出固体，即为化合物3；进一步地，所述化合物3为酸、酯或二者的混合物；

50、所述加氢还原关环反应如下：将所述化合物3加入到溶剂中，在催化剂催化下用氢气还原，直至所述化合物3的量小于0.5％；反应完毕，将反应液蒸干，得到化合物4，即为6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮。

51、[13].根据[12]所述的合成方法，其中，在所述缩合反应中，

52、所述氯乙酸酯为氯乙酸乙酯、氯乙酸丙酯、氯乙酸丁酯中的一种；

53、所述化合物1与所述缚酸剂的摩尔比为1:0.1-0.5。

54、发明的效果

55、本发明提出的合成方案采用常见的有机合成方法，流程畅通简单，工业化容易实现，可解决双醚化杂质多的问题，提高选择性和收率。

技术特征：

1.一种6-氨基-7-氟-2h-苯并[b][1,4]噁嗪-3(4h)-酮的合成方法，其包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，在所述水解反应中，

3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，在所述缩合反应中，

4.根据权利要求1～3任一项所述的合成方法，其特征在于，在所述硝化反应中，

5.根据权利要求1～4任一项所述的合成方法，其特征在于，在所述加氢还原关环反应中，

6.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述水解反应的后处理包括加酸调节ph和静置分相步骤。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述酸为盐酸、甲酸或乙酸中的一种；所述ph为1～2。

8.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述水解反应的后处理包括蒸馏除水的步骤。

9.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述缩合反应还包括降温、加水析出固体、过滤、打浆和烘干的后处理步骤。

10.根据权利要求8所述的合成方法，其特征在于，所述缩合反应还包括加水和热分相的后处理步骤。

11.根据权利要求1或4所述的合成方法，其特征在于，所述硝化反应还包括后处理的步骤，所述后处理包括将反应液加入水中析出固体、过滤、打浆和烘干的步骤。

12.根据权利要求1～5任一项所述的合成方法，其特征在于，所述合成方法如下所示：

13.根据权利要求12所述的合成方法，其特征在于，在所述缩合反应中，

技术总结
本发明提供一种丙炔氟草胺中间体的合成方法，以2,4‑二氟硝基苯为原料，依次经过通过水解、缩合、硝化、加氢还原反应合成6‑氨基‑7‑氟‑2H‑1,4‑苯并噁嗪‑3(4H)‑酮(丙炔氟草胺中间体)。本发明的合成方法流程畅通简单，成本低廉，工业化容易实现，适合大规模工业化生产。另外，本发明的合成方法可解决双醚化杂质多的问题，减少副产物的产生，提高选择性和收率。进一步地，本发明的合成方法合成得到的丙炔氟草胺中间体的纯度和收率均较高，更有利于制备丙炔氟草胺。

技术研发人员：曾晓亮,李岳东,李建伟,晏三军,程柯
受保护的技术使用者：利尔化学股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5