一种L-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法

本发明属于农用化合物，涉及一种可以用于植物病害防治和有害藻类去除的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法。

背景技术：

1、l-氮杂环丁烷-2-羧酸对于瓜类白粉病的防治有很好的效果，其与菌丝有直接接触作用，破坏受侵染的菌丝，从而达到治疗效果。此外，它还可以防止菌丝形成分生孢子或使产生的分生孢子变形，大大减少进入下一个侵染周期的分生孢子数量，从而达到根除的效果。l-氮杂环丁烷-2-羧酸也具有抑藻活性，且在一定浓度范围内，可选择性地抑制蓝藻，而对绿藻没有抑制作用。这种选择性使得l-氮杂环丁烷-2-羧酸成为一种潜在的天然选择性杀藻剂，可用于有害藻类的防治。在现有l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成路线中，存在收率不高、原料昂贵、合成需要极低温条件等技术问题。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述技术问题中的至少一项，使用其能够以简单且成本较低的方式来实现l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成，对此本发明提供了一种l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法来解决本领域内的这种需要。

2、一方面，本发明涉及一种l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其包括以下合成路线，

3、；

4、其中，x表示为卤原子，选自cl或br；

5、r表示甲基或乙基；

6、ar表示芳基。

7、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，所述还原剂为硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠、氰基硼氢化钠中的至少一种。

8、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，所述催化剂为碘化钠、碘化钾、溴化钠、溴化钾中的至少一种；

9、所述金属催化剂为钯、镍、铂中的至少一种。

10、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，包括以下制备步骤中的至少一项：

11、制备式（ⅱ）所示化合物的步骤包括：将式（ⅰ）所示化合物经1，2-二氯乙烷溶解，与芳基醛、所述还原剂、冰乙酸混合反应后制得式（ⅱ）所示化合物；

12、制备式（ⅲ）所示化合物的步骤包括：式（ⅱ）所示化合物经n，n-二甲基甲酰胺（dmf）溶解，与所述第一碱和所述催化剂反应制得式（ⅲ）所示化合物；

13、制备式（ⅳ）所示化合物的步骤包括：式（ⅲ）所示化合物与所述第二碱进行水解反应，经过调节ph为5~6后，制得式（ⅳ）所示化合物；或制备式（ⅳ）所示化合物的步骤包括：式（ⅲ）所示化合物与酸进行水解反应，制得式（ⅳ）所示化合物相应的盐；

14、制备式（ⅴ）所示化合物的步骤包括：（ⅳ）所示化合物或其相应的盐经甲醇溶解，加入所述金属催化剂，通入h2反应制得式（ⅴ）所示化合物或相应的盐。

15、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，所述芳香醛为苯甲醛、茴香醛、4-氯苯甲醛中的至少一种。

16、所述第一碱或所述第二碱分别独立地为氢氧化钡、氢氧化钠、碳酸钠、碳酸钾、碳酸氢钠中的至少一种。

17、所述酸为硫酸、盐酸、三氟乙酸中的至少一种。

18、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，以物质的量计，式（ⅰ）所示化合物、所述芳基醛、所述还原剂、冰乙酸的配比为1:1:1.1~1.3:0.1~0.2。

19、以物质的量计，式（ⅱ）所示化合物、所述第一碱、所述催化剂的配比为1:1.2~1.3:0.2~0.3。

20、式（ⅲ）所示化合物与所述酸进行水解反应，以物质的量计，式（ⅲ）所示化合物、所述酸的配比为1:1~5。

21、式（ⅲ）所示化合物与所述第二碱进行水解反应，以物质的量计，式（ⅲ）所示化合物、所述第二碱的配比为1:0.2~1。

22、以质量计，式（ⅳ）所示化合物、所述金属催化剂的配比为1:0.1~0.2。

23、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，制备式（ⅲ）所示化合物的反应温度为70~80℃。制备其余化合物无反应温度要求，室温即可制得。

24、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，制备式（ⅱ）所示化合物的反应时间为4~8 h。

25、制备式（ⅲ）所示化合物的反应时间为10~12 h。

26、制备式（ⅳ）所示化合物的反应时间为5~8 h。

27、制备式（ⅴ）所示化合物的反应时间为18~24 h。

28、进一步地，在本发明提供的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法中，所述通入h2的压力为3 bar。

29、与现有技术相比，本发明提供的技术方案具备以下有益效果或优点：

30、本发明提供了一种l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成工艺改进方法。该方法以卤代高丝氨酸酯或其相应的盐为原料，通过与芳香醛进行亚胺缩合保护氨基，碱性条件下关环，水解酯基，脱保护得到高纯度的l-氮杂环丁烷-2-羧酸。该方法具有操作简单，反应条件温和，副反应少，能有效去除杂质等特点。总收率在53%~65%之间，适用于工业化生产。

技术特征：

1.一种l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，包括以下合成路线，

2.根据权利要求1所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，所述还原剂为硼氢化钠、三乙酰氧基硼氢化钠、氰基硼氢化钠中的至少一种。

3.根据权利要求1所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，所述催化剂为碘化钠、碘化钾、溴化钠、溴化钾中的至少一种；

4.根据权利要求1~3任一项所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，包括以下制备步骤中的至少一项：

5.根据权利要求4所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，所述芳香醛为苯甲醛、茴香醛、4-氯苯甲醛中的至少一种；

6.根据权利要求4所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，以物质的量计，式（ⅰ）所示化合物、所述芳基醛、所述还原剂、冰乙酸的配比为1:1:1.1~1.3:0.1~0.2；

7.根据权利要求4所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，制备式（ⅲ）所示化合物的反应温度为70~80℃。

8.根据权利要求4所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，制备式（ⅱ）所示化合物的反应时间为4~8 h；

9.根据权利要求4所述的l-氮杂环丁烷-2-羧酸的合成方法，其特征在于，所述通入h2的压力为3 bar。

技术总结本发明属于有机合成技术领域，涉及一种L‑氮杂环丁烷‑2‑羧酸的合成方法。本发明提供了一种L‑氮杂环丁烷‑2‑羧酸的合成工艺改进方法。该方法以卤代高丝氨酸酯或其相应的盐为原料，通过与芳香醛进行亚胺缩合保护氨基，碱性条件下关环，水解酯基，脱保护得到高纯度的L‑氮杂环丁烷‑2‑羧酸。该方法具有操作简单，反应条件温和，副反应少，能有效去除杂质等特点。总收率在53%~65%之间，适用于工业化生产。技术研发人员：张继文,刘鸿翔,吴文君受保护的技术使用者：西北农林科技大学深圳研究院技术研发日：技术公布日：2024/8/20