一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法与流程

本发明涉及农药除草剂中间体合成，特别涉及一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法。

背景技术：

1、l-精草铵膦是农药除草剂中的重要药物成分，但其制备方法困难极易得到dl-精草铵膦，而其中的d-精草铵膦由于除草作用效果较差，因此需要对dl-精草铵膦进行手性拆分，具有一定的难度且成本不易掌控，因此研究者们把目光投入到了高收率和收率的l-精草铵膦的制备方法上。目前常见的l-精草铵膦的制备方法为生物酶法和化学法，生物酶法对环境兼容性好、反应条件温和、光学纯度高、立体选择性强且成本低，但其难以实现大规模生产，此外l-精草铵膦的合成原料成本较高，同样给除草剂成本来带了影响。

2、氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯是合成l-精草铵膦的常用原材料之一，但其仍存在手性，同样存在着成本昂贵的问题。为了降低l-精草铵膦的制备成本，最有效的办法即为从原料的合成入手，寻找不同的方法合成原料降低产品成本。

3、因此开发一种低成本的氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法迫在眉睫。

技术实现思路

1、本发明的主要目的在于提供一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，该方法合成工艺简单，收率高，成本低，且手性纯度较高。

2、为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

3、本发明一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，包括如下步骤：

4、s1、将l-高丝氨酸溶于第一溶剂中，充入惰性保护气体，加入第一缚酸剂，在室温下向其中加入对甲苯磺酰氯，控温反应13～16h，反应结束后减压浓缩干燥，共沸除水后得到式ⅰ所示的化合物

5、

6、s2、将步骤s1中的式ⅰ所示的化合物和第二缚酸剂溶于第二溶剂中，在室温下向其中加入对甲苯磺酰氯，恒温搅拌6～8h，减压浓缩后过层析柱，得到式ⅱ所示的化合物

7、

8、s3、将步骤s2的式ⅱ所示的化合物溶于第三溶剂降温至-5～0℃，向其中以6～8ml/min的滴加速率滴加完毕后加入n,n-二甲基甲酰胺恢复至室温搅拌40～50min，反应结束后减压除去二氯亚砜后再向其中加入三乙胺和无水乙醇继续常温下搅拌5～8h，反应结束后萃取，减压浓缩后过层析柱，得到式ⅲ所示的化合物

9、

10、s4、将步骤s3中的式ⅲ所示的化合物加入到第四溶剂中，在0～5℃下向其中加入碘化钠和第一缚酸剂，加毕后升温至75～85℃恒温搅拌7～8h，反应完毕后萃取减压浓缩，得到式ⅳ所示的化合物

11、

12、s5、将二分之一质量的金属镁加入到无水乙醇中混合搅拌，充入惰性气体，向体系中加入步骤s4中的式ⅳ所示的化合物，再次补加二分之一质量的金属镁，在室温下搅拌6～8h，反应结束后过滤反应液，减压浓缩滤液，即得氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯。

13、申请人发现l-精草铵膦的制备方法中所用的原料其从市售购买成本较高无法把控产品的成本，然而通过采用较为便宜的l-高丝氨酸作为合成初始原料合成l-精草铵膦中的中间体不仅能够降低成本，而且其中的手性含量纯度有所提升，大大提高了l-精草铵膦的纯度。

14、本申请先对l-高丝氨酸中的羟基和氨基进行保护，再通过席夫碱的制备形成氮杂环结构，最后通过特定的方法将保护基脱除并保留乙酯基团不发生替换，且形成的l型的氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯较纯。

15、在一些实施方式中，步骤s1中，所述第一溶剂为乙腈和水的混合溶剂，且二者体积比为1:(1～2)。

16、在一些实施方式中，步骤s1中，步骤s1中，所述第一缚酸剂为无机碱性化合物。

17、在一些实施方式中，步骤s1中，所述l-高丝氨酸、第一缚酸剂和对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:(1.2～1.4):(1.1～1.3)。

18、在一些实施方式中，步骤s2中，所述为乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、甲苯和二氧六环中的一种或多种。

19、在一些实施方式中，步骤s2中，所述第二缚酸剂为三乙胺。

20、在一些实施方式中，步骤s3中，所述第三溶剂为二氯甲烷。

21、在一些实施方式中，步骤s3中，所述式ⅱ所示的化合物、二氯亚砜、无水乙醇的质量比为1:(1～1.4):(4～8)。

22、在一些实施方式中，步骤s4中，所述第四溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

23、在一些实施方式中，步骤s4中，所述式ⅲ所示的化合物、碘化钠、第一缚酸剂的质量比为1:(0.05～0.15):(0.8～0.9)。

24、在一些实施方式中，步骤s5中，所述式ⅳ所示的化合物与金属镁的质量比为1:(2.1～2.3)。

25、本发明与现有技术相比，有益效果如下：

26、(1)本发明的氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法制备过程简单，合成成本低，形成的l型手性产物含量较高。

27、(2)本发明在氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成过程中采用特定的方式脱除保护基能够防止乙酯基团水解。

技术特征：

1.一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s1中，所述l-高丝氨酸、第一缚酸剂和对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:(1.2～1.4):(1.1～1.3)。

3.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s2中，所述第二缚酸剂为三乙胺。

4.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s2中，所述第二溶剂为乙醇、二氯甲烷、氯仿、四氯化碳、甲苯和二氧六环中的一种或多种。

5.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s2中，所述式ⅰ所示的化合物、第二缚酸剂和对甲苯磺酰氯的摩尔比为1:(1.2～1.4):(1.1～1.3)。

6.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s3中，所述第三溶剂为二氯甲烷。

7.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s3中，所述式ⅱ所示的化合物、二氯亚砜、无水乙醇的质量比为1:(1～1.4):(4～8)。

8.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s4中，所述第四溶剂为n,n-二甲基甲酰胺。

9.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s4中，所述式ⅲ所示的化合物、碘化钠、第一缚酸剂的质量比为1:(0.05～0.15):(0.8～0.9)。

10.根据权利要求1所述的一种氮杂环丁烷-2-羧酸乙酯的合成方法，其特征在于，步骤s5中，所述式ⅳ所示的化合物与金属镁的质量比为1:(2.1～2.3)。

技术总结本发明涉及农药除草剂中间体合成技术领域，特别涉及一种氮杂环丁烷‑2‑羧酸乙酯的合成方法，该方法以L‑高丝氨酸为合成起点，经过基团保护、席夫碱成环、基团脱保护为主要步骤制得氮杂环丁烷‑2‑羧酸乙酯。本发明的氮杂环丁烷‑2‑羧酸乙酯的合成方法，合成成本低，形成的L型手性产物含量较高，且产率较高。技术研发人员：陈润,程经顺,肖才根受保护的技术使用者：山东汇盟生物科技股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/18