用于制备烯草酮的方法与流程

1.本发明涉及一种用于制备烯草酮的方法。本发明更具体地涉及一种用于在不存在溶剂的情况下制备烯草酮的方法。


背景技术：

2.烯草酮是是一种系统性出苗后除草剂，其用于防治各种阔叶作物的一年生和多年生杂草。烯草酮是脂肪酸合成抑制剂，并属于环己二酮肟的物质组。
3.wo8701699公开了通过使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在甲醇钠和甲醇的存在下反应来制备烯草酮。
[0004][0005]
cn107162945描述了通过使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在石油醚溶剂中反应来制备烯草酮。
[0006]
现有技术中描述的方法在对环境有害的溶剂中进行。


技术实现要素：

[0007]
因此，需要开发一种用于制备烯草酮的改进方法。
[0008]
发明目的
[0009]
本发明的一个目的是提供一种用于制备烯草酮的方法，该方法是简单的且对环境友好的。
[0010]
本发明的另一目的是提供一种用于以高收率和高纯度制备烯草酮的方法。
[0011]
本发明的另一个目的是提供一种用于制备烯草酮的方法，该方法是经济的。
[0012]
本发明的目的是克服或改善现有技术方法的上述缺点中的至少一个缺点，并且提供用于通过连续方法制备烯草酮的方法。
[0013]
发明概述
[0014]
本发明提供了一种用于制备烯草酮方法，该方法包括：
[0015]
使式(ii)的5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮
[0016]
[0017]
与式(iii)的o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺
[0018][0019]
在不存在溶剂的情况下反应。
[0020]
本发明提供了一种用于制备烯草酮的连续流方法，所述方法包括：
[0021]
a)通过第一定量给料管线将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮加入到微反应器中；
[0022]
b)通过第二定量给料管线将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺加入到微反应器中；
[0023]
c)使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在不存在溶剂的情况下在微反应器中反应以获得烯草酮。
附图说明
[0024]
本文所述的附图仅用于说明所选实施方案而不是所有可能的实施方式的目的，并不旨在限制本公开的范围。
[0025]
图1：用于制备烯草酮的活塞流反应器图。
[0026]
图2：烯草酮的hplc色谱图。
具体实施方式
[0027]
虽然本文已经描述和说明了本发明的若干实施方案，但是本领域的普通技术人员将容易地想到用于执行功能和/或获得结果和/或本文所述的一个或多个优点的多种其他方式和/或结构，并且这些变化和/或修改中的每一种都被认为在本发明的范围内。本发明涉及本文所述的每个单独的特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法。另外，如果此类特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法不是相互不一致的，则两个或更多个特征、系统、制品、材料、试剂盒和/或方法的任何组合包括在本发明的范围内。
[0028]
出于以下详细描述的目的，应当理解，除非明确相反地指明，否则本发明可采取各种替代变型和步骤顺序。此外，除了在任何操作示例中或另外指示之外，表示例如在说明书中使用的材料/成分的量的所有数字在所有情况下均应理解为由术语“约”来修饰。术语“约”应解释为意指“大约”或“相当接近”以及由此产生的任何统计学上不显著的变化。
[0029]
因此，在详细描述本发明之前，应当理解，本发明不限于当然可变化的特定举例说明的系统或工艺参数。还应当理解，本文所用的术语仅出于描述本发明的特定实施方案的目的，而无意以任何方式限制本发明的范围。在本说明书中任何地方使用的示例(包括本文讨论的任何术语的示例)仅是例示性的，绝不限制本发明或任何举例说明的术语的范围和含义。同样，本发明不限于本说明书中给出的各种实施方案。
[0030]
必须注意，如本说明书中所用，单数形式“一个”、“一种”和“该”包括复数指代物，除非内容中另有明确规定。术语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些益处的本发明的实施方案。
[0031]
如本文所用，术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”、“涉及”等应理解为开放式的，即意指包括但不限于。
[0032]
本发明的发明人已经发现烯草酮可以通过使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(phca)在不存在溶剂的情况下反应来制备。
[0033]
在另一个方面，本发明提供一种用于制备烯草酮的方法和系统，特别是在微反应器系统中。
[0034]
以下，对本发明的实施方案进行详细描述。
[0035]
在一个方面，本发明提供了一种用于制备式(1)的烯草酮的方法，所述方法包括：
[0036][0037]
使式(ii)的5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮
[0038][0039]
与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(iii)在不存在溶剂的情况下反应。
[0040]
在一个实施方案中，5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的摩尔比为约1.0:1.0至约1.0:5.0。
[0041]
在优选的实施方案中，5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的摩尔比为约1.0:1.0至约1.0:1.3。
[0042]
在最优选的实施方案中，5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的摩尔比为约1.0:1.0至约1.0:1.05。
[0043]
在本发明的一个实施方案中，该反应在约20℃至约70℃的温度下进行。
[0044]
在本发明的一个具体实施方案中，反应在约40℃至约70℃的温度下进行。
[0045]
在具体的实施方案中，本发明包括用于制备烯草酮的分批方法或连续方法。
[0046]
在一个实施方案中，根据本发明的用于制备烯草酮的本发明方法是分批方法。
[0047]
在一个实施方案中，根据本发明的用于制备烯草酮的本发明方法是连续方法。
[0048]
在本发明的一个实施方案中，提供了一种用于制备烯草酮的连续流方法，所述方法包括：
[0049]
a)通过第一定量给料管线将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮加入到微反应器中；
[0050]
b)通过第二定量给料管线将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺加入到微反应器中；
[0051]
c)使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在不存在溶剂的情况下在微反应器中反应。
[0052]
在一个实施方案中，在至多50ml容量的反应器中，从第一定量给料管线流出的5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮的流速从约1ml/min变化至约20ml/min。
[0053]
在一个优选的实施方案中中，在至多50ml容量的反应器中，从第一定量给料管线流出的5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮的流速从约2.0ml/min变化至约5.0ml/min。
[0054]
在另一个实施方案中，在至多50ml容量的反应器中，从第二定量给料管线流出的o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的流速从1ml/min变化至20ml/min。
[0055]
在一个优选的实施方案中，在至多50ml容量的反应器中，从第一定量给料管线流出的o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的流速从2.0ml/min变化至5.0ml/min。
[0056]
在本发明的一个实施方案中，该反应在约20℃至约90℃范围内的温度下进行。
[0057]
在本发明的一个优选的实施方案中，该反应在约50℃至约70℃范围内的温度下进行。
[0058]
在本发明的一个实施方案中，在至多50ml容量的反应器中,该反应的停留时间在约1分钟至20分钟的范围内。
[0059]
在本发明的优选的实施方案中，在至多50ml容量的反应器中,该反应的停留时间在约5分钟至10分钟的范围内。
[0060]
在一个实施方案中，根据本发明的用于制备烯草酮的连续流方法使用活塞流反应器来进行。
[0061]
在一个实施方案中，根据本发明的用于制备烯草酮的连续流方法使用选自corning g1流反应器、chemtrix mr-260流反应器或ltf反应器的反应器来进行。
[0062]
根据本发明的一个实施方案，基于烯草酮的所需输出体积，用于在实验室规模下进行合成烯草酮的连续流方法的微反应器的体积选自1ml、10ml、50ml、100ml等的各种容量范围。
[0063]
根据本发明的一个实施方案，基于烯草酮的所需输出体积，用于在商业规模下进行合成烯草酮的连续流方法的微反应器的体积选自1l、10l、50l、100l、500l、1000l、2000l、5000l、50000l以及更大体积的各种容量范围。
[0064]
在一个实施方案中，烯草酮通过连续方法制备，该连续方法包括用于使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(iii)在不存在溶剂的情况下反应的系统。
[0065]
在一个具体的实施方案中，本发明提供一种包括微反应器的系统，其中使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(iii)在不存在溶剂的情况下反应以获得烯草酮。
[0066]
根据本发明的用于制备烯草酮的方法通过但不限于随后的描述和其中参考的附图来说明。
[0067]
参考图1，所描述的微反应器是具有用于制备烯草酮的反应容器(cp-01)的活塞流
反应器(pfr)。加热元件he(he-01)附接到反应容器(cp-01)，以提供由温度传感器(7)指示的必需温度。将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮通过第一定量给料管线(4)引入反应器中，同时将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺通过第二定量给料管线(5)引入。进料容器(1)和(2)分别通过定量给料管线(4)和(5)连接到反应容器(cp01)，并分开地容纳反应物。泵p1和p2附接到这些定量给料管线，使得其将容纳在进料容器(1)和(2)中的反应物驱动到反应器(cp-01)中。第一定量给料管线(4)经由泵(p1)连接到反应器(cp-01)。第二定量给料管线(5)经由泵(p2)连接到反应器(cp-01)。压力元件pg连接到反应容器(cp-01)以在反应期间提供压力指示。反应容器(cp-01)连接到收集容器(3)，在该收集容器中收集烯草酮。
[0068]
尽管已经参考某些优选实施方案相当详细地描述了主题，但其他实施方案也是可能的。因此，本公开的实质和范围不应限于其中包含的优选实施方案的描述。
[0069]
在一个实施方案中，本发明提供了一种系统，该系统包括用于通过连续流方法生产烯草酮的微反应器单元，其中该方法在不存在溶剂的情况下进行。
[0070]
本发明的优点
[0071]
1.在本方法中，烯草酮在不存在溶剂的情况下制备。
[0072]
2.该方法操作简单且经济上可行，因为溶剂体积大量减少。
[0073]
3.该方法的反应时间减少，这继而降低了操作成本。
[0074]
4.本发明的连续流方法简单、快速、高效且容易操作。
[0075]
5.该方法更加环境友好。
[0076]
6.本方法以高收率和高纯度提供最终产物。
[0077]
本发明具有材料停留时间短、选择性高、收率高、设备投资少、节约制造成本、减少材料消耗、减少最终产物中的副产物量的优点。因此，整个方法在技术上比传统方法先进，可以连续、低能耗、高效可行地连续合成烯草酮。因此，本方法简单、快速且工业上可行。
[0078]
因此，本发明涉及与现有知识相比或具有经济意义或两者兼有的技术进步，并且使本发明对本领域技术人员不显而易见。
[0079]
根据本发明，生产纯度大于约90％、92％、94％、96％或大于约97％的烯草酮。在一些实施方案中，通过高效液相色谱(hplc)分析测定纯度。
[0080]
在一些实施方案中，根据本发明生产的烯草酮通过hplc分析具有大于95％的纯度。
[0081]
本发明的优点和其他参数通过下文提供的实施例示出。然而，本发明的范围不以任何方式受这些实施例限制。本领域技术人员应当理解，本发明包括上述实施例，并且还可以在本发明的技术范围内进行修改和变更。
[0082]
实施例：
[0083]
实施例1：
[0084]
以分批方法制备烯草酮
[0085]
将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮(161g，0.575摩尔)加入反应烧瓶中。在25-30℃下在15分钟内向其中滴加o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(70g，0.618摩尔)，并将所得反应混合物在40-45℃下加热并搅拌7小时。在反应完成后，将反应物料冷却至20-25℃。将10％naoh(250ml)加入到反应物料中并搅拌30分钟。向该混合物中加入甲
苯(230ml)并分层。水层用10％hcl(290ml)酸化，并且产物用甲苯萃取。合并有机层，并且将合并的有机层用水洗涤，干燥并减压浓缩以获得烯草酮(203g)。
[0086]
收率：94.88％
[0087]
hplc纯度：96.74％
[0088]
实施例2
[0089]
以分批方法制备烯草酮
[0090]
将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮(37g；95.70％；0.130摩尔)加入反应烧瓶中。在25-30℃下在15分钟内向其中滴加o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(18g；98.80％；0.165摩尔)，并将所得反应混合物在40-45℃下加热并搅拌2小时。反应完成后，将反应冷却至20-25℃。向混合物中加入10％naoh(57ml)并搅拌30分钟。向该混合物中加入甲苯(60ml)并分层。水层用10％hcl(68ml)酸化，并且产物用甲苯萃取。将合并的有机层用水洗涤，干燥并减压浓缩以获得烯草酮(46.0g)。
[0091]
收率：94.50％
[0092]
hplc纯度：96.13％
[0093]
实施例3：
[0094]
比较例：在二氯甲烷中的反应
[0095]
将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮(13g；0.0464摩尔)加入反应烧瓶中。在室温下在15分钟内将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(13g；0.0496摩尔)的二氯甲烷溶液(7.6g mdc+5.4g cpha)滴加到反应烧瓶中，并在40-45℃下将其搅拌17小时。反应完成后，将反应冷却至20-25℃。向混合物中加入10％naoh(20ml)，使ph为12。向其中加入甲苯(25ml)并分层。水层用10％hcl(23ml)酸化，并且产物用甲苯(50ml)萃取。用水洗涤有机层，干燥并减压浓缩以获得烯草酮(15g)。
[0096]
收率：87.15％。
[0097]
hplc纯度：97.03％(图2)。
[0098]
实施例4：在不存在溶剂的情况下以连续方法制备烯草酮
[0099]
将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮通过第一定量给料管线(4)以4.05ml/min的速率进料到pfr(活塞流型反应器)的双管线中，并且将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺通过第二定量给料管线(5)以2.2ml/min的速率进料到反应器中，调整流速以维持5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮:o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺的化学计量比为1:1.37。两条管线在保持于65℃的反应区(cp-01)中排出它们的内容物。在停留时间8分钟内形成烯草酮并收集在收集容器(3)中。用10％氢氧化钠(naoh)处理该物料，并用10％盐酸(hcl)酸化水层。然后用甲苯萃取产物。将合并的甲苯层在真空下蒸馏以获得烯草酮。该方法示于图1中。
[0100]
收率：95％。
[0101]
hplc纯度：96.5％。

技术特征：
1.一种用于制备式(i)的烯草酮的方法，所述方法通过以下方式进行：使式(ii)的5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与式(iii)的o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在不存在溶剂的情况下反应。2.根据权利要求1所述的方法，其中5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮和o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺以约1.0:1.0至约1.0:5.0的摩尔比使用。3.根据权利要求1所述的方法，其中所述反应在约20℃至约70℃范围内的温度下进行。4.一种用于制备烯草酮的连续流方法，所述方法包括：a)通过第一定量给料管线将5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮加入到微反应器单元中；b)通过第二定量给料管线将o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺加入到所述微反应器单元中；c)使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在不存在溶剂的情况下在微型反应器中反应。5.根据权利要求4所述的方法，其中使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮以约1ml/min至约20ml/min的流速从所述第一定量给料管线流出。6.根据权利要求4所述的方法，其中使o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺以1ml/min至20ml/min的流速从所述第二定量给料管线流出。7.根据权利要求4所述的方法，其中所述反应在约20℃至约90℃范围内的温度下进行。8.根据权利要求4所述的方法，其中所述反应物的停留时间为约3分钟至15分钟。9.一种系统，所述系统包括用于通过权利要求4所述的连续流方法生产烯草酮的微反应器单元，其中所述方法在不存在溶剂的情况下进行。
10.烯草酮，所述烯草酮通过包括使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与o-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺(iii)在不存在溶剂的情况下反应的方法来制备。

技术总结
本发明提供了一种用于通过使5-[2-(乙硫基)丙基]-2-(1-氧代丙基)-1,3-环己二酮与O-(3-氯-2-丙烯-1-基)羟胺在不存在溶剂的情况下反应来制备烯草酮的方法。还提供了用于制备烯草酮的连续流方法。烯草酮的连续流方法。


技术研发人员：拉克什
受保护的技术使用者：UPL有限公司
技术研发日：2021.08.11
技术公布日：2023/8/13