草铵膦的合成工艺研究

发布时间：2022-02-24 21:16

　　草铵膦是一种含磷氨基酸类灭生性除草剂,具有D/L两种构型,其中仅L-型具有除草活性。目前草铵膦的工业生产主要采用Strecker路线,产品为D、L两种构型的混合物。该路线较为成熟,收率高,但合成原料使用剧毒氰化物,且合成过程中不易引入不对称反应以合成L-草铵膦,因此有必要对其它合成路线进行研究。在草铵膦诸多合成路线中,选择了酮酸路线作深入研究。该路线所需原料较廉价,反应条件较温和,具有工业化前景。路线中的关键中间体2-氧代-4-（羟基甲基膦酰基）丁酸与氨、氢气还原胺化可得D/L-草铵膦,而通过化学法或酶法等多种途径构建不对称中心,用来制备L-草铵膦。本文主要开展了三部分研究内容:由甲基亚膦酸二乙酯为起始原料,合成关键酮酸中间体2-氧代-4-（羟基甲基膦酰基）丁酸;由酮酸中间体经还原胺化反应合成D/L-草铵膦;由酮酸中间体出发,通过手性辅基法和不对称催化法尝试合成L-草铵膦。主要内容如下:1)酮酸的合成工艺优化:采用甲基亚膦酸二乙酯与丙烯酸甲酯发生加成、重排反应后获得3-（乙氧基甲基膦酰基）丁酸甲酯,接着与草酸二乙酯发生Claisen缩合反应,反应物不经纯化直接水解脱羧获得酮酸中间体2-... 

【文章来源】：浙江大学浙江省211工程院校985工程院校教育部直属院校

【文章页数】：87 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
致谢
摘要
Abstract
缩写符号术语表
第一章 文献综述
    1.1 除草剂市场背景
    1.2 草铵膦简介
    1.3 草铵膦的合成方法
        1.3.1 草铵膦的逆合成分析
        1.3.2 关键膦中间体的合成
        1.3.3 由关键膦中间体合成草铵膦
        1.3.4 合成路线评述
    1.4 L-草铵膦的合成方法
        1.4.1 消旋草铵膦的拆分
        1.4.2 手性原料合成L-草铵膦
        1.4.3 手性辅基法合成L-草铵膦
        1.4.4 手性催化剂催化合成L-草铵膦
        1.4.5 L-草铵膦合成方法总结
    1.5 还原胺化反应
        1.5.1 还原胺化的还原剂体系
        1.5.2 不对称还原胺化
    1.6 本课题研究思路与研究内容
第二章 2-氧代-4-(羟基甲基膦酰基)丁酸的合成及工艺优化
    2.1 引言
    2.2 合成路线说明
    2.3 实验部分
        2.3.1 主要仪器与试剂
        2.3.2 主要物质分析方法
        2.3.3 3-(乙氧基甲基膦酰基)丙酸甲酯(3)的合成:
        2.3.4 3-(乙氧基甲基膦酰基)丙酸甲酯(3)的Claisen缩合反应
        2.3.5 2-氧代-4-(羟基甲基膦酰基)丁酸(5)的合成
    2.4 结果与讨论
        2.4.1 溶剂对加成重排反应的影响
        2.4.2 丙烯酸酯种类及用量对加成重排反应的影响
        2.4.3 反应温度对加成重排反应的影响
        2.4.4 加料顺序对缩合反应的影响
        2.4.5 反应溶剂对缩合反应的影响
        2.4.6 碱的种类对缩合反应的影响
    2.5 本章小结
第三章 D/L-草铵膦的合成及工艺优化
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 主要仪器与试剂
        3.2.2 主要物质分析方法
        3.2.3 实验操作
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 还原剂体系的选择
        3.3.2 催化剂的筛选
        3.3.3 PPO浓度对反应的影响
        3.3.4 反应溶剂的选择
        3.3.5 PPO预中和对反应影响
        3.3.6 氨比对反应影响
        3.3.7 温度、氢压对反应的影响
        3.3.8 催化剂循环套用情况
    3.4 本章小结
第四章 (S)-甲基苄胺不对称诱导合成L-草铵膦的研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 主要仪器及试剂
        4.2.2 主要物质分析方法
        4.2.3 (S)-甲基苄胺诱导不对称还原胺化
        4.2.4 Pd/C催化切除辅基
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 亚胺中间体与反应选择性
        4.3.2 还原剂体系对反应的影响
        4.3.3 溶剂对反应的影响
        4.3.4 温度对反应的影响
        4.3.5 中和试剂对反应的影响
        4.3.6 副反应的抑制
        4.3.7 切除辅基过程中产物消旋化的情况考察
    4.4 本章小结
第五章 不对称催化法合成L-草铵膦
    5.1 引言
    5.2 实验部分
        5.2.1 主要仪器及试剂
        5.2.2 主要物质分析方法
        5.2.3 去氢氨基酸(9)的合成
        5.2.4 去氢氨基酸(9)的不对称加氢
        5.2.5 N-乙酰基草铵膦(10)的水解脱保护
        5.2.6 酮酸(5)与苄胺的不对称还原胺化
        5.2.7 N-苄基-草铵膦(11)的苄基脱除
    5.3 结果与讨论
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要结论
    6.2 展望
参考文献
附录
作者简历


【参考文献】：
期刊论文
[1]全球除草剂市场、发展概况及趋势（Ⅱ）[J]. 顾林玲,王欣欣.  现代农药. 2016(03)
[2]动态动力学拆分制备（R）-1-氨基茚满[J]. 戴晓庭,吴坚平,孟枭,徐刚,杨立荣.  有机化学. 2014(05)
[3]甲酸铵-Pd/C体系进行胺化反应的研究[J]. 戴立言,胡斯军,尹胜,王晓钟,陈英奇.  浙江大学学报(理学版). 2013(02)
[4]柱前手性衍生化-RP-HPLC法拆分D,L-草铵膦[J]. 徐建妙,徐永鑫,郑裕国,沈寅初.  农药. 2013(03)
[5]亚胺的不对称催化氢化研究进展[J]. 王东,侯传金,陈丽凤,刘小宁,安庆大,胡向平.  有机化学. 2013(07)
[6]钼改性雷尼镍催化剂的葡萄糖加氢性能[J]. 刘维,张群峰,李小年.  工业催化. 2010(11)
[7]苯丙酮酸在Pd/C催化剂上还原胺化合成DL-苯丙氨酸[J]. 吴广文,李光兴,梅付名,纪元.  精细化工. 2001(10)



本文编号：3643522