[發明專利]一種3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的制備方法

在審

• 申請號: 201911260300.2
• 申請日: 2019-12-10
• 公開（公告）號: CN110872255A
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 于亦忠;高于;王志浩;國洪雷;施裕華
• 申請（專利權）人: 武威金倉生物科技有限公司;海門默本醫藥科技有限公司
• 主分類號: C07D231/12
• 分類號: C07D231/12
• 代理公司: 上海申新律師事務所 31272
• 代理人: 郎祺

本發明涉及一種3,4?二甲基吡唑及其磷酸鹽的制備方法，所述3,4?二甲基吡唑的制備包括步驟：1)在反應溶劑中，2?丁酮、三氯氧磷和N,N?二甲基甲酰胺于?10?70℃下反應，分離萃取后，得到醛基化烯基氯化合物的溶液；2)將步驟1)制得的醛基化烯基氯化合物與水合肼或肼鹽，在調節pH值至2?10后于10?60℃反應，反應完成后加入堿性物質調節pH值至6?11，進行后處理，即得3,4?二甲基吡唑。本發明的制備方法，2?丁酮、三氯氧磷與N,N?二甲基甲酰胺反應得到烯基氯化合物，再與水合肼或肼鹽反應后經后處理得3,4?二甲基吡唑，3,4?二甲基吡唑再與磷酸成鹽得到3,4?二甲基吡唑磷酸鹽，原料廉價易得、步驟簡短、操作簡便、收率高、產品質量高、溶劑可實現回收套用、適合工業化生產。

技術領域

本發明涉及化學合成領域，尤其涉及一種3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的制備方法。

背景技術

3,4-二甲基吡唑磷酸鹽(DMPP)是由德國BASF研制的一種的氮肥硝化酶抑制劑，具有高效、無毒、穩定和專一等特點。DMPP可顯著抑制土壤NH⁴⁺-N向NO^3--N轉化，顯示出顯著地硝化抑制效果，且遠遠優于同類產品(植物營養與肥料學報，2017，23，54)。自1999年在德國及歐洲的田間應用試驗以來，已被成功的商業化生產，并大規模應用于農業生產，因此也被稱為二十一世紀最具發展前景的新一代緩釋肥料，具有廣闊的應用前景。

3,4-二甲基吡唑是3,4-二甲基吡唑磷酸鹽合成的重要中間體，對其合成的文獻報道有很多。(J.Org.Chem.1955,20,1681)中公開了丁酮與甲酸異丙酯在異丙醇鈉的堿性作用下得到中間體，再與水合肼發生環合反應得到3,4-二甲基吡唑，但反應中需要使用乙醚作為溶劑，不適合大規模工業化生產。專利US6022979A公開了2-丁酮與甲酸甲酯在甲醇鈉的作用下得到中間體2-甲基-3-氧代丁醛鈉，分離出的中間體再與一水合肼在硫酸的催化作用下發生環合反應制得3,4-二甲基吡唑，但其反應時間高達16小時。專利US6229022B公開了2-甲基-2-丁烯醛與水合肼后直接化合，再在濃硫酸/碘化鈉催化條件下發生芳構化得到3,4-二甲基吡唑，但這種方法存在原材料成本極高，且副反應明顯等缺點，不適合大規模生產。專利CN102558054A中利用金屬鈉與2-丁酮和甲酸乙酯生成2-甲基-3-氧代丁醛鈉，再經環合、成鹽等步驟制得3,4-二甲基吡唑磷酸鹽，但金屬鈉的使用局限了其工藝，無法滿足大規模生產的需要。專利CN102311388A和CN102911119A公開了利用2-丁酮和多聚甲醛在堿性或質子酸的作用下反應，在與水合肼發生合環反應制得3,4-二甲基吡唑，最后成鹽得到目標產品，但多聚甲醛會慢慢釋放甲醛氣體，屬高毒、高致癌物質，在產業化實施過程中將面臨職業健康和環境污染的嚴重挑戰。專利CN110218188A中將2-丁酮與甲酸甲酯反應后的中間體與二級胺進一步反應得到烯胺中間體，可以有效提高該中間體的穩定性，并順利得到3,4-二甲基吡唑，但廢水中的氨氮含量較高，存在潛在的環保隱患和廢水處理壓力。

因此，尋求一種工藝簡單流暢、成本低、環境友好、收率高、合適工業化放大生產的3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的制備方法，是本領域技術人員急需解決的問題。

發明內容

本發明為解決現有3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽合成工藝中工藝過程復雜、原料成本高、環境污染、工業化放大生產難度高等問題，提出一種3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

本發明的第一方面是提供了一種3,4-二甲基吡唑的制備方法，包括以下步驟：

(1)在反應溶劑中，2-丁酮、三氯氧磷和N,N-二甲基甲酰胺于-10-70℃下反應，分離萃取后，得到醛基化烯基氯化合物的溶液；

(2)將步驟(1)制得的醛基化烯基氯化合物與水合肼或肼鹽，在調節pH值至2-10后于10-60℃反應，反應完成后加入堿性物質調節pH值至6-11，進行后處理，即得3,4-二甲基吡唑。