2-羟基异丁酸甲酯的合成方法

简介

近十年来国内外农药得到迅速发展，目前世界上1300余个农药品种。在近十年 内开发出的新型除草剂中含氧化合物占50%，因此含氧除草剂已经成为世界农药工业发展的重点。2-羟基异丁酸甲酯作为多种氧除草剂农药的中间体，可以合成含氧三嗪类除草剂，它是由苯氧基烷基胺被三嗪基团取代制得。这类除草剂不仅在除草活性上有显著优点，而且对稻谷无毒害作用。随着含氧除草剂的广泛应用，对2-羟基异丁酸甲酯中间体的需求量将迅速增长。因此对农药中间体的研究也就具有重要的现实意义[1]。

合成

图1 2-羟基异丁酸甲酯的合成路线

使用基于ZrO2的多相催化剂（3mm颗粒）代替无规填料作为催化剂。在48小时的时间内，将作为熔体供应的蒸气甲醇和α-羟基异丁酰胺转化。液体循环的温度为170°C，反应器中的压力设置为800毫巴。将气相充分且连续地冷凝，并通过气相色谱法和滴定法测定组成。冷凝物中的氨浓度为4.83重量%。α-羟基异丁2-羟基异丁酸甲酯的选择性为99.85%；然后通过硅胶柱色谱纯化分离得到标题化合物2-羟基异丁酸甲酯。合成路线如图1所示[2]。

图2 2-羟基异丁酸甲酯的合成路线

方法一：向羟基羧酸（2mmol）在醇（5mL）中的搅拌溶液中一次性加入2a（26.5mg，0.1mmol），混合物很快溶解。将溶液在室温下搅拌或加热至回流。反应完成后，真空除去过量的乙醇，残留物通过硅胶柱色谱法纯化，得到所需的2-羟基异丁酸甲酯：1 1H NMR（CDCl3，300 MHz）δ1.44（s，6H），3.32（s，1H），3.79（s，3H）。合成路线如图2所示。

方法二：向丙烯酸衍生物（10mmol）在MeOH（10mL）和甲苯（5mL）中的混合物中加入浓HCl（0.5mL）。将所得混合物加热回流。将所得混合物搅拌过夜。将所得混合物冷却至室温。用饱和NaHCO3将反应混合物中和至pH＝7。蒸发溶剂。用乙酸乙酯稀释残留物。用盐水冲洗混合物。用Na2SO4干燥混合物。蒸发混合物得到所需的2-羟基异丁酸甲酯。合成路线如图2所示。

参考文献

[1]刘安鹏;贾建洪;高建荣.2-羟基-3-甲基丁酸甲酯合成新工艺 [J]. 农药, 2008, (11): 797-799+817. DOI:10.16820/j.cnki.1006-0413.2008.11.005

[2]Zhang, Shang-Shi; et al. Mild Rhodium(III)-Catalyzed C-H Allylation with 4-Vinyl-1,3-dioxolan-2-ones: Direct and Stereoselective Synthesis of (E)-Allylic Alcohols. Organic Letters (2014), 16(24), 6412-6415