玉嘧磺隆的合成

第44卷第12期農藥Vdl. 44, No 12_2005年12月Chi nese} aurnel of PEstici desDec. 2005科技與開(kāi)發(fā)玉嘧磺隆的合成張大永，朱圣勇(南京師范大學(xué)化學(xué)與環(huán)境科學(xué)學(xué)院，南京210097)摘要對合成玉嘧磺隆文獻進(jìn)行了綜述，提出了合理的合成路線(xiàn)，并運用固體光氣合成玉嘧磺隆，產(chǎn)品純度大于96%( HPLC法)，總收率不小于36%。所有中間體及目標化合物的結構用1HNMR、IR及MS進(jìn)行了表征。關(guān)鍵詞玉嘧磺隆，磺酰脲除草劑，吡啶類(lèi)化合物，固體光氣中圖分類(lèi)號: TQ460. 2文獻標識碼: A文章編號: 1006- 0413( 2005) 12- 541- 03Synthesis of RimsulfuronZHANG Da-Yong, ZHU Sheng-Yong(College of Chemistry and Environment Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China )Abst ract: The reasonabl e synt hesi s nethod of ri nsul furonvas gi ven based onsunmari zati onof literatures publ ished.The internedi ates vere prepared and the titI e conpound Vas synthesi zed by tri phosgene at |ast. The purityof the .product VaS over 96%by HPLQ, andthe total yieldves not less than 36% The structures of all conpoundssynthesi zed vwere deternined by 1HNR, IR and Ms.Key vor ds: ri rsul furon, sul fonyl urea herbi ci des, pyri di ne deri vatives, tri phosgene玉嘧磺隆( rinsul furon),試驗代號DPX- E9636,又大 多數闊葉與禾本科雜草;使用范圍廣，可用于玉米、稱(chēng)砜嘧磺隆，商品名為寶成(Titus)，杜邦公司于20世紀馬鈴薯 與番茄等作物;毒性低，在環(huán)境中易降解，在80年代中期發(fā)現并開(kāi)發(fā)成功的磺酰脲類(lèi)除草劑新品種1，土壤中半衰期短，對輪作中各種后茬作物安全。1992年在歐洲注冊用于玉米，1995年在美國注冊用于現有文獻報道合成玉嘧磺隆及關(guān)鍵中間體的方法馬鈴薯與玉米，1997 年在我國注冊作為玉米苗后除草主要有 :劑開(kāi)始推廣使用。它是近年來(lái)開(kāi)發(fā)的眾多磺酰脲類(lèi)除(1) 2-鹵代吡啶法草劑新品種中較突出的品種之一，其主要特點(diǎn)是:生專(zhuān)利21等詳細描述了以2-鹵代吡啶為原料合成玉嘧物活性高、殺草譜廣，用量5~20g/ hmf可有效的防除磺隆的方法( 見(jiàn)圖1)。ELSELS,-SEI_ NaHr -SESEtmCPBA.個(gè)r SO.EtPhCH,SHLDSCH所SO.NHCMe,> SO,NtCMe,CF,COOH-SO,Et.so,CH.CH,-OMe圖1 2- 鹵代吡啶合成玉嘧磺隆路線(xiàn)圖該法主要缺點(diǎn)是運用了如LDA、NaH、mCP BACH,CH.SO.CH.CNSO2Et, NCH=CHCHO和CF COOH等許多特別試劑，反應條件苛刻，原料價(jià)格昂貴，不適于工業(yè)化生產(chǎn)，文獻報道的總收率X=CLB為16. 4%。圖2 3- 取代丙烯醛路線(xiàn)(2) 3- 取代丙烯醛法該法工藝條件簡(jiǎn)單，試驗易于操作，但所用原料專(zhuān)利3等報道了合成關(guān)鍵中間體2-鹵代-3-乙磺酰吡3- 取代丙烯醛難以購買(mǎi)，且價(jià)格昂貴，仍不適于工業(yè)啶的方法(見(jiàn)圖2)?；a(chǎn)。(3) 1, 1, 3, 3-四烷氧基丙烷法收稿日期: 2005- 04- 04基金項目: 205年江蘇省科技攻關(guān)(三藥)項目( BE2005611)作者簡(jiǎn)介:張大永( 1964-)，男，藥學(xué)博士，副教授，主要從事藥物、農藥及其中間體等精中國煤化工電話(huà): 025- 85168118, E- nail : zhangdayong@j nu. edu. cnTYHCNMH G.542農藥hinseJarnel df Pestidids第44卷此法事實(shí)上是方法2的改進(jìn)，運用1, 1,3,3-四烷氧之間。 但所用原料易得，價(jià)格合理，且工藝條件簡(jiǎn)基丙烷在酸性條件下脫去1個(gè)烷氧基得到3-烷氧基取代單， 適宜于工業(yè)化生產(chǎn)。丙烯醛的縮醛，再與乙磺酰乙腈進(jìn)行閉環(huán)反應得到中文獻報道[4由3-乙磺酰- 2-吡啶磺酰胺合成玉嘧磺隆間體(見(jiàn)圖3)。的方法大多數采用氣體光氣進(jìn)行，此法有環(huán)境污染HO、,OCHs (CH.CO)0SO,Et大、氣體光氣不易計量等多種缺點(diǎn)。固體光氣正逐漸CHCHC0CHs EtSO,CH2CNcH,oCNHAC/HXCH20'代替傳統的氣體光氣法合成磺酰脲類(lèi)除草劑[5]，本文給出了詳細合成方法。圖3 1, 1, 3, 3-四烷氧基丙烷路線(xiàn)根據文獻調研和實(shí)際試驗驗證，我們提出合成玉文獻[4 6]報道的這一步收率高低不等， 在39%~89%嘧磺隆的合理合成途徑(見(jiàn)圖4)。CHO、,0CHs._ CH.CH.SO.CHCNcH,o)CH ICH.co)o CH o- ”-OM圖4玉嘧磺隆的合理 合成路線(xiàn)此法不需使用如LDA、NaH、mCPBA和CF COOH 202 ([M4H*, base peak)。等許多特別試劑，反應溫度0°C~140°C，不需要高壓，1.2.2 2- 氯3-乙磺酰吡啶的合成所用原料全部國產(chǎn)化，反應總收率不小于36 %。在冰水浴中，向燒瓶中加入200ml 95%乙醇， 開(kāi)1試驗部分動(dòng)攪拌，通入氯化氫氣體至飽和。保持小于15 °C，滴入上一步棕紅色粘稠液體，放置室溫繼續攪拌4h,得1.1儀器與試劑'HMR用Br icker Am 500型核磁共振儀測定( TMS到深棕紅色溶液。改成蒸餾裝置，水泵減壓抽干氯化為內標) ; IR用Br icker IF- 48型和島津- 440型傅里葉氫氣體后，再減壓蒸除乙醇和低沸點(diǎn)液體。趁熱加入.變換紅外光譜儀測定; M6采用Nicolet 2000 型傅里乙酸乙酯提取，飽和碳酸氫鈉洗滌至堿性，干燥，減葉變換質(zhì)譜儀，ESI分析方法;熔點(diǎn)采用TX- 6型雙壓蒸干溶劑，得到淺棕紅色粘稠液體129g，純度97%，目鏡顯微熔點(diǎn)儀測定，北京泰克儀器有限公司生收率82% 1HMRK( D acetone, pprn, : 1.26~ 1. 28(t, 3H-產(chǎn)，溫度計未校準。1, 1, 3, 3-四甲氧基丙烷(四甲)、aHqy), 3.55-3. 60(q 2H-CH), 7. 73-8.73(m3H pyridine) ;IR乙磺酰乙腈(砜氰)、2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和固體(KBr, cm) : 3106, 3089( C=G H, 2990, 2853( CH, 1589, 1482,光氣均由實(shí)驗室自制或合作單位提供，其它試劑均1440( pyri di ne), 133,3 1321, 1134( sQ), 1009, 832, 635 N&( ESI(+), 70V, mz) : 207([MH;, base peak)。為國產(chǎn)分析純或化學(xué)純。1.2.3 2- 巰基3-乙磺酰吡啶[4的合成1.2中間體及目標化合物的合成將25. 4g( 0.46nol )硫化鈉4. 25g( 0. 13nol )升華硫和500h1.2. 12- 乙磺酰- 5-甲氧基-2, 4戊二烯腈'"的合成水加入到盛有2-氯- 3-乙磺酰吡啶[422g( 0.11nol )的燒瓶中，向反應器中加入1, 1,3, 3-四甲氧基丙烷186g(1.13nal)、攪拌， 加熱回流2h,冷卻，加水60m，攪拌溶解，得乙酸酐120ml，開(kāi)動(dòng)攪拌，加熱，蒸出低沸點(diǎn)液體。到棕黃色渾濁液， 用冰水冷卻，加入45ml濃鹽酸。過(guò)冷卻至室溫，加入乙磺酰乙腈116g(0. 87 mol)， 恒溫反濾， 濾渣用熱水反復洗滌。向得到的黃色透明溶液中加應2h，不斷蒸出低沸點(diǎn)液體。減壓抽出未反應的乙酸入 150m二氯乙烷，直接進(jìn)行下一步反應。1HNMR( D:酐和低沸點(diǎn)液體。冷卻，加入水500ml，乙醚提取，D\8Q pprh: 1.06~1.10(t, 3H-CHCH), 3.81-3. 87(q 2H-飽和碳酸氫鈉洗滌至堿性，干燥，減壓蒸干溶劑，得04+), 6.96-8. 24(m 3H pridi ne) ; IR( KBr, cm) : 3448( brd,到棕紅色粘稠液體154g，純度98%，收率88%。1HNMR SH, 3104, 3077(CEC H, 2970, 2934, 2857, 2801(CH), 1580, 1487,(CDa，ppm): 1.31~ 1. 35(t, 3HCHCH) ,3. 14~3. 19(q, 1438( pyri di ne), 1323, 1309, 1125( SQ), 798, 732, 539 N$( ESI2H-0H), 3.87(s, 3H0H), 5.94-5.60, 7.39-7.71(m3H=H-):IR (+), 70V, ndz) : 204( [MH”), 226( [M+NE]* base peak)。( KBr, cm) : 3024( C=C- H, 2980, 2945( CH, 2213( CN, 1610,1.2. 43- 乙磺酰2、吡院醋殊映國的會(huì )成1608( C=9, 1324, 1201, 1137, 978, 790, 712 \N&( ESI( +), 70V, mz) :中國煤化工YHCNMH G.第12期張大永，等:玉嘧磺隆的合成543冰鹽冷卻下，向上一步反應液中緩慢通入氯氣，cm): 3433, 3265( NH, 3080(C=C H, 2944, (H, 1734(C=9,保持反應液溫度不超過(guò)一15°C。反應進(jìn)行約0.5h,通1611, 1585, 1504, 1452( pyri di ne and pyri ridi ne), 1357, 1317,入氮氣，吹去多余的氯氣。分出有機相，水相用二氯1234, 1196, 1170( SQ), 1016, 991, 788, 575, 519 MS( ESI(+),乙烷萃取，合并，得到棕黃色溶液。將反應液滴入到70V, ndz): 432( [MH ), 454( [MN8]+，base peak)。35ml的濃氨水和60m水的混合液中，分層干燥，蒸除2結果與討論溶劑，得到棕白色固體，用異丙醇溶解，活性炭脫色,我們依據以上合成方法進(jìn)行500L放大試驗。試驗重結晶,得到棒針狀白色晶體17.1g, mp. 211°C- -212"C(分表明，此法采用的合成工藝路線(xiàn)合理，無(wú)需特殊化工解)，3步總收率約62%。'HNMR( D- DMSO,ppm :設備，每步反應收率穩定，成本低廉，最終產(chǎn)品純度1. 14~1. 18(t, 3H-CHQH), 3. 67 ~3.72(q 2H-OH-),7. 67(W大于96%，且所有的原料均已國產(chǎn)化，符合國內工業(yè)2H NH), 7. 94~9.00( m3H pyri di ne); IR( KBr, cm): 3365,化生產(chǎn)條件。此外，由于采用了固體光氣法生產(chǎn)，避3193(NH, 3061(C=CH, 2923(, 1563, 1532, 1461(pyrid ne),免氣體光氣生產(chǎn)帶來(lái)的嚴重三廢污染問(wèn)題，對于沒(méi)有.1354, 1311, 1181, 1147( sQ), 1064, 914, 791, 726, 543 M&( ESI條件發(fā)生氣體光氣的企業(yè)也能投產(chǎn)。(+), 70V, mz): 251( [M+H"), 273( [ MN] , base peak)。參考文獻1.2 5玉嘧磺隆的合成1] GeorgeL, WImington D. Agri cultural pyri di nesul fonanides將3-乙磺酰- 2-吡啶磺酰胺13 16g( 0. 05mol)、催化[P]. U5 4435206, 1984劑、固體光氣13.3g( 0.05mol )和甲苯120nt加熱回流2h，[24 Shapi roR Herbi ci dal sul fonarides[P]. EP 0842424 1982得到棕紅色溶液。減壓蒸去甲苯回收，得到淺棕黃色[3] BrysonTA DonelsonDM DunlapB et al. Biologjical probes.3. Nethods for carbon- 4 and carbon-5 I abeling inni coti naninde粘稠液，冷卻后，加入無(wú)水乙腈、2-氨基-4, 6-二甲[]. J Qrg Chem 1976, 411): 2065- 2067氧基嘧啶7. 8g( 0.05mol)，室溫攪拌2h后，再加熱回流[4 BrysonTA WisovatyRB DunlapB et al. Bol ogji cal probes.4h，減壓蒸去溶劑，加入甲苯攪拌加熱，冷卻后，抽II. Ri ng |abel ed ni cotin arinde[J].J σrg Chem 1974, 39(23):3436- 3438濾出產(chǎn)品，白色固體17.2g，收率80%以上，mp. 156C[5] Chl ang, Chl h Shu G Cyano- di enes, hal opyri di nes and a pro-~158"C(dec.)，純度大于96%。1HNMR( D。- DMSO,cess for their pr eparati on[P]. EP 0323881, 1989ppn): 1.35-1. 38(t, 3H-aHQH), 3.74-3.75(q, 2H-aH+-)，[6 Scrale, Ludwig Prepar ationof 2chorpriederivatives[P]. EP 0462639, 19913. 98(s, 6H - 0H), 5.82(s, 1H NH, 7. 28-7. 35( m1H pyri mi-責任編輯:陳啟輝dine), 7.78-8. 89( m3H pyri di ne), 12. 97(s, 1H NH; IR( KBr,2005年9月份全國農藥進(jìn)出口統計據海關(guān)總署統計，全國9月份進(jìn)口農藥1841噸，同比增長(cháng)6. 5%，用匯1129萬(wàn)美元，同比增長(cháng)15. 2%。全國9月份出口農藥29659噸，同比增長(cháng)11. 4%,創(chuàng )匯9033萬(wàn)美元，同比增長(cháng)4.9%.(李建輝)2005年9月份全國農藥進(jìn)出口統計(噸、 萬(wàn)美元)9月進(jìn)口累計9月出口品名進(jìn)口量_進(jìn)口額_ 進(jìn)口量_ 進(jìn)口額出口量出口額零售包裝殺蟲(chóng)劑10321288226122330498142510非零售包裝殺蟲(chóng)劑430212890719727439438436429零售包裝殺菌劑29122361222924627非零售包裝殺菌劑9195476964395448217644498218999零售包裝除草劑150408266217944276162152非零售包裝除草劑175754367013015337013980440173零售包裝抗萌劑及植物生長(cháng)調節劑019415864非零售包裝抗萌劑及植物生長(cháng)調節劑14558835756095消毒劑11919347944209695零售包裝的殺鼠劑及類(lèi)似產(chǎn)品9266非零售包裝的殺鼠劑及類(lèi)似產(chǎn)品7S其他農藥小計1693219134631596合計1841112928552296599033323506106417注: 1噸以下未計，1萬(wàn)美元以下未計。進(jìn)口額按到岸價(jià)(CIF)計算:出口額按離岸價(jià)(FOB )計中國煤化工MHCNMH G.