新型除草劑五氟磺草胺的改進(jìn)合成研究.pdf

1、五氟磺草胺(Penoxsulam)，是一種超高效的三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑，是當(dāng)前水稻田除草劑中殺草譜較廣的一類除草劑，且高效低毒。五氟磺草胺作為一種全新的高除草活性化合物最早由陶氏益農(nóng)公司提出，并于1999年申請了化合物專利(US,5858924A)，同時申請了其合成工藝專利(US0037811；WO0198305；US6005108)。在上述合成工藝專利中，采用的是Edmonds、Douglas以及Johnson的合成路線。該路線原

2、料易得，由酰氯中間體和嘧啶中間體縮合得目標(biāo)產(chǎn)物，易于對子結(jié)構(gòu)進(jìn)行修飾，但是存在需使用氰化物及MOMCl等劇毒中間體的缺點。為此，Craig提出了以乙氧基羰基異硫氰酸酯增長N鏈(US0295003A1)的方法，其過程低毒但中間體昂貴。因此，作為技術(shù)儲備，本文研究開發(fā)五氟磺草胺的改進(jìn)合成路線，優(yōu)化相應(yīng)的工藝條件，獲得可靠的合成技術(shù)，對新一代三唑并嘧啶磺酰胺類除草劑在后專利時期的規(guī)模化生產(chǎn)、產(chǎn)品應(yīng)用等都具有重要的意義及應(yīng)用價值。
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3、對五氟磺草胺及其關(guān)鍵中間體的合成研究，本文主要工作如下：
　　1、在關(guān)鍵中間體2-氨基-5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶合成研究中，專利(US0037811、WO0198305)工藝使用了劇毒的氰化物原料。本文以甲氧基乙酸甲酯、甲酸甲酯、甲基異硫脲為起始原料，經(jīng)環(huán)合、氯化、取代、氨肟化得到中間產(chǎn)物4-羥基胍基-2,5-二甲氧基嘧啶，再通過氯甲酸丙酯縮合、關(guān)環(huán)得到2-氨基-5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[

4、1,5-c]嘧啶。工藝條件為：4-羥基胍基-2,5-二甲氧基嘧啶與氯甲酸丙酯摩爾比為1:1.2，4-羥基胍基-2,5-二甲氧基嘧啶與三乙胺摩爾比為1:1.4，反應(yīng)溫度65℃、反應(yīng)時間2h。五步反應(yīng)總收率38.2％（文獻(xiàn)收率20.9％）。該路線具有以下優(yōu)點：單一位置氯化，副產(chǎn)物少；避免了使用水合肼和溴化氰，原料及中間物料低毒，更適合工業(yè)化生產(chǎn)；咪唑環(huán)環(huán)化一步完成，路線步驟更少。
　　2、在關(guān)鍵中間體2-(2,2-二氟乙氧基)-6-三

5、氟甲基磺酰氯的合成研究中，專利(US6005108)對于酚羥基的保護(hù)使用了劇毒的MOMCl，本文在其基礎(chǔ)上，以間三氟甲基苯酚為起始原料，3,4-2H-二氫吡喃為酚羥基保護(hù)基、以化合物2-(2,2-二氟乙氧基)-6-三氟甲基（4-甲苯基）磺酸酯構(gòu)建二氟乙氧基，經(jīng)過醚化、取代、水解、氯化氧化反應(yīng)合成了2-(2,2-二氟乙氧基)-6-(三氟甲基)苯磺酰氯，四步反應(yīng)總收率64.6％（文獻(xiàn)收率35.8％），其中酚羥基的保護(hù)低毒高效，二氟乙氧基的引

6、入使反應(yīng)收率達(dá)到了90.0％（文獻(xiàn)收率69.0％）。
　　3、在磺酰胺縮合反應(yīng)的研究中，采用雙三甲基硅基胺基鋰作為縛酸劑，四氫呋喃為溶劑，和專利（WO0226742）工藝相比，反應(yīng)時間由7~8d縮短至16~18h，產(chǎn)物收率也由46.0％提高到64.0％。該條件下的最佳工藝條件為：2-氨基-5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶與2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯的投料摩爾配比為1:3.5、縛酸劑用量為2-氨基-5,8-二

7、甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶的2.5倍(摩爾比)，反應(yīng)溫度40℃。
　　4、在合成2-氨基-5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶的基礎(chǔ)上，通過后成橋路線、先成橋路線兩種方法合成了五氟磺草胺。在后成橋路線中，以間三氟甲基苯酚為起始原料，經(jīng)過五步反應(yīng)，路線總收率為53.1％（文獻(xiàn)收率24.0％）；在先成橋路線中，以2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯為起始原料，經(jīng)過兩步反應(yīng)，收率為48.7％（文獻(xiàn)收率38.2