专利名称：呋喃解草唑的制备方法
技术领域：
本发明属于有机合成和农药合成领域，特别涉及ー种新型的ニ氯こ酰基噁唑烷类除草剂安全剂的制备方法。
背景技术：
ニ氯こ酰基噁唑烷类化合物是ー种新型的除草剂安全剤。国外从70年代就已经开始研究除草剂安全剂的合成及应用，并且相继开发了许多不同的品种(例如AD — 67，R — 28725，R — 29148等)。我国有关除草剂安全剂的合成及生物活性研究起步较晚，其中研究较多的是ニ氯こ酰胺类结构的除草剂安全剂，此类安全剂能较好地保护玉米、高粱和水稻等作物免受氯代こ酰替苯胺类(如こ草胺)和硫代氨基甲酸酯类除草剂(如EPTC)的伤害，尤其对磺酰脲类和咪唑啉酮类除草剂有较好的解毒效果，可以减少除草剂所引起的伤害。关于它们较为全面的研究，特别是在噁唑环上所连的取代基不同对安全剂活性的影响仍在探索之中。安全剂与除草剂混配形成新的混配剂将是安全剂的发展方向，而安全剂的研制及使用技术的研究将有利于新除草剂的开发和除草剂的安全使用，減少因除草剂的使用对农业生产所造成的损失，以利于农业生产的持续发展。目前中国还没有关于呋喃解草唑合成方法的专利，只有关于噁唑烷的制备方法(CN200410012505. 6)，但反应条件要求高，方法复杂，收率低。
发明内容
本发明的目的在于提供ー种操作简单、产率高、能エ业化的呋喃解草唑制备方法。实现本发明目的的技术解决方案为一种呋喃解草唑的制备方法，步骤如下 第一歩呋喃甲醛与三甲基硅腈的亲核加成反应将呋喃甲醛滴加到装有(CH3)3SiCN
和路易斯酸催化剂的烧瓶中，得到溶液A ;
第二步a - (2-呋喃)_ a -三甲基硅氧こ腈的还原反应将溶液A滴加到装有氢化铝锂的非质子性溶剂中，回流反应，待反应液冷却至室温后加入NaOH溶液并在室温下继续反应，过滤，滤液经干燥、旋蒸后得到固体B ;
第三歩，a -氨甲基-2-呋喃甲醇与丙酮的加成消除反应将丙酮加入到固体B和对甲苯磺酸的苯溶液中，回流反应，得到溶液C ；
第四步5-(2-呋喃)_2，2- ニ甲基噁唑烷的酰胺化反应向溶液C中加入NaOH和ニ氯こ酰氯，在0°C以下搅拌反应，反应结束后加水，分液取有机相，有机相经饱和食盐水洗涤、无水硫酸镁干燥、旋蒸后得到固体D，进ー步纯化得到目标化合物。本发明与现有技术相比，其显著优点第三步合成是回流反应形成噁唑烷，温度过高会导致开环，现有技术中用甲苯做溶剂，其沸点较高，回流温度过高不利于噁唑烷的形成，使用苯做溶剂明显提高了产率；第四步合成中背景技术用三こ胺做缚酸剂副反应较多，产品纯化复杂，用氢氧化钠无机碱做缚酸剂其副反应明显減少；文献中采用过柱的方法纯化产品，不利于实现エ业化，采用こ醇重结晶操作简单、产率高。
图I为本发明中的中间体一a-氨甲基-2-呋喃甲醇的核磁表征图，其中，(a)1HNMR表征结果图，(b) 13CNMR表征结果图。
图2为本发明中的中间体ー a -氨甲基-2-呋喃甲醇的气质表征图。图3为本发明中的目标产物一呋喃解草唑的核磁表征图，其中，(c) 1HNMR表征结果图，(d) 13CNMR表征结果图。图4为本发明中的目标产物一呋喃解草唑的质谱表征图。图5为本发明中的中间体ー a -氨甲基-2-呋喃甲醇的合成エ艺流程图。图6为本发明中的目标产物一呋喃解草唑的合成エ艺流程图。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进ー步详细描述。本发明呋喃解草唑的制备方法，其步骤如下
第一歩以Znl2、CuI2, KI路易斯酸催化剂中的任意ー种为催化剂，加入呋喃甲醛和三甲基硅腈，其中，呋喃甲醛和三甲基硅腈的摩尔比为I: I. (Tl. 5，反应温度为5 20°C，反应时间为I. 0 4. Oh,反应制得a - (2-咲喃)-a - ニ甲基娃氧こ臆。第二歩以こ醚、四氢呋喃中的ー种为溶剂，用氢化铝锂还原a-(2-呋喃)_ a-三甲基硅氧ZJ青，回流条件下反应l.Ol.Oh，用ZJ青、甲醇等溶剂重结晶得到a-氨甲基-2-呋喃甲醇。第三步以苯、こ酸こ酷、氯仿、甲苯中的任意ー种溶剂作为夹带剂，加入a-氨甲基-2_呋喃甲醇、甲苯磺酸、丙酮，其中，a-氨甲基-2-呋喃甲醇与丙酮的摩尔比为1:广5，回流I 4h，反应制得5- (2-呋喃)-2，2-ニ甲基噁唑烷。第四歩以氢氧化钠、三こ胺中的ー种为缚酸剂，加入5- (2-呋喃)-2，2-ニ甲基噁唑烷和ニ氯こ酰氯，其中，5- (2-呋喃)-2，2- ニ甲基噁唑烷和ニ氯こ酰氯的摩尔比为I: I. (Tl. 3，反应温度在_1(T5°C，反应时间为8 14h，用こ醇、苯、こ腈等溶剂重结晶得到目标化合物一呋喃解草唑。实施例I
第一歩在IOOml的四ロ烧瓶中加入0. IOmol (CH3)3SiCN和30mgZnI2 ;缓慢滴加呋喃甲醛，两者的摩尔比为1:1.0，滴加结束后，继续在5 10°C下反应Ih ;反应结束后用硅藻土过滤以除去ZnI2固体，所得产品为黄色油状液体A。第二步在250ml的四ロ烧瓶中加入IOOml无水こ醚，待温度降至(TC再加入2. 09gLiAlH4，缓慢滴加0. Imol液体A，滴加结束后在回流条件下反应I h，反应结束后用冰盐浴冷却至5°C，再缓慢滴加3ml冰水和3ml33%Na0H的水溶液，滴加结束后再在室温条件下反应2h,抽滤，滤饼用こ醚洗涤，合并滤液，用无水MgSO4干燥后旋蒸得到黄色固体，滤饼及旋蒸得到的黄色固体用IOOml四氢呋喃加热溶解并抽滤，滤饼再用少量四氢呋喃洗涤，合并滤液，用无水MgSO4干燥后旋蒸得黄色固体，用甲醇重结晶得淡黄色晶体B。第三步在IOOml四ロ烧瓶中加入0. Olmol晶体B、40mg对甲苯磺酸和30. OmL苯，加热反应，当温度升至50°C后加入丙酮，晶体B和丙酮的摩尔比为1:1. O，并在50-54°C下搅拌反应2h ;再回流反应lh，得到淡黄色的液体C。 第四步在IOOml四ロ烧瓶中加入0. Olmol液体C，冷却至(TC以下，加入
0.OlmolNaOH作为缚酸剂；搅拌30min后，缓慢滴加ニ氯こ酰氯，两者的摩尔比为I: I. 0，滴加结束后,在-1(T-5°C以下搅拌反应8h ;反应结束后加入50ml水；将反应体系倒入分液漏斗，有机层用饱和食盐水洗涤，无水硫酸镁干燥；旋蒸掉溶剂得到黄色固体，こ醇重结晶得到白色针状晶体一呋喃解草唑。a -氨甲基-2-呋喃甲醇的结构表征 m. p. 82. 9 84.3 °C
元素分析=C6H9NO2
%计算值实测值
C56.6955.85
H7.097. 13
N11.0210.55
核磁谱图如图I所示其中
IH-NMR (500 MHz, CDC13) ppm: 8 =2. 268, 2. 432 (dd, 3H，NH2、OH) ； 8 =2. 997, 3. 008 (d, 2H, CH2) ； 8 =4. 618, 4. 630, 4. 641 (s, 1H, CH)；8 =6. 253，6. 256，6. 333，7. 368 (m.，3H, furan-H) ； 8 =7. 280 (溶剂峰)。13C-NMR (500 MHz, CDC13) ppm: 8 =45. 97 (s，1C，—CH2) ； 8 =68. 16 (s,1C, — CH) ； 8 =106. 30,110. 18,142. 00,155. 44 (s,4C, furan-C) ； 8 =76. 80,77. 06,77. 31(dd，溶剂峰)。气质谱图如图2所示其中 M+=126. 89
呋喃解草唑的结构表征 m. p. 93. 5 96.2 °C 元素分析C11H13N03C1 %计算值实测值
C47.4846.90
H4.684. 74
N5.034. 74
核磁谱图如图3所示其中
1H-NMR (500 MHz, CDCl3) ppm: 8 =1. 677，I. 732 (s, 6H, CH3) ； 8 =3. 992，4. 011，4. 029，4. 169，4. 184，4. 196 (m, 2H, CH2) ； 8 =5. 209，5. 224，5. 237 (t, 1H, CH) ； 8 =6. 084 (s, 1H, NH)；8 =6. 413，6. 502，7. 481 (s, 3H, furan-H) ； 8 =7. 278 (溶剂峰)。13C-NMR (500 MHz, CDCl3) ppm: 8 =23. 47, 25. 28 (s，1C，-CH3) ； 6 =66. 95,69.93(s,2C, —CH) ； 8 =96. 87(s, 1C, —C) ； 8 =109. 93,110. 60,143. 60,148. 99 (s，4C，furan-C) ； 8 =159. 63 (s, 1C, —CO) ； 8 =76. 78,77. 04,77. 29 (溶剂峰)。质谱图如图4:其中
高分辨质谱M+Na=299. 95，M+K=318. 01实施例2
反应步骤与实施例I完全相同，不同之处对于第一步选择CuI2为路易斯酸催化剂，反应物的摩尔比为1:1. 3，反应温度1(T15°C，反应时间为2. 5h ;第二步选择四氢呋喃为反应溶剂，反应时间为2h，采用こ腈重结晶；第三步用こ酸こ酯为夹带剂，反应物的摩尔比为1:1.3,回流反应时间为2. 5h ;第四步中选择三こ胺为缚酸剂，反应物的摩尔比为I: I. 2 ;反应温度为_5、°C，反应时间为10h，采用苯为重结晶溶剤。
本条实施例的化合物的确认方法与实施例I相同。实施例3
反应步骤与实施例I完全相同，不同之处对于第一步选择KI为路易斯酸催化剂，反应物的摩尔比为I: I. 5，反应温度15 20°C，反应时间为4h ;第二步反应时间为3h ;第三歩中用氯仿为夹带剂，反应物的摩尔比为1:1. 5,回流反应时间为4h ;第四步中反应物的摩尔比为I: I. 3 ;反应温度为0、°C,反应时间为14h,采用こ腈为重结晶溶剂。本条实施例的化合物的确认方法与实施例I相同。实施例4
反应步骤与实施例I完全相同，不同之处对于第三步中采用甲苯为夹带剂。本条实施例的化合物的确认方法与实施例I相同。
权利要求
1.一种呋喃解草唑的制备方法，其特征在于步骤如下 第一步呋喃甲醛与三甲基硅腈的亲核加成反应将呋喃甲醛滴加到装有(CH3)3SiCN和路易斯酸催化剂的烧瓶中，得到溶液A ; 第二步a - (2-呋喃)-a -三甲基硅氧乙腈的还原反应将溶液A滴加到装有氢化铝锂的非质子性溶剂中，回流反应，待反应液冷却至室温后加入NaOH溶液并在室温下继续反应，过滤，滤液经干燥、旋蒸后得到固体B ; 第三步，a -氨甲基-2-呋喃甲醇与丙酮的加成消除反应将丙酮加入到固体B和对甲苯磺酸的苯溶液中，回流反应，得到溶液C ； 第四步5-(2-呋喃)-2，2-二甲基噁唑烷的酰胺化反应向溶液C中加入NaOH和二氯乙酰氯，在0°C以下搅拌反应，反应结束后加水，分液取有机相，有机相经饱和食盐水洗涤、无水硫酸镁干燥、旋蒸后得到固体D，进一步纯化得到目标化合物。
2.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于路易斯酸催化剂为ZnI2、CuI2*KI，反应时间为3 4小时。
3.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于所述呋喃甲醛与三甲基硅腈的摩尔比为I: I. (Tl: I. 5，反应温度在5 20。。，反应时间为I. 0 4· Oh。
4.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于所述步骤2中的非质子性溶剂为乙醚或四氢呋喃，回流反应时间为2. 5小时，加入的NaOH溶液的浓度为10%，在室温下继续反应的时间为2小时。
5.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于所述步骤3中，丙酮在50°C下加入到固体B和对甲苯磺酸的苯溶液中，回流条件下反应时间为l.(T3. 0h，用乙腈、甲醇重结晶。
6.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于所述步骤4中，搅拌反应时间为12h。
7.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于氨醇与丙酮环化成噁唑烷，对甲苯磺酸为酸催化剂。
8.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于氨醇与化合物C的摩尔比为I:广1: 5，苯、乙酸乙酯、氯仿、甲苯为夹带剂，回流反应时间约f 4h。
9.根据权利要求I所述的呋喃解草唑的制备方法，其特征在于氢氧化钠为缚酸剂，氨醇与氢氧化钠的摩尔比为I: I. (Tl: I. 5，反应温度在-1(T5°C，反应时间为8 14h，用乙醇、苯、乙腈重结晶。
全文摘要
本发明公开了一种呋喃解草唑的制备方法，由四步构成，第一步呋喃甲醛与三甲基硅腈的亲核加成反应，第二步а-(2-呋喃)-а-三甲基硅氧乙腈的还原反应，第三步，а-氨甲基-2-呋喃甲醇与丙酮的加成消除反应，第四步5-(2-呋喃)-2,2-二甲基噁唑烷的酰胺化反应，本发明工艺操作简单，目标产物纯，收率高，这为该类除草剂安全剂的合成提供了另一途径。
文档编号C07D413/04GK102617560SQ20111003287
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月30日 优先权日2011年1月30日
发明者石永飞, 蔡春, 魏晓廷, 黄启凤 申请人:南京理工大学, 常州华南化工有限公司