氯吡嘧磺隆中间体的合成方法与流程

文档序号:11244895阅读:1348来源:国知局

本发明属于有机合成技术领域,具体涉及一种氯吡嘧磺隆中间体3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯的合成方法。



背景技术:

氯吡嘧磺隆是一种新型磺酰脲类除草剂,1987年日产化学工业株式会社与孟山都公司联合发现并开发,于1994年首先在美国获得登记,其后日本、欧盟、中国等十几个国家获得登记,主要用于防除玉米、水稻、小麦、甘蔗等禾本科作物田的阔叶杂草和莎草科杂草,该药剂药效高、毒性低、选择性好,对禾本科作物安全,应用前景广阔。

3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯则是合成氯吡嘧磺隆的重要中间体。

现有技术公开的3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯的合成方法主要有以下几种:

(1)以3-氯-1-甲基吡唑-5-氨基-4-甲酸甲酯为起始原料,依次经重氮化反应、磺化反应以及氨化反应得到。

(2)以3-氯-1-甲基吡唑-4-甲酸甲酯为起始原料,依次经氯化反应、巯基化反应以及和氯磺酰化反应得到。

(3)以3-氯-1-甲基吡唑-4-甲酸甲酯为起始原料,先经锂基化得到锂基吡唑化合物,然后导入二氧化硫得到亚磺酸锂吡唑化合物,再经氯化反应和氨化反应得到。

上述方法有的三废量巨大,对环境污染严重,不能满足绿色生产的需求;有的总收率较低,副反应较多,产物纯度较低;还有的对设备要求较高,生产成本较高;从而均不适合工业化生产。



技术实现要素:

本发明的目的在于解决上述问题,提供一种对环境污染较小、产物纯度较高、收率较高、适合工业化生产的氯吡嘧磺隆中间体的合成方法。

实现本发明目的的技术方案是:一种氯吡嘧磺隆中间体的合成方法,具有以下步骤:

①由3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与二甲氨基硫代甲酰氯经缩合反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯;

②将步骤①得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯经转位重排反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯;

③将步骤②得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯与氯气经氯磺化反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯;

④将步骤③得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯与氨水经氨化反应得到氯吡嘧磺隆中间体3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯(以下均简称为氯吡唑磺酰胺)。

具体合成路线如下:

上述步骤①中所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的二甲氨基硫代甲酰氯的摩尔比为1∶1~1∶2,优选为1∶1.5。

上述步骤①所述的缩合反应是在氢氧化钠的存在下进行的;所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的氢氧化钠的摩尔比为1∶1~1∶3,优选为1∶2。

上述步骤①所述的缩合反应是在有机溶剂的存在下进行的;所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的有机溶剂的重量比为1∶2~1∶5。

所述的有机溶剂为二氯亚砜、n,n-二甲基甲酰胺(dmf)或者二甲基亚砜(dmso),优选为二甲基亚砜(dmso)。

上述步骤①所述的缩合反应温度为-5~10℃,优选为5℃。

上述步骤①所述的缩合反应时间为2~6h,优选为4h。

上述步骤②所述的转位重排反应是在有机溶剂的存在下进行的;所述有机溶剂为正十二烷、硝基苯、乙二醇、1,2-丙二醇、n,n-二甲基甲酰胺、n,n-二甲基苯胺或者n-甲基吡咯烷酮,优选为正十二烷。

上述步骤②所述的转位重排反应温度为回流反应温度。

上述步骤②所述的转位重排反应时间为4~8h,优选为6h。

上述步骤③所述的氯磺化反应温度为0~50℃,优选为25℃。

上述步骤④中所述的氨水与上述步骤②中所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯的摩尔比为2∶1~5∶1,优选为4∶1。

上述步骤④所述的氨化反应温度为40~70℃,优选为50℃。

上述步骤④所述的氨化反应时间为1~4h,优选为2h。

本发明具有的积极效果:本发明的方法对环境污染较小,尤其是产物纯度较高,而且总收率较高,从而适合工业化生产。

具体实施方式

(实施例1)

本实施例的氯吡唑磺酰胺的合成方法具有以下步骤:

①向反应装置中加入48.0g的氢氧化钠(1.2mol)、400ml的dmso以及114.3g的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯(0.6mol),室温(15~25℃,下同)搅拌反应30min后冷却至0℃以下,加入111.2g的二甲氨基硫代甲酰氯(0.9mol),控温在5℃左右反应4h。

反应结束后,向反应瓶中加入水,搅拌10min,过滤,水洗,干燥,得到161.8g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯,纯度为98.0%,收率为97.2%。

②向反应装置中加入138.75g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯(0.5mol)和200ml的正十二烷,升温至回流,气相跟踪至反应完全(约6h左右),然后静置分层,上层溶剂层回收利用。

③将下层物料加入反应装置中,然后加入300ml二氯甲烷和400ml水,室温搅拌下通入氯气,液相色谱跟踪至反应完全,停止通氯,室温搅拌反应30min,停止搅拌,静置分层,将上层水层用二氯甲烷萃取一次,然后与下层二氯甲烷层合并。

④将合并的二氯甲烷层加入反应装置中,加入28wt%的氨水250g(2mol),在50℃的温度下进行氨化反应2h。

反应结束后,经水洗、离心、烘干得到120.5g氯吡唑磺酰胺,纯度为98.0%,收率为95.1%【以步骤②的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯计】。

(实施例2)

本实施例的氯吡唑磺酰胺的合成方法具有以下步骤:

①向反应装置中加入120.0g的氢氧化钠(3mol)、1000ml的dmso以及285.8g的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯(1.5mol),室温搅拌反应30min后冷却至0℃以下,加入278.0g的二甲氨基硫代甲酰氯(2.25mol),控温在5℃左右反应4h。

反应结束后,向反应瓶中加入水,搅拌10min,过滤,水洗,干燥,得到404.0g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯,纯度为98.0%,收率为97.1%。

②向反应装置中加入277.5g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯(1mol)和400ml的正十二烷,升温至回流,气相跟踪至反应完全(约6h左右),然后静置分层,上层溶剂层回收利用。

③将下层物料加入反应装置中,然后加入500ml二氯甲烷和800ml水,室温搅拌下通入氯气,液相色谱跟踪至反应完全,停止通氯,室温搅拌反应30min,停止搅拌,静置分层,将上层水层用二氯甲烷萃取一次,然后与下层二氯甲烷层合并。

④将合并的二氯甲烷层加入反应装置中,加入28wt%的氨水500g(4mol),在50℃的温度下进行氨化反应2h。

反应结束后,经水洗、离心、烘干得到239.0g氯吡唑磺酰胺,纯度为98.0%,收率为94.3%【以步骤②的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯计】。

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