一种硝磺草酮的合成方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及除草剂的生产技术领域，具体设及一种硝横草酬的合成方法。
【背景技术】
[0002]硝横草酬（甲基横草酬，Mesotrione)，化学名称为2-(2-硝基-4-甲讽基-苯甲 酷基）环己烧-1，3-二酬，其结构式见式1，是瑞±先正达公司开发的Ξ酬类除草剂。
[0003]
[0004] 硝横草酬是对径基丙酬酸双加氧酶（HPPD)的抑制剂，能将酪氨酸转化为质体酿。 作为内吸性广谱型除草剂，硝横草酬能有效防除一年生阔叶杂草和某些禾本科杂草，如荷 麻、苍耳、刺宽、襲属杂草、地肤、碑草、繁缕等。
[0005] 现有较多硝横草酬合成方法，如余刚等人（余刚，顾宁，秦林强，周莉.玉米田 除草剂甲基横草酬的合成[J].江苏农业学报，2007, 23化）：661-662.)将2-硝基-4-甲讽 基甲苯和无水漠素反应生成2-硝基-4-甲横酷基节漠，再将2-硝基-4-甲横酷基节漠在 碱性条件下与1,3-环己二酬发生取代反应生成硝横草酬。该方法物料比较昂贵，反应不彻 底、反应溫度高，生产周期长，成本高，不适宜大规模的工业生产。
[0006]公开号为CN103172549A的中国专利文献公开了一种2-(2-硝基-4-甲讽基-苯 甲酯基）环己烧-1，3-二酬的制备方法，是W2-硝基-4-甲讽基苯甲醒和1，3-环己二酬 为原料，经过亲核加成、氧化等反应，制得高纯度的2-(2-硝基-4-甲讽基-苯甲酯基）环 己烧-1，3-二酬，该方法的氧化反应步骤不易控制，工业生产的设备成本高，维护难度大， 副产物无法回收，浪费资源。
[0007] 杨剑波等人（杨剑波，庞怀林，黄超群.硝横酬的合成与除草效果[J].农 药，2006, 45 (11) : 746-748.)W4-甲讽基甲苯为起始原料，经硝化、氧化、酷化、缩合和转位 等5步反应合成硝横酬，反应方程式见方程式1。该方法会产生大量的废液，工作环境差、污 染重；醋化与重排选择了大量的有毒、有害物料，生产过程的危险性和运营成本高，不适合 工业生产。
[0008]
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【发明内容】
[0010] 为了解决现有硝横草酬生产过程中的问题，本发明提供了一种硝横草酬的合成方 法，本方法反应条件溫和，各步骤的转化率高，产物的收率和纯度高，生产全程不设及剧毒 恶臭物料，安全性高，设备及物料成本低，适合工业的大规模生产。
[0011] 一种硝横草酬的合成方法，包括W下步骤：
[0012] (1)酷化：2-硝基-4-甲讽基苯甲酸与酷化剂在解聚剂催化下进行酷化反应，得酷 化反应液，所述酷化反应的溫度为10-70°C;
[0013] (2)醋化：向酷化反应液中投加缚酸剂与1，3-环己二酬，进行醋化反应，得到醋化 反应液，所述醋化反应的溫度为30-65°C，所述的缚酸剂为无机碱；
[0014] 做重排：向醋化反应液中投加重排剂进行重排反应，得粗品反应液；
[0015] (4)精制：粗品反应液经过碱液反萃、酸析、重结晶得硝横草酬。
[0016] 本发明方法W2-硝基-4-甲讽基苯甲酸（I)为起始物料，在解聚剂的催化下与 酷化剂反应，生成酷化物（II)，酷化物（II)在缚酸剂存在下与1，3-环己二酬发生醋化反 应生成醋化物（III)，醋化物（III)在重排剂的催化下重排生成硝横草酬（IV)，再经过精 制得到硝横草酬纯品，反应方程式见方程式2。本发明采用串联合成法，对每一步的反应液 不进行纯化，直接参与下一步反应，操作简便，各步反应的转化率高，硝横草酬纯品的总收 率大于80%，硝横草酬纯品色谱纯度大于96% (面积归一法纯度）。
[0017]
[0018] 本发明采用2-硝基-4-甲讽基苯甲酸为起始物料，其能和酷化剂充分反应，产物 的收率高。和现有的采用2-硝基-4-甲讽基苯甲酯氯为起始物料的生产方法相比，生产的 物料成本低；物料储存、生产操作过程不会有酷氯的恶臭，同时也可避免因2-硝基-4-甲讽 基苯甲酯氯的水解而降低产物的收率和纯度。
[0019] 步骤（1)中，用有机溶剂溶解所需量的酷化剂，保溫留用。所述的有机溶剂不与固 体光气反应，且沸点大于80°c。然后向2-硝基-4-甲讽基苯甲酸中加入相同的有机溶剂， 再加入解聚剂，升溫至反应溫度，开始滴加预先配置的酷化剂溶液，滴加完毕后，继续反应， 通过TLC或HPLC中控反应进程，当2-硝基-4-甲讽基苯甲酸色谱纯度小于或等于0. 5%， 结束反应，得到酷化反应液。
[0020] 作为优选，酷化反应的时间为1-化。
[0021] 所述的有机溶剂为疏水性非质子有机溶剂，作为优选，所述有机溶剂为甲苯、二甲 苯、环己烧或乙酸乙醋。
[0022] 作为优选，所述的酷化剂为固体光气或二氯亚讽。
[0023] 二氯亚讽作为酷化剂，会生成肥1、S〇2等难处理的气体，废气量比固体光气 度is(trichlorometh}^)carbonate,简称BTC光气）约多20%，而固体光气相对毒性低、 使用方便、反应条件溫和，收率高。
[0024] 作为优选，所述的酷化剂为固体光气，所述固体光气的投料摩尔量为2-硝 基-4-甲讽基苯甲酸摩尔量的0. 3-1. 2倍。Imol固体光气可提供3mol氯原子，生产过程 中，固体光气的使用量比较小，生产的物料成本比较低，且不会产生较多有毒气体。选择固 体光气为酷化剂，取代传统的光气、Ξ氯氧憐等高毒原料，实现原料的绿色替代，使反应更 加安全、环保。
[00对步骤（1)中，W固体光气作为酷化剂，在解聚剂的催化下，酷化反应条件比较溫 和。所述的解聚剂为有机胺或富电子基团化合物。
[0026] 作为优选，所述的解聚剂为DMF、DMS0、N，N-二甲基乙酷胺、卡宾、咪挫-2-亚基化 合物、1，2, 4-Ξ挫-3-亚基化合物和1，3-嚷挫-2-亚基化合物的一种或多种。
[0027] 上述优选的解聚剂可有效促进固体光气提供游离氯原子，促进酷化反应进行，有 效防治固光聚合，不仅提高原料利用率，使反应进行的更彻底，更大大的提高了产率。 W28] 作为优选，所述的解聚剂的投料量为2-硝基-4-甲讽基苯甲酸重量的 0. 01-lwt%。
[0029]在所述投料量下，酷化反应不会太激烈，投料量大于Iwt%，酷化反应激烈，容易造 成风险，投料量小于0.01%，计量困难，反应速度慢。
[0030] 作为优选，所述的解聚剂为DMF、DMS0、N，N-二甲基乙酷胺的一种或多种。
[0031] 进一步优选，所述的解聚剂为DMF。优选地，DMF的投料量为2-硝基-4-甲讽基苯 甲酸重量的0. 02-0. 04wt%。
[0032] 酷化反应的溫度对酷化反应具有一定的影响，酷化反应过高，副产物增多，溫度过 低，反应进程缓慢。作为优选，所述酷化反应的溫度为50-55°C。
[003引步骤（1)中，反应起始时，2-硝基-4-甲讽基苯甲酸难溶于所述的有机溶剂，随着 反应的进行，反应体系逐渐由浑浊变澄清，当体系完全变澄清，可初步判断酷化反应结束， 调整溫度到步骤（2)的反应溫度，再投加缚酸剂与1，3-环己二酬进行醋化反应，并通过化C 或HPLC中控反应进程，当酷化物（II)色谱含量小于或等于0.5%，结束反应。
[0034]作为优选，所述1,3-环己二酬的投加摩尔量为2-硝基-4-甲讽基苯甲酸的 1. 0-1. 3 倍。
[0035] 作为优选，醋化反应的时间为6-12h。
[0036] 若醋化反应的溫度过高，反应速率快，容易产生副产物，且产生的副产物在后续的 精制过程中很难去除，影响产品的纯度；反应溫度小于30°C时，反应进程比较慢，会导致硝 横草酬的生产周期的延长，硝横草酬的收率下降。
[0037] 作为优选，所述的醋化反应的溫度为50-60°C，醋化反应的时间为8-lOh。
[0038] 本发明采用无机碱作为缚酸剂，为固液两相反应，醋化反应比较溫和，合成的产物 的纯度高，相比于传统的有机碱缚酸剂如Ξ乙胺、化晚类化合物，没有刺激性气味，并且基 本无毒，更加安全环保；同时也避免了采用有机碱缚酸剂的反应进程过快、激烈放热造成的 副产物过多的问题。
[0039] 作为优选，所述的无机碱为碳酸钢、碳酸氨钟、碳酸氨钢、氨氧化钟、氨氧化钢的一 种或多种，所述无机碱的投加摩尔量为2-硝基-4-甲讽基苯甲酸摩尔量的0. 4-1. 2倍。所 述的无机碱都能较好的促进醋化反应，碳酸盐的效果稍好于氨氧化物。
[0040] 进一步优选，所述的无机碱为碳酸钢，投加摩尔量为2-硝基-4-甲讽基苯甲酸摩 尔量的0. 5-0.6倍。
[0041] 醋化反应结束后，将反应体系溫度调整至50-70°C，加入重排剂进行重排反应，通 过TLC或HPLC中控反应进程，当醋化物（III)的色谱纯度小于或等于0.5%，结束反应。
[0042] 作为优选，重排反应的时间为3-化。
[0043] 作为优选，所述的重排反应的溫度为60-65°C。
[0044] 所述重排剂为6-氯嚷岭、琉嚷岭、横琉嚷岭钢、硫鸟嚷岭、2,6-二氯嚷岭、6-氨 基嚷岭的一种或多种，所述重排剂的投加摩尔量为2-硝基-4-甲讽基苯甲酸摩尔量的 0.06-0.2倍。
[0045] 本发明选择嚷岭类化合物作为重排剂，取代传统工艺的剧毒氯化物，实现原料的 绿色替代，目的产物收率和纯度高，原料简单易得，生产过程安全，适合工业生产。
[0046] 作为优选，所述的重排剂为6-氯嚷岭。
[0047] 重排反应结束后，降溫至20-30°C，再加入1-3倍于反应液体积的碱液反萃，再将 反萃液的抑调至酸性，揽拌析晶。
[0048] 作为优选，步骤（4)中，反萃过程中的碱液抑为9-10,酸析过程中的酸液的抑为 1-4,酸析后过滤得到硝横草酬粗品。过滤的母液经过浓缩回收盐，硝横草酬粗品进行后续 的重结晶。硝横草酬粗品重结晶后得硝横草酬，结晶溶剂为乙醇，每克硝横草酬粗品投加 1-10血的乙醇。
[0049] 本发明方法操作简单，原料简单易得，生产全程不设及剧毒物料，反应物的转化率 高，反应彻底，产物的收率和纯度高，适用于工业化生产。
【具体实施方式】阳050] 实施例1
[0051] (1)酷化物的合成：开启尾气吸收系统，向四口烧瓶中加入固体光气（酷化 剂）185g(0. 3eqv)、