甲基磺草酮的合成方法与流程

本公开涉及甲基磺草酮(mesotrione)的合成方法。

定义

正如本公开中所使用的，下列术语通常具有下文所述的含义，除非使用它们的上下文中另有说明。

结晶甲基磺草酮：术语“结晶甲基磺草酮”指的是甲基磺草酮的热力学稳定形式。结晶甲基磺草酮的特征在于以下2θ值：8.57、17.11、17.49、18.78、19.09、19.53、21.16、25.74和28.69。

甲基磺草酮的亚稳态形式：术语“甲基磺草酮的亚稳态形式”指的是甲基磺草酮的热力学不稳定形式。甲基磺草酮的亚稳态形式的特征在于以下2θ值：15.93、16.99、19.01、20.55、23.24和28.58。

背景技术：

2-[4-(甲磺酰基)-2-硝基苯甲酰基]环己烷-1,3-二酮是一种第二代三酮，通称为“甲基磺草酮”。

甲基磺草酮是用于大部分阔叶杂草以及玉米和水稻中的一些草的萌前和苗后控制的选择性除草剂。其也应用于水果(例如浆果、梨果类水果、柑橘类水果)、一些蔬菜、甘蔗和草皮。

此外，甲基磺草酮的一些合成方法在本领域中是已知的。然而，合成甲基磺草酮时常规使用的试剂具有腐蚀性，且对环境不友好。

因此，需要快速、高效、经济且环境友好的甲基磺草酮合成方法。

目的

本公开的一些目的(本文中至少一个实施方式所达到的目的)如下。

本公开的一个目的是改善现有技术的一个或多个问题，或者至少提供有用的替代方案。

本公开的一个目的是提供一种快速、经济且环境友好的甲基磺草酮合成方法。

本公开的另一目的是提供高产率的甲基磺草酮合成方法。

本公开的又一目的是提供高纯度的甲基磺草酮的合成方法。

本公开的其他目的和优点将根据以下描述变得更加显而易见，这些描述并非意图限制本公开的范围。

技术实现要素：

本公开涉及一种合成结晶甲基磺草酮的方法。所述方法包括以下步骤：

在第一步中，使对甲苯磺酰氯与至少一种碱金属亚硫酸盐和至少一种碱金属碳酸氢盐反应，以获得对甲苯亚磺酸碱金属盐，使所述对甲苯亚磺酸碱金属盐与至少一种一氯乙酸碱金属盐反应，以获得对甲磺酰基甲苯。

所述碱金属亚硫酸盐是选自由亚硫酸钠、亚硫酸钾和亚硫酸锂组成的组的至少一种。所述碱金属碳酸氢盐是选自由碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢锂组成的组的至少一种。对甲苯磺酰氯:碱金属亚硫酸盐:碱金属碳酸氢盐的摩尔比为1:1:2至1:1.5:2.5。所述一氯乙酸碱金属盐是选自由一氯乙酸钠、一氯乙酸钾和一氯乙酸锂组成的组的至少一种。一氯乙酸与碱金属碳酸氢盐的摩尔比为1.3:1.1至1.3:1.5。

在第二步中，使用硫酸和至少一种硝化剂的混合物来硝化对甲磺酰基甲苯，以获得2-硝基对甲磺酰基甲苯。

硝化剂是选自由硝酸、硝酸钾和硝酸钠组成的组的至少一种。在本公开的一个实施方式中，硝化剂是包含发烟硫酸(24％)和硝酸的混合酸。

在第三步中，在至少一种第一催化剂的存在下，使用至少一种氧化剂来氧化2-硝基对甲磺酰基甲苯，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酸。

氧化剂是选自由硫酸、过氧化氢、次氯酸钠、硝酸、空气-co-mn催化剂组成的组的至少一种。第一催化剂是五氧化二钒。

在第四步中，在第一流体介质中，使用至少一种卤化剂来卤化2-硝基对甲磺酰基苯甲酸，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤。

在本公开的一个实施方式中，卤化剂是氯化亚砜。第一流体介质是选自由1,2-二氯乙烷和二氯甲烷组成的组的至少一种。二甲基甲酰胺用作催化剂。

在第五步中，在第二流体介质和至少一种第二催化剂的存在下，在0℃至15℃范围内的温度下使2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤与1,3-环己烷二酮的碱金属盐反应，以获得3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮。

第二流体介质和第三流体介质是1,2-二氯乙烷。

第二催化剂是选自由四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵和三苯基溴化鏻组成的组的至少一种。

在第六步中，使3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮与至少一种碱、第三流体介质和至少一种氰离子源反应，以获得纯度小于或等于99％的无定形甲基磺草酮。

所述碱是选自由三乙胺、氢化钠和1,2,4-三唑组成的组的至少一种。

所述氰离子源是选自由丙酮氰醇、氰化钠、氰化钾和氰化氢组成的组的至少一种。

在第七步中，将无定形甲基磺草酮转化为纯度大于99％的结晶甲基磺草酮。

本公开还公开了将无定形甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮的方法。

附图说明

图1示出了根据本公开制备的结晶甲基磺草酮的xrd(x射线衍射图)峰。

图2示出了根据本公开制备的亚稳态形式的甲基磺草酮的xrd峰。

具体实施方式

本公开涵盖一种快速、高效、经济且环境友好的合成结晶甲基磺草酮的方法，所述方法减轻了上文提及的缺点。

根据本公开，结晶甲基磺草酮的合成方法包括以下步骤：

i.使对甲苯磺酰氯与至少一种碱金属亚硫酸盐和至少一种碱金属碳酸氢盐反应，以获得对甲苯亚磺酸碱金属盐，使所述对甲苯亚磺酸碱金属盐与至少一种一氯乙酸碱金属盐反应，以获得对甲磺酰基甲苯；

ii.使用硫酸和至少一种硝化剂的混合物来硝化对甲磺酰基甲苯，以获得2-硝基-对甲磺酰基甲苯；

iii.在至少一种第一催化剂的存在下，使用至少一种氧化剂来氧化2-硝基对甲磺酰基甲苯，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酸；

iv.在第一流体介质中，使用至少一种卤化剂来卤化2-硝基对甲磺酰基苯甲酸，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤；

v.在第二流体介质和至少一种第二催化剂的存在下，在0℃至15℃范围内的温度下使2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤与1,3-环己烷二酮的碱金属盐反应，以获得3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮；

vi.使3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮与至少一种碱、第三流体介质和至少一种氰离子源反应，以获得纯度小于或等于99％的无定形甲基磺草酮；和

vii.将无定形甲基磺草酮转化为纯度大于99％的结晶甲基磺草酮。

甲基磺草酮的合成方法中所用的步骤的详细描述如下：

第一步：由对甲苯磺酰氯合成对甲磺酰基甲苯

在第一步中，在搅拌下使对甲苯磺酰氯与至少一种碱金属亚硫酸盐(例如亚硫酸钠、亚硫酸钾和亚硫酸锂)和至少一种碱金属碳酸氢盐(例如碳酸氢钠、碳酸氢钾和碳酸氢锂)反应以获得包含对甲苯亚磺酸碱金属盐的物料。对甲苯磺酰氯:碱金属亚硫酸盐:碱金属碳酸氢盐的摩尔比为1:1:2至1:1.5:2.5。在示例性实施方式中，对甲苯磺酰氯:碱金属亚硫酸盐:碱金属碳酸氢盐的摩尔比为1:1.2:2.2。

本公开的实施方式中，对甲磺酰基甲苯的合成示意图如下所示：

通常，将亚硫酸钠和碳酸氢钠与水一起在搅拌下装入反应器中，以得到澄清溶液。在65℃至85℃的温度下加热该澄清溶液，随后用时6小时至10小时缓慢添加对甲苯磺酰氯，再搅拌1小时至2小时的时间，以获得含有对甲苯亚磺酸钠的物料。

将包含对甲苯亚磺酸碱金属盐的所述物料在搅拌下冷却，并使其与至少一种一氯乙酸碱金属盐(例如一氯乙酸钠、一氯乙酸钾和一氯乙酸锂)溶液反应，优选在压力和搅拌下反应，以获得包含对甲磺酰基甲苯的物料。

根据本公开的实施方式，一氯乙酸碱金属盐溶液是通过将一氯乙酸加入水中、随后在搅拌下用时1小时至2小时缓慢加入碱金属碳酸氢盐而制备。一氯乙酸与碱金属碳酸氢盐的比率为1.3:1.1至1.3:1.5。在示例性的实施方式中，一氯乙酸与碱金属碳酸氢盐的比率为1.3:1.18。

通常，将包含对甲苯亚磺酸钠的物料冷却至35℃至55℃的温度，随后在连续搅拌下用时2小时至3小时加入一氯乙酸的钠盐溶液以获得反应混合物。然后将该反应混合物转移至不锈钢压力反应器中。在3kg/cm²至7kg/cm²的压力下将不锈钢压力反应容器的温度升至100℃至120℃的范围，而后将反应混合物保持在130℃至150℃的温度，以获得包含对甲磺酰基甲苯的物料。用已知的技术加工所获得的包含对甲磺酰基甲苯的物料，从而获得纯度为至少95％的对甲磺酰基甲苯。

在由对甲苯亚磺酸碱金属盐合成对甲磺酰基甲苯的过程中，产生了二氧化碳，将其灌洗进碱金属氢氧化物得到相应的碱金属碳酸氢盐，将该碱金属碳酸氢盐再用于下一个反应，从而减少流出物，由此减少环境负荷。

第二步：由对甲磺酰基甲苯合成2-硝基对甲磺酰基甲苯

在第二步中，使用95％至98％的h2so4和至少一种硝化剂(例如硝酸(hno3)、硝酸钾(kno3)和硝酸钠(nano3))的混合物来硝化所获得的对甲磺酰基甲苯，以获得包含2-硝基对甲磺酰基甲苯的物料。

在一个实施方式中，硝化剂是包含24％的发烟硫酸和硝酸的混合酸。发烟硫酸是三氧化硫在硫酸中的各种组成的溶液。发烟硫酸可由式yso3.h2o描述，其中y是三氧化硫的总摩尔含量，或由式h2so4.xso3描述，其中x现被定义为游离三氧化硫的摩尔含量。发烟硫酸通常根据游离so3的质量含量来评估。其也可以表示为硫酸强度的百分比。

本公开实施方式的2-硝基对甲磺酰基甲苯的合成示意图如下所示：

通常，在搅拌下(在硝化前)使对甲磺酰基甲苯与硫酸反应，随后在8℃至30℃的温度下在搅拌下用时2小时至5小时缓慢加入所述混合酸，以获得2-硝基对甲磺酰基甲苯。使用已知技术加工如此获得的包含2-硝基对甲磺酰基甲苯的物料，以获得纯度为至少95％的2-硝基对甲磺酰基甲苯。

第三步：由2-硝基对甲磺酰基甲苯合成2-硝基对甲磺酰基苯甲酸

2-硝基对甲磺酰基苯甲酸的合成示意图如下所示：

在第三步中，在第一催化剂的存在下，在130℃至170℃的温度下，使用至少一种氧化剂来在所述氧化剂中氧化所获得的2-硝基对甲磺酰基甲苯6小时至10小时，以获得包含2-硝基对甲磺酰基苯甲酸的物料。使用已知技术加工该包含2-硝基对甲磺酰基苯甲酸的物料，以获得纯度为至少95％的2-硝基对甲磺酰基苯甲酸。

在本公开的示例性实施方式中，第一催化剂是五氧化二钒。

通常，氧化剂选自由硫酸(h2so4)、过氧化氢(h2o2)、次氯酸钠、硝酸(hno3)和空气-co-mn催化剂组成的组。在一个实施方式中，将70％至75％的h2so4与空气一同用作氧化剂。

在另一个实施方式中，在160℃至180℃的温度下将10％至20％的hno3连同空气一起用作氧化剂。用时6小时至10小时将hno3缓慢加入，同时通入所需的空气，并且使灌洗气体进入稀氢氧化钠(naoh)和稀氨水溶液中。反应完成后，从反应混合物中回收氧化步骤中所用的hno3(回收的hno3＝4.5至5.0m/m，即，消耗的hno3＝4.5至5.0m/m)。

通常，氧化步骤中使用的70％至75％的h2so4是稀h2so4，其是从对甲磺酰基甲苯的硝化过程中使用的浓h2so4回收而来的。h2so4的再利用使过程经济，因为h2so4被重复使用，从而减少了所产生的流出物的量，因此是环境友好的。

硝化反应中使用的浓h2so4(即98％的h2so4)在反应过程中被稀释。得到的稀硫酸经浓缩得到浓度为70％的硫酸。在不向反应中添加新鲜催化剂(五氧化二钒)的情况下将该70％的硫酸再循环，用于下一批次。这避免了流出物的产生，且节省了催化剂的量，因为相同的催化剂可以重复用于下一批，这使得本公开的反应经济且环境友好。

第四步：由2-硝基对甲磺酰基苯甲酸合成2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤

在第四步中，在第一流体介质中，使用至少一种卤化剂来卤化如上获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酸，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤。在示例性的实施方式中，使用氯化剂进行卤化。

根据本公开的实施方式，第一流体介质选自由1,2-二氯乙烷(edc)和二氯甲烷(mdc)组成的组。在一个实施方式中，氯化剂是氯化亚砜(socl2)。

本公开实施方式的2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯的合成示意图如下所示：

通常，可以混合2-硝基对甲磺酰基苯甲酸、二甲基甲酰胺和1,2-二氯乙烷以获得混合物。可以在20℃至40℃的温度下用时15分钟至60分钟将至少一种氯化剂添加至如此获得的混合物中，随后在70℃至90℃的温度下加热3小时至5小时，以获得反应物料。该过程在连续搅拌下进行。

在加工如此获得的反应物料的过程中，在65℃至70℃的温度下将氯化剂蒸除，随后重复加入并蒸馏1,2-二氯乙烷和氯化剂，以获得饼料。将如此获得的饼料用1,2-二氯乙烷洗涤并干燥，以获得2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯。

根据本公开的实施方式，如此获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯的纯度为至少95％。

附加/可选步骤：由1,3-二羟基苯合成1,3-环己烷二酮的碱金属盐

单独地，优选在至少一种氢化催化剂的存在下，使用还原剂和碱性氢氧化物溶液还原1,3-二羟基苯，以获得1,3-环己烷二酮的碱金属盐。

该反应的示意图如下所示：

其中，m+是碱金属。

根据本公开的实施方式，碱性氢氧化物选自由氢氧化钠和氢氧化钾组成的组。在示例性实施方式中，1,3-二羟基苯与碱性氢氧化物溶液的比率为1:1.033。

在本公开的示例性实施方式中，氢化催化剂是raney镍，还原剂是氢。

通常，反应可通过在3kg至8kg的氢气压力和50℃至90℃的温度下将1,3-二羟基苯、水、氢氧化钠(naoh)、raney镍装入反应器中来进行。此外，通过施加10kg至20kg的氢气压力来维持该反应，以获得包含1,3-环己烷二酮的钠盐的物料。使用hplc监测反应，直至样品中观察不到h2的消耗。

使用已知的技术加工包含1,3-环己烷二酮的钠盐的物料，以获得纯度为至少97％的1,3-环己烷二酮的钠盐。

第五步：3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮的合成

在第五步中，将第二流体介质、2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤和至少一种第二催化剂装入反应器中以获得物料。将该物料冷却至0℃至15℃的温度，随后在0℃至15℃的温度下用时1小时至2小时加入1,3-环己烷二酮的碱金属盐，然后在0℃至15℃的温度下保持1小时至2小时，以获得包含3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮的物料。

因为苯甲酰卤在水分的存在下在较高的温度下是不稳定的，因此在0℃至15℃的温度下由2-硝基对甲磺酰基苯甲酰卤合成3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮。

在本公开的示例性实施方式中，第二流体介质是1,2-二氯乙烷。

根据本公开的实施方式，第二催化剂是季铵盐并选自由四丁基溴化铵、四甲基氯化铵、三乙基苄基氯化铵和三苯基溴化鏻组成的组。

本公开实施方式的3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮的合成示意图如下所示：

使用已知技术加工包含3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮的物料，以获得纯度为至少95％的3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮。

第六步：由3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮合成甲基磺草酮

甲基磺草酮的合成示意图如下所示：

在第六步中，将3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮与第三流体介质混合，随后在20℃至40℃的温度下用时10分钟至20分钟加入至少一种碱，以获得稀浆料。将至少一种氰离子源加入该稀浆料中并在20℃至40℃的温度下搅拌2小时至4小时，以获得包含无定形甲基磺草酮的反应物料。

氰离子源是选自由丙酮氰醇、氰化钠、氰化钾和氰化氢组成的组的至少一种。

通常，所述碱选自由三乙胺、氢化钠和1,2,4-三唑组成的组。根据本公开的一个示例性实施方式，所述碱是三乙胺，第三流体介质是1,2-二氯乙烷。

使用已知技术加工所述包含甲基磺草酮的物料，以获得纯度小于或等于99％的甲基磺草酮。

第七步：将无定形甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮

方法1

在第一步中，使用第四流体介质使无定形甲基磺草酮溶解以获得溶液。在本公开的一个示例性实施方式中，第四流体介质是1,2-二氯乙烷。

在第二步中，用木炭处理所述溶液以获得第一混合物。

在第三步中，从第一混合物中蒸馏出一部分第四流体介质，以获得第二混合物，第二混合物包含剩余部分的第四流体介质和结晶甲基磺草酮。

在第四步中，过滤第二混合物以获得第一残余物和第一滤液，第一残余物包含结晶甲基磺草酮，第一滤液包含剩余部分的第四流体介质和残余的甲基磺草酮。

在第五步中，干燥第一残余物以获得第一部分结晶甲基磺草酮。第一部分结晶甲基磺草酮的hplc纯度大于99％。

在第六步中，用水性碱溶液处理第一滤液以获得包括水层和有机层的两相混合物，水层包含亚稳态形式的甲基磺草酮，有机层包含第四流体介质。

所述水性碱溶液是选自由三乙胺、氢氧化钠和氢氧化钾组成的组的至少一种。

在第七步中，将水层与有机层分离。

在第八步中，用酸酸化水层以获得ph低于0.8的酸化水层。过滤该酸化水层以获得亚稳态形式的甲基磺草酮。将水层的ph保持低于0.8以获得所需形式的甲基磺草酮，即，亚稳态形式的甲基磺草酮。如果水层的ph保持高于0.8，则获得的甲基磺草酮是其他形式，这是不合需要的。酸选自由柠檬酸、盐酸和硫酸组成的组。

在第九步中，重复第一至第五步，以将亚稳态形式的甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮。

结晶甲基磺草酮的产率大于96％。

方法2

将无定形甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮的过程与方法1中公开的过程类似，不同之处在于，将方法1的第四步中获得的第一滤液蒸发以获得甲基磺草酮的剩余部分。

使用方法1或方法2获得的结晶甲基磺草酮的hplc纯度大于99％。

总的来说，本公开的甲基磺草酮合成方法快速、经济且环境友好。本公开的方法以高产率和高纯度制造甲基磺草酮。

根据以下实验室规模的实验来进一步描述本公开，阐述所述实验仅用于说明目的，而不应被解释为限制本公开的范围。这些实验室规模的实验可以扩大到工业/商业规模，所得结果可以外推到工业/商业规模。

实验细节：

实验1：甲基磺草酮的合成方法

步骤1：对甲磺酰基甲苯的合成

将151g亚硫酸钠和185g碳酸氢钠溶解于500ml水中并加热至75℃以获得溶液。在75℃下用时9小时向如此获得的溶液中加入对甲苯磺酰氯(190.5g)以获得反应混合物。将如此获得的反应混合物冷却至45℃，用时1小时加入一氯乙酸钠盐的澄清溶液，并进一步搅拌30分钟以获得冷却的反应混合物。所述一氯乙酸钠盐通过在300ml水中的122g一氯乙酸中加入100g碳酸氢钠来制备。将如此获得的冷却的反应混合物在5kg/cm²的压力下加热至120℃并持续5小时，随后在5kg/cm²的压力下在130℃下加热4小时以获得产物混合物。将该产物混合物缓慢冷却至10℃，得到162g对甲磺酰基甲苯，其hplc纯度为99.44％。

步骤2：2-硝基对甲磺酰基甲苯的合成

将170g步骤1中获得的对甲磺酰基甲苯添加至100g硫酸(98％)中，并于室温搅拌30分钟，然后冷却至10℃以获得反应混合物。在10℃下用时4小时将100g发烟硫酸(24％)和70g硝酸(98％)的混合物添加至该反应混合物中，以获得组合混合物。将该组合混合物搅拌6小时以获得反应物料。将反应物料淹没在冰水中、搅拌并过滤，以获得包含2-硝基对甲磺酰基甲苯的饼料。将如此获得的饼料用水洗涤并在80℃的烘箱中干燥，以获得205g2-硝基对甲磺酰基甲苯，其hplc纯度为99.38％。

步骤3：2-硝基对甲磺酰基苯甲酸的合成

将215g步骤2中获得的2-硝基对甲磺酰基甲苯和3g五氧化二钒溶解在1500ml硫酸(70％)中以获得反应混合物。在通入空气的情况下将该反应混合物加热至145℃，随后用时8小时加入430ml硝酸(65％)以获得反应物料。将反应物料于145℃搅拌2小时。将反应物料于165℃再搅拌3小时，并冷却以获得冷却的反应物料。将冷却的反应物料淹没在冰水中、搅拌并过滤，以获得包含2-硝基对甲磺酰基苯甲酸的饼料。将如此获得的饼料用水洗涤并在80℃的烘箱中干燥，以获得160g2-硝基对甲磺酰基苯甲酸，其hplc纯度为99％。

步骤4：2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯的合成

将245g步骤3中获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酸和2ml二甲基甲酰胺混合以获得混合物。将如此获得的混合物添加至500ml1,2-二氯乙烷中并搅拌30分钟，以获得反应混合物。在30℃下用时30分钟将238g氯化亚砜添加至该反应混合物中，以获得反应物料。将如此获得的反应物料加热至80℃并持续4小时。在65℃下从反应物料中蒸馏出氯化亚砜。将250ml1,2-二氯乙烷添加至反应物料中，并搅拌反应物料1小时。再蒸馏出1,2-二氯乙烷和氯化亚砜。再将100ml1,2-二氯乙烷添加至反应物料中，并冷却至10℃，以获得冷却的反应物料。将如此获得的冷却的反应物料过滤，以获得饼料。将饼料用1,2-二氯乙烷洗涤并干燥，得到242g2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯，其hplc纯度为98％。

1,3-环己烷二酮的钠盐的合成

在raney镍催化剂的存在下，在10kg/cm²的压力下于70℃将1m氢氧化钠溶液中的110gm1,3-二羟基苯氢化6小时，以获得反应物料。所述1m氢氧化钠溶液是通过将40g氢氧化钠溶解在300ml水中制备的。使反应物料沉降1小时，并倾倒出含有450g1,3-环己烷二酮的钠盐(产率95％)的澄清物料，将催化剂保留在反应器内，供下一批次使用。

步骤5：3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮的合成

方法a：将263.5g步骤4中获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯、3.30g四丁基溴化铵和1000ml1,2-二氯乙烷装入反应器中以获得反应物料。将该反应物料冷却至10℃以获得冷却的反应物料，随后于10℃用1.5小时加入1,3-环己烷二酮的钠盐(515g)。将冷却的反应物料在10℃保持4小时。将反应物料进一步冷却至5℃、过滤并用1,2-二氯乙烷洗涤。将获得的物料真空干燥，得到318g3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮(92％)，其hplc纯度为98％。

方法b：将263.5g步骤4中获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯、3.30g四丁基溴化铵和1200ml1,2-二氯乙烷装入反应器中以获得反应物料。将反应物料冷却至2℃，获得冷却的反应物料，随后于2℃用时2小时加入1,3-环己烷二酮钠盐的水溶液(518g，28％水溶液)。将冷却的反应物料于2℃保持4小时。将反应物料进一步冷却至0℃、过滤并用1,2-二氯乙烷洗涤。将获得的物料真空干燥，得到322g3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮(94％)，其hplc纯度为99％。

方法c：将263.5g步骤4中获得的2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氯、3.30g四丁基溴化铵和1000ml1,2-二氯乙烷装入反应器中以获得反应物料。将反应物料冷却至5℃，获得冷却的反应物料，随后于5℃用时2小时加入1,3-环己烷二酮钠盐的水溶液(518g，28％水溶液)。将冷却的反应物料于5℃保持4小时。将反应物料进一步冷却至0℃、过滤并用1,2-二氯乙烷洗涤。将获得的物料真空干燥，得到320g3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮(93％)，其hplc纯度为98.5％。

步骤6：2-[4-(甲磺酰基)-2-硝基苯甲酰基]环己烷-1,3-二酮(甲基磺草酮)的合成

将1100ml1,2-二氯乙烷和346g步骤6中获得的3-(2-硝基对甲磺酰基苯甲酰氧基)环己烷-1-酮(98％)装入反应器中。在混合物中加入121g三乙胺，并于30℃加热混合物15分钟以制得浆料。将8.5g丙酮氰醇添加至浆料中并在30℃搅拌3小时，以获得反应物料。反应物料用300ml1,2-二氯乙烷稀释，然后在20℃将其浸没在2000ml水中。分离水层并加工以分离出305g无定形甲基磺草酮，其hplc纯度为99％。

甲基磺草酮的纯化：将无定形甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮

方法1：

使无定形甲基磺草酮(1350g)溶解在1,2-二氯乙烷(16.2l)中以获得溶液。将如此获得的溶液用木炭(19.89g)处理，获得第一混合物。在30℃和70mmhg的压力下从第一混合物中蒸馏出一部分1,2-二氯乙烷(14.1l)，从而获得包含剩余部分的1,2-二氯乙烷(2.7l)和结晶甲基磺草酮的第二混合物。过滤第二混合物以获得第一残余物和第一滤液，第一残余物包含结晶甲基磺草酮，第一滤液包含剩余部分的1,2-二氯乙烷和残余的甲基磺草酮。干燥第一残余物以获得第一部分结晶甲基磺草酮(crop-i)。结果发现，第一部分结晶甲基磺草酮的hplc纯度为99.984％，第一部分结晶甲基磺草酮的产量为1190g。

用x射线衍射表征根据本公开制备的结晶甲基磺草酮。所获得的本公开的甲基磺草酮的xrd数据证实形成了结晶甲基磺草酮，如图1所示。

此外，用氢氧化钠溶液(135ml)处理第一滤液以获得包括水层(其包含亚稳态形式的甲基磺草酮)和有机层(其包含1,2-二氯乙烷的剩余部分)的两相混合物。将水层与有机层分离。分离出的水层用盐酸酸化，以获得ph为0.8的酸化水层。过滤该酸化水层以获得亚稳态形式的甲基磺草酮(crop-ii)。本公开的方法所获得的亚稳态形式的甲基磺草酮用x射线衍射表征。所获得的如此形成的甲基磺草酮的xrd数据证实形成了亚稳态形式的甲基磺草酮，如图2所示。结果发现，亚稳态形式的甲基磺草酮的hplc纯度为99.906％，亚稳态形式的甲基磺草酮的产量为116g。

通过重复本公开的方法1的步骤来对如此获得的亚稳态形式的甲基磺草酮进行进一步处理，从而将亚稳态形式的甲基磺草酮转化为结晶甲基磺草酮。

结果发现结晶甲基磺草酮的总产率为96.74％。

方法2：

使无定形甲基磺草酮(1373g)溶解在1,2-二氯乙烷(16.4l)中以获得溶液。将如此获得的溶液用木炭(20.2g)处理，获得第一混合物。在30℃和70mmhg的压力下从第一混合物中蒸馏出一部分1,2-二氯乙烷(14.2l)，从而获得包含剩余部分的1,2-二氯乙烷(2.8l)和结晶甲基磺草酮的第二混合物。过滤第二混合物以获得第一残余物和第一滤液，第一残余物包含结晶甲基磺草酮，第一滤液包含剩余部分的1,2-二氯乙烷。干燥第一残余物以获得第一部分结晶甲基磺草酮(crop-i)。结果发现，第一部分结晶甲基磺草酮的hplc纯度为99.9％，第一部分结晶甲基磺草酮的产量为1244g。

此外，将第一滤液蒸发至干以获得剩余部分的甲基磺草酮(crop-ii)。结果发现该剩余的甲基磺草酮的产量为101g。

结果发现结晶甲基磺草酮的总产率为97.96％。

从上述反应步骤可以明显看出，本公开的方法采用温和的反应条件，使用廉价的易获得的试剂，并减少了对环境有害的流出物的排放。此外，本公开的方法以高产率和高纯度制造了甲基磺草酮。因此，本公开的合成甲基磺草酮的方法快速、经济且环境友好。用本公开的方法制造的甲基磺草酮具有高产率和高纯度。

技术进步与经济意义

本文中以上描述的本公开内容具有若干技术优势，包括但不限于，实现了如下甲基磺草酮合成方法：

-快速、经济且环境友好；并且

-具有高产率和高纯度。

在本说明书中，“包含”一词或诸如“包括”或“含有”之类的变体将被理解为包括所述要素、整体或步骤，或要素、整体或步骤的组，但不排除任何其他要素、整体或步骤，或要素、整体或步骤的组。

使用表述“至少”或“至少一个”意味着使用一个或多个要素、成分或量，因为该使用可以在本发明的实施方式中实现一个或多个所期望的目的或结果。虽然已经描述了本发明的某些实施方式，但这些实施方式仅以实验的方式呈现，并不意图限制本发明的范围。在本发明的范围内，本领域的技术人员在阅读本文中所公开的内容时可以想到本发明构想的变化或修改。这种变化或修改完全在本发明的精神之内。

对于各种物理参数、尺寸和数量给出的数值只是近似值，并且可以设想高于指定给物理参数、尺寸和数量的数值的值属于本发明的范围，除非说明书中有相反的陈述。

虽然本文着重强调了优选实施方式的特定特征，但是应当理解，在不脱离本公开的原则的情况下，可以在优选的实施方式中添加许多附加特征并且可以进行许多改变。本领域的技术人员将从本文中的公开内容清楚地理解本公开的优选实施方式的这些和其它变化，由此可以清楚地理解，前述的描述性内容仅被解释为说明本公开，而不是作为限制。