玉嘧磺隆的合成

第44卷第12期农药Vdl. 44, No 12_2005年12月Chi nese} aurnel of PEstici desDec. 2005科技与开发玉嘧磺隆的合成张大永，朱圣勇(南京师范大学化学与环境科学学院，南京210097)摘要对合成玉嘧磺隆文献进行了综述，提出了合理的合成路线，并运用固体光气合成玉嘧磺隆，产品纯度大于96%( HPLC法)，总收率不小于36%。所有中间体及目标化合物的结构用1HNMR、IR及MS进行了表征。关键词玉嘧磺隆，磺酰脲除草剂，吡啶类化合物，固体光气中图分类号: TQ460. 2文献标识码: A文章编号: 1006- 0413( 2005) 12- 541- 03Synthesis of RimsulfuronZHANG Da-Yong, ZHU Sheng-Yong(College of Chemistry and Environment Science, Nanjing Normal University, Nanjing 210097, China )Abst ract: The reasonabl e synt hesi s nethod of ri nsul furonvas gi ven based onsunmari zati onof literatures publ ished.The internedi ates vere prepared and the titI e conpound Vas synthesi zed by tri phosgene at |ast. The purityof the .product VaS over 96%by HPLQ, andthe total yieldves not less than 36% The structures of all conpoundssynthesi zed vwere deternined by 1HNR, IR and Ms.Key vor ds: ri rsul furon, sul fonyl urea herbi ci des, pyri di ne deri vatives, tri phosgene玉嘧磺隆( rinsul furon),试验代号DPX- E9636,又大 多数阔叶与禾本科杂草;使用范围广，可用于玉米、称砜嘧磺隆，商品名为宝成(Titus)，杜邦公司于20世纪马铃薯 与番茄等作物;毒性低，在环境中易降解，在80年代中期发现并开发成功的磺酰脲类除草剂新品种1，土壤中半衰期短，对轮作中各种后茬作物安全。1992年在欧洲注册用于玉米，1995年在美国注册用于现有文献报道合成玉嘧磺隆及关键中间体的方法马铃薯与玉米，1997 年在我国注册作为玉米苗后除草主要有 :剂开始推广使用。它是近年来开发的众多磺酰脲类除(1) 2-卤代吡啶法草剂新品种中较突出的品种之一，其主要特点是:生专利21等详细描述了以2-卤代吡啶为原料合成玉嘧物活性高、杀草谱广，用量5~20g/ hmf可有效的防除磺隆的方法( 见图1)。ELSELS,-SEI_ NaHr -SESEtmCPBA.个r SO.EtPhCH,SHLDSCH所SO.NHCMe,> SO,NtCMe,CF,COOH-SO,Et.so,CH.CH,-OMe图1 2- 卤代吡啶合成玉嘧磺隆路线图该法主要缺点是运用了如LDA、NaH、mCP BACH,CH.SO.CH.CNSO2Et, NCH=CHCHO和CF COOH等许多特别试剂，反应条件苛刻，原料价格昂贵，不适于工业化生产，文献报道的总收率X=CLB为16. 4%。图2 3- 取代丙烯醛路线(2) 3- 取代丙烯醛法该法工艺条件简单，试验易于操作，但所用原料专利3等报道了合成关键中间体2-卤代-3-乙磺酰吡3- 取代丙烯醛难以购买，且价格昂贵，仍不适于工业啶的方法(见图2)。化生产。(3) 1, 1, 3, 3-四烷氧基丙烷法收稿日期: 2005- 04- 04基金项目: 205年江苏省科技攻关(三药)项目( BE2005611)作者简介:张大永( 1964-)，男，药学博士，副教授，主要从事药物、农药及其中间体等精中国煤化工电话: 025- 85168118, E- nail : zhangdayong@j nu. edu. cnTYHCNMH G.542农药hinseJarnel df Pestidids第44卷此法事实上是方法2的改进，运用1, 1,3,3-四烷氧之间。 但所用原料易得，价格合理，且工艺条件简基丙烷在酸性条件下脱去1个烷氧基得到3-烷氧基取代单， 适宜于工业化生产。丙烯醛的缩醛，再与乙磺酰乙腈进行闭环反应得到中文献报道[4由3-乙磺酰- 2-吡啶磺酰胺合成玉嘧磺隆间体(见图3)。的方法大多数采用气体光气进行，此法有环境污染HO、,OCHs (CH.CO)0SO,Et大、气体光气不易计量等多种缺点。固体光气正逐渐CHCHC0CHs EtSO,CH2CNcH,oCNHAC/HXCH20'代替传统的气体光气法合成磺酰脲类除草剂[5]，本文给出了详细合成方法。图3 1, 1, 3, 3-四烷氧基丙烷路线根据文献调研和实际试验验证，我们提出合成玉文献[4 6]报道的这一步收率高低不等， 在39%~89%嘧磺隆的合理合成途径(见图4)。CHO、,0CHs._ CH.CH.SO.CHCNcH,o)CH ICH.co)o CH o- ”-OM图4玉嘧磺隆的合理 合成路线此法不需使用如LDA、NaH、mCPBA和CF COOH 202 ([M4H*, base peak)。等许多特别试剂，反应温度0°C~140°C，不需要高压，1.2.2 2- 氯3-乙磺酰吡啶的合成所用原料全部国产化，反应总收率不小于36 %。在冰水浴中，向烧瓶中加入200ml 95%乙醇， 开1试验部分动搅拌，通入氯化氢气体至饱和。保持小于15 °C，滴入上一步棕红色粘稠液体，放置室温继续搅拌4h,得1.1仪器与试剂'HMR用Br icker Am 500型核磁共振仪测定( TMS到深棕红色溶液。改成蒸馏装置，水泵减压抽干氯化为内标) ; IR用Br icker IF- 48型和岛津- 440型傅里叶氢气体后，再减压蒸除乙醇和低沸点液体。趁热加入.变换红外光谱仪测定; M6采用Nicolet 2000 型傅里乙酸乙酯提取，饱和碳酸氢钠洗涤至碱性，干燥，减叶变换质谱仪，ESI分析方法;熔点采用TX- 6型双压蒸干溶剂，得到浅棕红色粘稠液体129g，纯度97%，目镜显微熔点仪测定，北京泰克仪器有限公司生收率82% 1HMRK( D acetone, pprn, : 1.26~ 1. 28(t, 3H-产，温度计未校准。1, 1, 3, 3-四甲氧基丙烷(四甲)、aHqy), 3.55-3. 60(q 2H-CH), 7. 73-8.73(m3H pyridine) ;IR乙磺酰乙腈(砜氰)、2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和固体(KBr, cm) : 3106, 3089( C=G H, 2990, 2853( CH, 1589, 1482,光气均由实验室自制或合作单位提供，其它试剂均1440( pyri di ne), 133,3 1321, 1134( sQ), 1009, 832, 635 N&( ESI(+), 70V, mz) : 207([MH;, base peak)。为国产分析纯或化学纯。1.2.3 2- 巯基3-乙磺酰吡啶[4的合成1.2中间体及目标化合物的合成将25. 4g( 0.46nol )硫化钠4. 25g( 0. 13nol )升华硫和500h1.2. 12- 乙磺酰- 5-甲氧基-2, 4戊二烯腈'"的合成水加入到盛有2-氯- 3-乙磺酰吡啶[422g( 0.11nol )的烧瓶中，向反应器中加入1, 1,3, 3-四甲氧基丙烷186g(1.13nal)、搅拌， 加热回流2h,冷却，加水60m，搅拌溶解，得乙酸酐120ml，开动搅拌，加热，蒸出低沸点液体。到棕黄色浑浊液， 用冰水冷却，加入45ml浓盐酸。过冷却至室温，加入乙磺酰乙腈116g(0. 87 mol)， 恒温反滤， 滤渣用热水反复洗涤。向得到的黄色透明溶液中加应2h，不断蒸出低沸点液体。减压抽出未反应的乙酸入 150m二氯乙烷，直接进行下一步反应。1HNMR( D:酐和低沸点液体。冷却，加入水500ml，乙醚提取，D\8Q pprh: 1.06~1.10(t, 3H-CHCH), 3.81-3. 87(q 2H-饱和碳酸氢钠洗涤至碱性，干燥，减压蒸干溶剂，得04+), 6.96-8. 24(m 3H pridi ne) ; IR( KBr, cm) : 3448( brd,到棕红色粘稠液体154g，纯度98%，收率88%。1HNMR SH, 3104, 3077(CEC H, 2970, 2934, 2857, 2801(CH), 1580, 1487,(CDa，ppm): 1.31~ 1. 35(t, 3HCHCH) ,3. 14~3. 19(q, 1438( pyri di ne), 1323, 1309, 1125( SQ), 798, 732, 539 N$( ESI2H-0H), 3.87(s, 3H0H), 5.94-5.60, 7.39-7.71(m3H=H-):IR (+), 70V, ndz) : 204( [MH”), 226( [M+NE]* base peak)。( KBr, cm) : 3024( C=C- H, 2980, 2945( CH, 2213( CN, 1610,1.2. 43- 乙磺酰2、吡院醋殊映国的会成1608( C=9, 1324, 1201, 1137, 978, 790, 712 \N&( ESI( +), 70V, mz) :中国煤化工YHCNMH G.第12期张大永，等:玉嘧磺隆的合成543冰盐冷却下，向上一步反应液中缓慢通入氯气，cm): 3433, 3265( NH, 3080(C=C H, 2944, (H, 1734(C=9,保持反应液温度不超过一15°C。反应进行约0.5h,通1611, 1585, 1504, 1452( pyri di ne and pyri ridi ne), 1357, 1317,入氮气，吹去多余的氯气。分出有机相，水相用二氯1234, 1196, 1170( SQ), 1016, 991, 788, 575, 519 MS( ESI(+),乙烷萃取，合并，得到棕黄色溶液。将反应液滴入到70V, ndz): 432( [MH ), 454( [MN8]+，base peak)。35ml的浓氨水和60m水的混合液中，分层干燥，蒸除2结果与讨论溶剂，得到棕白色固体，用异丙醇溶解，活性炭脱色,我们依据以上合成方法进行500L放大试验。试验重结晶,得到棒针状白色晶体17.1g, mp. 211°C- -212"C(分表明，此法采用的合成工艺路线合理，无需特殊化工解)，3步总收率约62%。'HNMR( D- DMSO,ppm :设备，每步反应收率稳定，成本低廉，最终产品纯度1. 14~1. 18(t, 3H-CHQH), 3. 67 ~3.72(q 2H-OH-),7. 67(W大于96%，且所有的原料均已国产化，符合国内工业2H NH), 7. 94~9.00( m3H pyri di ne); IR( KBr, cm): 3365,化生产条件。此外，由于采用了固体光气法生产，避3193(NH, 3061(C=CH, 2923(, 1563, 1532, 1461(pyrid ne),免气体光气生产带来的严重三废污染问题，对于没有.1354, 1311, 1181, 1147( sQ), 1064, 914, 791, 726, 543 M&( ESI条件发生气体光气的企业也能投产。(+), 70V, mz): 251( [M+H"), 273( [ MN] , base peak)。参考文献1.2 5玉嘧磺隆的合成1] GeorgeL, WImington D. Agri cultural pyri di nesul fonanides将3-乙磺酰- 2-吡啶磺酰胺13 16g( 0. 05mol)、催化[P]. U5 4435206, 1984剂、固体光气13.3g( 0.05mol )和甲苯120nt加热回流2h，[24 Shapi roR Herbi ci dal sul fonarides[P]. EP 0842424 1982得到棕红色溶液。减压蒸去甲苯回收，得到浅棕黄色[3] BrysonTA DonelsonDM DunlapB et al. Biologjical probes.3. Nethods for carbon- 4 and carbon-5 I abeling inni coti naninde粘稠液，冷却后，加入无水乙腈、2-氨基-4, 6-二甲[]. J Qrg Chem 1976, 411): 2065- 2067氧基嘧啶7. 8g( 0.05mol)，室温搅拌2h后，再加热回流[4 BrysonTA WisovatyRB DunlapB et al. Bol ogji cal probes.4h，减压蒸去溶剂，加入甲苯搅拌加热，冷却后，抽II. Ri ng |abel ed ni cotin arinde[J].J σrg Chem 1974, 39(23):3436- 3438滤出产品，白色固体17.2g，收率80%以上，mp. 156C[5] Chl ang, Chl h Shu G Cyano- di enes, hal opyri di nes and a pro-~158"C(dec.)，纯度大于96%。1HNMR( D。- DMSO,cess for their pr eparati on[P]. EP 0323881, 1989ppn): 1.35-1. 38(t, 3H-aHQH), 3.74-3.75(q, 2H-aH+-)，[6 Scrale, Ludwig Prepar ationof 2chorpriederivatives[P]. EP 0462639, 19913. 98(s, 6H - 0H), 5.82(s, 1H NH, 7. 28-7. 35( m1H pyri mi-责任编辑:陈启辉dine), 7.78-8. 89( m3H pyri di ne), 12. 97(s, 1H NH; IR( KBr,2005年9月份全国农药进出口统计据海关总署统计，全国9月份进口农药1841吨，同比增长6. 5%，用汇1129万美元，同比增长15. 2%。全国9月份出口农药29659吨，同比增长11. 4%,创汇9033万美元，同比增长4.9%.(李建辉)2005年9月份全国农药进出口统计(吨、 万美元)9月进口累计9月出口品名进口量_进口额_ 进口量_ 进口额出口量出口额零售包装杀虫剂10321288226122330498142510非零售包装杀虫剂430212890719727439438436429零售包装杀菌剂29122361222924627非零售包装杀菌剂9195476964395448217644498218999零售包装除草剂150408266217944276162152非零售包装除草剂175754367013015337013980440173零售包装抗萌剂及植物生长调节剂019415864非零售包装抗萌剂及植物生长调节剂14558835756095消毒剂11919347944209695零售包装的杀鼠剂及类似产品9266非零售包装的杀鼠剂及类似产品7S其他农药小计1693219134631596合计1841112928552296599033323506106417注: 1吨以下未计，1万美元以下未计。进口额按到岸价(CIF)计算:出口额按离岸价(FOB )计中国煤化工MHCNMH G.