CN103755603B - 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，它是以对甲磺酰胺基甲基甲苯为原料，依次经氯磺化-氨解反应、氧化反应、甲醇醇解反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯；其中氯磺化反应是将对甲磺酰胺基甲基甲苯和有机溶剂加入到反应装置中，冰浴降温至-10℃～0℃，滴加氯磺化试剂，滴完升温至回流至反应完全。本发明的方法采用对甲磺酰胺基甲基甲苯为原料，只需三步反应即可得到2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯，大大缩短了合成路线，十分适合工业化生产；而且通过对氯磺化-氨解反应条件的优化，可使总收率高达50%以上。
Description
技术领域
本发明涉及一种农药中间体的制备方法，特别是涉及一种2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法。
背景技术
甲基二磺隆是近年来新开发的一种磺酰脲类超高效除草剂，而2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯是制备甲基二磺隆的一个关键中间体。
中国专利文献CN1443159A公开了一种以4-腈基-2-硝基苯甲酸甲酯为原料，依次经高压氢化反应、甲磺酰化反应、重氮化/磺酰氯化反应、氨化反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯。该方法的不足在于：（1）原料4-腈基-2-硝基苯甲酸甲酯价格昂贵且不易获得；（2）还原反应需要在1700kPa的高压下进行，操作较危险；（3）合成路线较长，不适宜工业化生产；（4）总收率只有34%左右。
中国专利文献CN1135211A公开了一种以N-叔丁基-2-甲氧羰基-5-甲基苯磺酰胺为原料，依次经溴代反应、叠氮化反应、还原反应、甲磺酰化反应、脱叔丁基反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯。该方法的不足在于：（1）原料N-叔丁基-2-甲氧羰基-5-甲基苯磺酰胺不易获得；（2）使用了危险性较高的叠氮钠试剂；（3）合成路线较长，不适合工业化生产；（4）总收率更是只有21%左右。
中国专利文献CN103333120A公开了一种以对甲苯甲酸为原料，依次经氯磺化-氨解反应、氧化反应、脱水反应、还原反应、醇解反应、甲磺酰化反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯。该方法的不足在于：（1）合成路线较长，不适合工业化生产；（2）总收率也只有32%左右。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种合成路线短、收率较高的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，它是以对甲磺酰胺基甲基甲苯为原料，依次经氯磺化-氨解反应、氧化反应、甲醇醇解反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯。
反应式如下：
。
对于氯磺化-氨解反应，申请人发现采用中国专利文献CN103333120A的方法，收率较低（不到50%），这极有可能与所采用的原料对位上的基团不同有关。
为此，申请人经过大量试验，对反应条件进行了改进，从而大大提高了收率。
改进之一在于：省略二氯亚砜，同时将加入氯磺化试剂的温度由室温（15℃～25℃，下同）改为冰浴（-10℃～0℃）以及将氯磺化反应后的物料在加入到氨水之前先加入到冰水中。
具体步骤如下：①将对甲磺酰胺基甲基甲苯和有机溶剂加入到反应装置中，冰浴降温至-10℃～0℃，滴加氯磺化试剂，滴完升温至回流进行氯磺化反应，直至反应完全；②反应结束后，先减压蒸馏，然后将反应物料加入到-10℃～0℃的冰水中，抽滤，滤饼经洗涤后加入到氨水中，室温下搅拌进行氨解反应，直至反应完全；③反应结束后，经后处理得到2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯。
所述的氯磺化试剂为氯磺酸，氯磺酸与对甲磺酰胺基甲基甲苯的摩尔比为2∶1～10∶1，优选3.5∶1～4.5∶1。
滴加氯磺化试剂的温度优选为-5±1℃；冰水的温度优选为-5±1℃。
所述的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷以及四氯化碳中的一种或者两种及以上，优选1,2-二氯乙烷。
另外，申请人还发现，氯磺化反应在没有溶剂的情况下，收率更高。
为此，可以将上述步骤①优化为：将对甲磺酰胺基甲基甲苯加入到反应装置中，冰浴降温至-10℃～0℃，滴加氯磺化试剂，滴完升温至75℃～85℃进行氯磺化反应，直至反应完全。
对于氧化反应，申请人发现：在低温下（0℃～5℃）进行收率也要明显高于室温下进行。
氧化反应采用的氧化剂为重铬酸钾、重铬酸钠以及高锰酸钾中的一种或者两种或者三种，优选重铬酸钾。
氧化剂与2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯的摩尔比为1∶1～6∶1，优选2∶1～3∶1。
氧化反应优选在浓硫酸的存在下进行。
对于甲醇醇解反应，则是在酸性催化剂的存在下进行的，采用的酸性催化剂可以为无机酸或者矿物酸，优选无机酸，更优选浓硫酸和/或浓盐酸。
酸性催化剂与5-甲磺酰胺基甲基糖精的摩尔比为0.01∶1～5∶1，优选0.01∶1～0.5∶1。
另外，本发明的甲醇醇解反应后的后处理也比中国专利文献CN103333120A简单的多。只需要将反应后的物料蒸除部分甲醇，冷却至室温，析出固体，抽滤，滤饼经洗涤后干燥即可，或者将反应后的物料蒸除甲醇后直接进行浓缩即可。
本发明具有的积极效果：（1）本发明的方法采用对甲磺酰胺基甲基甲苯为原料，只需三步反应即可得到2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯，大大缩短了合成路线，十分适合工业化生产。而原料对甲磺酰胺基甲基甲苯价格也不高，且可以容易地由市售原料对甲基氯化苄经一步反应制得或者对甲苯睛经两步反应制得。（2）本发明通过对现有技术中的部分反应条件进行优化，尤其是对氯磺化-氨解反应条件的优化，从而大大提高了反应收率，总收率更是高达50%以上，远远高于现有方法。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例为由对甲磺酰胺基甲基甲苯经氯磺化-氨解反应制备中间产物2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，具有步骤如下：
①将200g的对甲磺酰胺基甲基甲苯（1.0mol）溶于600mL的1,2-二氯乙烷中，冰浴降温至-5±1℃，搅拌下滴入468g的氯磺酸（4.0mol），滴完升温至回流进行氯磺化反应，直至反应完全。
②反应结束后，先减压蒸除1,2-二氯乙烷溶剂以及过量的氯磺酸，然后将反应物料加入到-5±1℃的冰水中，析出固体，抽滤，滤饼经洗涤后加入到500mL浓度为27wt%的氨水中，室温下搅拌进行氨解反应，直至反应完全。
③反应结束后，抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到227.5g的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，纯度为92%（HPLC），收率为75.3%。
（实施例2～实施例6）
各实施例的方法与实施例1基本相同，不同之处见表1。
表1
| 实施例1 | 实施例2 | 实施例3 | 实施例4 | 实施例5 | 实施例6 | |
| 对甲磺酰胺基甲基甲苯 | 200g | 200g | 200g | 200g | 200g | 200g |
| 溶剂 | 1,2-二氯乙烷 | 1,2-二氯乙烷 | 1,2-二氯乙烷 | 二氯甲烷 | 1,2-二氯乙烷 | 1,2-二氯乙烷 |
| 氯磺酸 | 468g | 468g | 468g | 468g | 350g | 582g |
| 氯磺酸滴加温度 | -5±1℃ | -2±1℃ | -8±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ |
| 冰水温度 | -5±1℃ | -2±1℃ | -8±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯重量 | 227.5g | 223.0g | 224.5g | 222.7g | 224.2g | 224.9g |
| 纯度 | 92% | 93% | 91% | 90% | 91% | 90% |
| 收率 | 75.3% | 74.6% | 73.5% | 72.1% | 73.4% | 72.8% |
（实施例7）
本实施例同样为由对甲磺酰胺基甲基甲苯经氯磺化-氨解反应制备中间产物2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，具有步骤如下：
①将200g的对甲磺酰胺基甲基甲苯（1.0mol）加入到反应装置中，冰浴降温至-5±1℃，搅拌下滴入468g的氯磺酸（4.0mol），滴完升温至80℃±1℃进行氯磺化反应，直至反应完全。
②反应结束后，先减压蒸除过量的氯磺酸，然后将反应物料加入到-5±1℃的冰水中，析出固体，抽滤，滤饼经洗涤后加入到500mL浓度为27wt%的氨水中，室温下搅拌进行氨解反应，直至反应完全。
③反应结束后，抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到251.4g的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，纯度为92%（HPLC），收率为83.2%。
（实施例8～实施例11）
各实施例的方法与实施例7基本相同，不同之处见表2。
表2
| 实施例7 | 实施例8 | 实施例9 | 实施例10 | 实施例11 | |
| 对甲磺酰胺基甲基甲苯 | 200g | 200g | 200g | 200g | 200g |
| 氯磺酸 | 468g | 468g | 468g | 350g | 582g |
| 氯磺酸滴加温度 | -5±1℃ | -2±1℃ | -8±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ |
| 冰水温度 | -5±1℃ | -2±1℃ | -8±1℃ | -5±1℃ | -5±1℃ |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯重量 | 251.4g | 246.3g | 249.0g | 245.0g | 251.1g |
| 纯度 | 92% | 93% | 91% | 91% | 90% |
| 收率 | 83.2% | 82.4% | 81.5% | 81.8% | 81.3% |
（对比例1）
本对比例同样为由对甲磺酰胺基甲基甲苯经氯磺化-氨解反应制备中间产物2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，具有步骤如下：
①将200g的对甲磺酰胺基甲基甲苯（1.0mol）、600mL的1,2-二氯乙烷、145mL的二氯亚砜加入到反应装置中，搅拌溶解，于室温下滴入468g的氯磺酸（4.0mol），滴完升温至60℃进行氯磺化反应，直至反应完全。
②反应结束后，先减压蒸除溶剂以及过量的二氯亚砜和氯磺酸，然后将反应物料冷却至室温后加入到500mL浓度为27wt%的氨水中，搅拌进行氨解反应，直至反应完全。
③反应结束后，抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到146.7g的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯，纯度为90%（HPLC），收率为47.5%。
（对比例2～对比例6）
各对比例的方法与对比例1基本相同，不同之处见表3。
表3
| 对比例1 | 对比例2 | 对比例3 | 对比例4 | 对比例5 | 对比例6 | |
| 对甲磺酰胺基甲基甲苯 | 200g | 200g | 200g | 200g | 200g | 200g |
| 二氯亚砜 | 145mL | 145mL | 145mL | 145mL | - | - |
| 氯磺酸 | 468g | 350g | 582g | 468g | 468g | 468g |
| 氯磺酸滴加温度 | 室温 | 室温 | 室温 | -5±1℃ | 室温 | -5±1℃ |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯重量 | 146.7g | 144.6g | 143.7g | 179.5g | 167.4g | 200.0g |
| 纯度 | 90% | 89% | 88% | 90% | 90% | 91% |
| 收率 | 47.5% | 46.3% | 45.5% | 58.1% | 54.2% | 65.5% |
（实施例12）
本实施例为由2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯经氧化反应制备中间产物5-甲磺酰胺基甲基糖精，具体过程如下：
将139g的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯（0.5mol）溶于400mL浓度为98wt%的浓硫酸中，冰浴降温至-3±1℃，缓慢滴加由367g的重铬酸钾（1.25mol）和400mL浓度为98wt%的浓硫酸组成的混合溶液，滴完在该温度下搅拌进行氧化反应，直至反应完全。
反应结束后，将反应物料加入到-3±1℃的冰水中，析出固体，抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到108.0g的5-甲磺酰胺基甲基糖精，纯度为94%（HPLC），收率为70.0%。
（实施例13～实施例17）
各实施例的方法与实施例12基本相同，不同之处见表4。
表4
| 实施例12 | 实施例13 | 实施例14 | 实施例15 | 实施例16 | 实施例17 | |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯 | 139g | 139g | 139g | 139g | 139g | 139g |
| 滴加氧化剂温度 | -3±1℃ | -3±1℃ | -2±1℃ | -4±1℃ | -3±1℃ | -3±1℃ |
| 氧化反应温度 | -3±1℃ | -3±1℃ | -2±1℃ | -4±1℃ | -3±1℃ | -3±1℃ |
| 氧化剂 | 367g重铬酸钾 | 327g重铬酸钠 | 367g重铬酸钾 | 367g重铬酸钾 | 294g重铬酸钾 | 441g重铬酸钾 |
| 5-甲磺酰胺基甲基糖精重量 | 108.0g | 98.4g | 103.0g | 105.2g | 103.8g | 106.3g |
| 纯度 | 94% | 93% | 94% | 93% | 94% | 93% |
| 收率 | 70.0% | 63.1% | 66.8% | 67.5% | 67.3% | 68.2% |
（对比例7～对比例12）
各对比例的方法与实施例12基本相同，不同之处在于见表5。
表5
| 对比例7 | 对比例8 | 对比例9 | 对比例10 | 对比例11 | 对比例12 | |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯 | 139g | 139g | 139g | 139g | 139g | 139g |
| 滴加氧化剂温度 | -3±1℃ | -3±1℃ | -2±1℃ | -4±1℃ | -3±1℃ | -3±1℃ |
| 氧化反应温度 | 20±1℃ | 20±1℃ | 16±1℃ | 24±1℃ | 20±1℃ | 20±1℃ |
| 氧化剂 | 367g重铬酸钾 | 327g重铬酸钠 | 367g重铬酸钾 | 367g重铬酸钾 | 294g重铬酸钾 | 441g重铬酸钾 |
| 5-甲磺酰胺基甲基糖精重量 | 93.7g | 86.8g | 91.5g | 93.1g | 92.6g | 92.4g |
| 纯度 | 93% | 92% | 93% | 92% | 93% | 92% |
| 收率 | 60.1% | 55.1% | 58.7% | 59.1% | 59.4% | 58.6% |
（实施例18）
本实施例为由5-甲磺酰胺基甲基糖精经甲醇醇解反应制备目标产物2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯，具体过程如下：
将145g的5-甲磺酰胺基甲基糖精（0.5mol）溶于800mL的甲醇中，加入2.5g浓度为98wt%的浓硫酸（0.025mol），升温至回流进行甲醇醇解反应，直至反应完全。
反应结束后，将反应后的物料蒸除部分甲醇，冷却至室温，析出白色固体，抽滤，滤饼经洗涤、干燥后得到155.4g的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯，纯度为95%（HPLC），收率为96.5%。
（实施例19～实施例23）
各实施例的方法与实施例18基本相同，不同之处见表6。
表6
| 实施例18 | 实施例19 | 实施例20 | 实施例21 | 实施例22 | 实施例23 | |
| 5-甲磺酰胺基甲基糖精 | 145g | 145g | 145g | 145g | 145g | 145g |
| 甲醇 | 800mL | 800mL | 800mL | 800mL | 800mL | 800mL |
| 酸性催化剂 | 2.5g的浓硫酸（98wt%） | 5.0g的浓硫酸（98wt%） | 0.5g的浓硫酸（98wt%） | 10mL的浓盐酸（37wt%） | 5mL的浓盐酸（37wt%） | 20mL的浓盐酸（37wt%） |
| 2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯重量 | 155.4g | 154.9g | 154.6g | 154.2g | 153.4g | 153.6g |
| 纯度 | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% | 95% |
| 收率 | 96.5% | 96.2% | 96.0% | 95.8% | 95.3% | 95.4% |
Claims (9)
1.一种2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：它是以对甲磺酰胺基甲基甲苯为原料，依次经氯磺化-氨解反应、氧化反应、甲醇醇解反应制得2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的氯磺化-氨解反应具有以下步骤：
①将对甲磺酰胺基甲基甲苯和有机溶剂加入到反应装置中，冰浴降温至-10℃～0℃，滴加氯磺化试剂，滴完升温至回流进行氯磺化反应，直至反应完全；
②反应结束后，先减压蒸馏，然后将反应物料加入到-10℃～0℃的冰水中，抽滤，滤饼经洗涤后加入到氨水中，室温下搅拌进行氨解反应，直至反应完全；
③反应结束后，经后处理得到2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯。
3.根据权利要求1所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于所述的氯磺化-氨解反应具有以下步骤：
①将对甲磺酰胺基甲基甲苯加入到反应装置中，冰浴降温至-10℃～0℃，滴加氯磺化试剂，滴完升温至75℃～85℃进行氯磺化反应，直至反应完全；
②反应结束后，先减压蒸馏，然后将反应物料加入到-10℃～0℃的冰水中，抽滤，滤饼经洗涤后加入到氨水中，室温下搅拌进行氨解反应，直至反应完全；
③反应结束后，经后处理得到2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基甲苯。
4.根据权利要求2或3所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的氯磺化试剂为氯磺酸，氯磺酸与对甲磺酰胺基甲基甲苯的摩尔比为2∶1～10∶1。
5.根据权利要求4所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：氯磺酸与对甲磺酰胺基甲基甲苯的摩尔比为3.5∶1～4.5∶1。
6.根据权利要求2或3所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：滴加氯磺化试剂的温度为-5±1℃。
7.根据权利要求2或3所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：冰水的温度为-5±1℃。
8.根据权利要求2所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的有机溶剂为1,2-二氯乙烷、氯仿、二氯甲烷以及四氯化碳中的一种或者两种及以上。
9.根据权利要求1所述的2-氨基磺酰基-4-甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的氧化反应是在0℃～5℃的温度下进行的。
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