CN105294515B

CN105294515B - 2‑(2’,2’‑二氟乙氧基)‑6‑三氟甲基苯磺酰氯的制备方法

Info

Publication number: CN105294515B
Application number: CN201510778509.3A
Authority: CN
Inventors: 袁文蛟; 刘雅莉; 孙皓; 干浩
Original assignee: Tianjin Modern Vocational Technology College
Current assignee: Tianjin Modern Vocational Technology College
Priority date: 2015-11-13
Filing date: 2015-11-13
Publication date: 2017-10-10
Anticipated expiration: 2035-11-13
Also published as: CN105294515A

Abstract

本发明提供了2‑(2’,2’‑二氟乙氧基)‑6‑三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，包括如下步骤：(1)向含有2,2‑二氟乙醇和碱的有机溶剂中，化合物(Ⅰ)或磺酸酐，反应完全后，得到化合物(Ⅱ),磺酰氯为烷基磺酰氯或苯磺酰氯，磺酰酐为烷基磺酰酐或苯磺酰酐；(2)将间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)和碱加入到有机溶剂中，加热，搅拌，反应完全后，得到化合物(Ⅲ)；(3)将促进剂、化合物(Ⅲ)加入到有机溶剂中，加入强碱，将磺酰氯加入到上述反应液中，反应完全后，经纯化得到2‑(2’,2’‑二氟乙氧基)‑6‑三氟甲基苯磺酰氯。本发明所述的2‑(2’,2’‑二氟乙氧基)‑6‑三氟甲基苯磺酰氯的制备方法简洁、高效，操作简便，安全可靠，大大提高了五氟磺草胺的合成效率。

Description

2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法

技术领域

本发明属于有机合成领域，尤其是涉及一种2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法。

背景技术

2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯是合成除草剂五氟磺草胺的关键中间体。五氟磺草胺结构如下：

五氟磺草胺结构

五氟磺草胺由美国陶氏益农公司(Dow AgroSciences)近年来新开发的三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂。五氟磺草胺的通用名penoxsulam，商品名为Clipper 25OD、GraniteGR、Graniee SC、稻杰。

五氟横草胺为传统型除草剂，经叶、幼芽及根系吸收,通过木质部和韧皮部传导至分生组织，抑制植株生长，处理7-14天顶芽坏死，2-4周植株死亡。五氟磺草胺主要作用机制是抑制乙酰乳酸合成酶(ALS)的活性。五氟磺草胺主要应用于水稻移栽田和直播田，主要防除禾本科杂草、莎草科杂草，以及部分阔叶杂草，对稗特效，甚至对已经分蘖的大龄稗也有良好的效果，是目前冶理抗二氯喹琳酸稗的主要药剂。同时，其亦可防除抗磺酰脲类除草剂的泽泻、慈姑等。五氟磺草胺以其优良的效果，深受广大农民的喜爱，是除草剂中杀草谱最广的品种。

实验证明，五氟磺草胺对各种栽培方式的水稻具有高度的安全性。其对动物和生态环境影响小并且至今未见关于抗五氟磺草胺杂草的有关报道。美国陶氏益农公司(DowAgroSciences)1999年的美国专利中所涉及的五氟磺草胺的制备是以6-三氟甲基-2-氟苯胺为原料制备6-三氟甲基-2-氟苯磺酰氯的，该原料市场程度化不高，且价格昂贵。在陶氏公司另二份专利中分别提到了用甲氧基亚甲基氯作酚羟基保护基的制备方法，但合成中增加了保护和去保护的繁琐步骤，使得收率降低。另外，二氟乙氧基的引入需用昂贵且没有市场化的2,2-二氟溴乙烷作为试剂。

目前，2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯作为关键中间体，其制备方法，以间三氟甲基苯酚为原料，反应步骤长6歩，收率低；且其中以氯气为氧化剂，毒性大，易爆炸。在大规模生产过程中有严重的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，操作简便，安全可靠。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(1)向含有2,2-二氟乙醇和碱的有机溶剂中，加入化合物(Ⅰ)或磺酸酐，反应完全后，得到化合物(Ⅱ)，化合物(Ⅰ)和化合物(Ⅱ)的通式如下：

其中，化合物(Ⅰ)为烷基磺酰氯或苯磺酰氯，磺酰酐为烷基磺酰酐或苯磺酰酐，化合物(Ⅱ)中R为烷基或苯基；

(2)将间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)和碱加入到有机溶剂中，加热，搅拌，反应完全后，得到化合物(Ⅲ)；化合物(Ⅲ)的结构式如下：

(3)将促进剂、化合物(Ⅲ)加入到有机溶剂中，加入强碱，将磺酰氯加入到上述反应液中，反应完全后，经纯化得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯。

所述的步骤(1)和步骤(2)中的碱相同或不同；所述的步骤(1)、步骤(2)和步骤(3)中的有机溶剂相同或不同。

进一步，所述的步骤(1)中碱为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、碳酸钾或碳酸钠中的一种或两种以上；所述的步骤(1)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜或四氢呋喃中的一种或两种以上。

进一步，所述的步骤(1)中2,2-二氟乙醇、碱、磺酰氯或磺酸酐的摩尔比为1:(0.1-3):(1-3)；优选的，2,2-二氟乙醇、碱、磺酰氯或磺酸酐的摩尔比为1:(1-2):(1-2)。

进一步，所述的步骤(2)中碱为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、碳酸钾或碳酸钠中的一种或两种以上；所述的步骤(2)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜或四氢呋喃中的一种或两种以上。

进一步，所述的步骤(2)中间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)、碱的摩尔比为1:(0.1-3):(0.1-3)；优选的，间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)、碱的摩尔比为1:(1-2):(1-2)。

进一步，所述的步骤(3)中促进剂为六甲基磷酰三胺(HMPA)、五甲基二乙烯三胺(PMDTA)、四甲基乙二胺(TMEDA)、1，3-二甲基丙撑脲(DMPU)、1,2-二甲基乙二醇(DME)或鹰爪豆碱(sparteine)中的一种或两种以上。

进一步，所述的步骤(3)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、乙醚、1,4-二氧六环、甲基叔丁基醚或四氢呋喃中的一种或两种以上。

进一步，所述的步骤(3)中强碱为烷基锂、芳基锂或氨基锂中的一种。

进一步，所述的步骤(3)中强碱的加入温度为-100℃-5℃；优选的，强碱的加入温度为-90℃-70℃。

进一步，所述的步骤(3)中化合物(Ⅲ)、促进剂、强碱、磺酰氯的摩尔比为1:(0.1-3):(1-3)：(1-3)；优选的，化合物(Ⅲ)、促进剂、强碱、磺酰氯的摩尔比为1:(1-1.5):(1-1.5)：(1-2)。

本发明的反应式如下：

相对于现有技术，本发明所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法具有以下优势：

本发明所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法仅通过3歩反应便可简洁、高效地合成关键中间体2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯，操作简便，安全可靠，大大提高了五氟磺草胺的合成效率。

具体实施方式

通过下述实施例将有助于理解本发明，但不限制本发明的内容。

实施例1

一种2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，包括如下步骤：

(1)向2L的圆底烧瓶中加入2,2-二氟乙醇100g、三乙胺160g和无水二氯甲烷900mL。在0℃下，将甲基磺酰氯146.6g缓慢滴加至上述溶液中，自然升至室温后，反应4小时。将反应液倒入冰水中，分出有机相，水洗，食盐水洗，干燥，旋干后得到粗品，精馏后的得到化合物(Ⅳ)(173.9g,浅黄色液体)，收率89％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ:3.13(s,3H),4.39(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H),6.02(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)。

(2)将160g的化合物(Ⅳ)、间三氟甲基苯酚162g和无水碳酸钾207g加入到1000mL的N,N-二甲基甲酰胺中，室温搅拌1小时，升至100℃，搅拌1小时。冷却至室温后，向反应液中加入水和二氯甲烷各1000mL。有机相分出，水洗，食盐水洗，干燥，旋干后得到粗品，精馏后的得到化合物(Ⅲ)(210g，93％)。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.76(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，5.89(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.14(d,2H,J＝8.0Hz),7.19(s,1H),7.33(d,2H,J＝8.0Hz),7.45(d,2H,J＝8.0Hz)。

(3)将化合物(Ⅲ)(200g，0.88mol)和TMEDA(123g，1.06mol)溶于无水四氢呋喃(4.4L)后，将反应液降温至-78℃。然后将丁基锂(425mL，2.5M，1.06mol)缓慢滴加至反应液中，滴加完后在此温度继续搅拌2小时，再将磺酰氯(178.5g，1.32mol)缓慢滴加至反应液中。滴加完后，自然升至室温搅拌4小时。将反应液缓慢加入到冰水混合物(5kg)，有白色固体析出，过滤收集白色固体得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯(233.9g，白色固体)，收率82％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.92(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，6.09(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.35(d,2H,J＝6.7Hz),7.58(d,2H,J＝6.7Hz),7.93(d,2H,J＝6.7Hz)。

实施例2

(1)向2L的圆底烧瓶中加入2,2-二氟乙醇100g、三乙胺205g和无水二氯甲烷900mL。在0℃下，将三氟甲磺酸酐200g缓慢滴加至上述溶液中，自然升至室温后，反应5.2小时。将反应液倒入冰水中，分出有机相，水洗，食盐水洗，干燥，旋干后得到粗品，精馏后的得到化合物(Ⅴ)(120.1g，浅黄色液体)，收率61％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ:4.58(dt,J＝3.6,12.8Hz,2H),6.05(tt,J＝3.6,54Hz,1H)。

(2)冰浴条件下，将160g的化合物(Ⅴ)、间三氟甲基苯酚90.8g和无水吡啶55g加入到四氢呋喃1000mL中，升至室温搅拌6小时。冷却至0℃，向反应液中加入水和二氯甲烷各1000mL。有机相分出，水洗，食盐水洗，干燥，旋干后得到粗品，精馏后的得到化合物(Ⅲ)(117g，90％)。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.76(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，5.89(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.14(d,2H,J＝8.0Hz),7.19(s,1H),7.33(d,2H,J＝8.0Hz),7.45(d,2H,J＝8.0Hz)。

(3)将化合物(Ⅲ)(100g，0.44mol)和PMDTA(80g，0.46mol)溶于2L的无水四氢呋喃后，将反应液降温至-78℃。然后将丁基锂(185mL，2.5M，0.46mol)缓慢滴加至反应液中，滴加完后在此温度继续搅拌2小时，再将磺酰氯(89g，0.66mol)缓慢滴加至反应液中。滴加完后，自然升至室温搅拌6小时。将反应液缓慢加入到冰水混合物(2.5kg)，有白色固体析出，过滤收集白色固体得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯(65.5g，白色固体)，收率46％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.92(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，6.09(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.35(d,2H,J＝6.7Hz),7.58(d,2H,J＝6.7Hz),7.93(d,2H,J＝6.7Hz)。

实施例3

(2)将160g的化合物(Ⅳ)、间三氟甲基苯酚162g和无水碳酸钾207g加入到1000mL的N,N-二甲基甲酰胺中。室温搅拌1小时，升至100℃，搅拌1小时。冷却至室温后，向反应液中加入水和二氯甲烷各1000mL。有机相分出，水洗，食盐水洗，干燥，旋干后得到粗品，精馏后的得到化合物(Ⅲ)(210g，93％)。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.76(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，5.89(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.14(d,2H,J＝8.0Hz),7.19(s,1H),7.33(d,2H,J＝8.0Hz),7.45(d,2H,J＝8.0Hz)。

(3)将化合物(Ⅲ)(200g，0.88mol)和HMPA(190g，1.06mol)溶于无水乙醚(5L)后，将反应液降温至-78℃。然后将丁基锂(425mL，2.5M，1.06mol)缓慢滴加至反应液中，滴加完后在此温度继续搅拌3.5小时，再将磺酰氯(178.5g，1.32mol)缓慢滴加至反应液中。滴加完后，自然升至室温搅拌6小时。将反应液浓缩后加入到冰水混合物(5kg)，有白色固体析出，过滤收集白色固体得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯(180g，白色固体)，收率63％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.92(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，6.09(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.35(d,2H,J＝6.7Hz),7.58(d,2H,J＝6.7Hz),7.93(d,2H,J＝6.7Hz)。

实施例4

(3)将化合物(Ⅲ)(200g，0.88mol)和鹰爪豆碱(248g，1.06mol)溶于无水四氢呋喃(5L)后，将反应液降温至-78℃。然后将丁基锂(425mL，2.5M，1.06mol)缓慢滴加至反应液中，滴加完后在此温度继续搅拌3.5小时，再将磺酰氯(178.5g，1.32mol)缓慢滴加至反应液中。滴加完后，自然升至室温搅拌6小时。将反应液缓慢加入到冰水混合物(5kg)，有白色固体析出，过滤收集白色固体得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯(202g，白色固体)，收率71％。氢核磁共振谱(400MHz,CDCl₃)δ：3.92(dt,J＝3Hz,J＝13Hz,2H)，6.09(tt,J＝3Hz,J＝55Hz,1H)，7.35(d,2H,J＝6.7Hz),7.58(d,2H,J＝6.7Hz),7.93(d,2H,J＝6.7Hz)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

(3)将促进剂、化合物(Ⅲ)加入到有机溶剂中，加入强碱，将磺酰氯加入到上述反应液中，反应完全后，经纯化得到2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯；

所述的步骤(3)中促进剂为六甲基磷酰三胺、五甲基二乙烯三胺、四甲基乙二胺或鹰爪豆碱中的一种或两种以上。

2.根据权利要求1所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中碱为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、碳酸钾或碳酸钠中的一种或两种以上；所述的步骤(1)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜或四氢呋喃中的一种或两种以上。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中2,2-二氟乙醇、碱、磺酰氯或磺酸酐的摩尔比为1:(0.1-3):(1-3)。

4.根据权利要求1-2中任一项所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(1)中2,2-二氟乙醇、碱、磺酰氯或磺酸酐的摩尔比为1:(1-2):(1-2)。

5.根据权利要求1所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中碱为三乙胺、吡啶、N,N-二异丙基乙胺、碳酸钾或碳酸钠中的一种或两种以上；所述的步骤(2)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜或四氢呋喃中的一种或两种以上。

6.根据权利要求1或5所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(2)中间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)、碱的摩尔比为1:(0.1-3):(0.1-3)。

7.根据权利要求1或5所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的间三氟甲基苯酚、化合物(Ⅱ)、碱的摩尔比为1:(1-2):(1-2)。

8.根据权利要求1所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中有机溶剂为甲苯、丙酮、二氯甲烷、环己烷、氯仿、四氯化碳、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜、乙醚、1,4-二氧六环、甲基叔丁基醚或四氢呋喃中的一种或两种以上。

9.根据权利要求1所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中强碱为烷基锂、芳基锂或氨基锂中的一种。

10.根据权利要求9所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中强碱的加入温度为-100℃-5℃。

11.根据权利要求1或8-10中任一项所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)中化合物(Ⅲ)、促进剂、强碱、磺酰氯的摩尔比为1:(0.1-3):(1-3)：(1-3)。

12.根据权利要求1或8-10中任一项所述的2-(2’,2’-二氟乙氧基)-6-三氟甲基苯磺酰氯的制备方法，其特征在于：所述的步骤(3)化合物(Ⅲ)、促进剂、强碱、磺酰氯的摩尔比为1:(1-1.5):(1-1.5)：(1-2)。