CN107162977B - 氯吡嘧磺隆中间体的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种氯吡嘧磺隆中间体的合成方法，它是以3‑氯‑1‑甲基吡唑‑5‑羟基‑4‑甲酸甲酯为起始原料，先与二甲氨基硫代甲酰氯经缩合反应得到3‑氯‑1‑甲基吡唑‑5‑二甲基氨基硫代甲酰氧基‑4‑甲酸甲酯，再经转位重排反应得到3‑氯‑1‑甲基吡唑‑5‑二甲基氨基甲酰硫基‑4‑甲酸甲酯，接着与氯气经氯磺化反应得到3‑氯‑1‑甲基吡唑‑5‑磺酰氯‑4‑甲酸甲酯，最后与氨水经氨化反应得到氯吡嘧磺隆中间体3‑氯‑1‑甲基吡唑‑5‑磺酰胺基‑4‑甲酸甲酯。本发明的方法对环境污染较小，尤其是产物纯度较高，而且总收率较高，从而适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种氯吡嘧磺隆中间体3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯的合成方法。
背景技术
氯吡嘧磺隆是一种新型磺酰脲类除草剂，1987年日产化学工业株式会社与孟山都公司联合发现并开发，于1994年首先在美国获得登记，其后日本、欧盟、中国等十几个国家获得登记，主要 用于防除玉米、水稻、小麦、甘蔗等禾本科作物田的阔叶杂草和莎草科杂草，该药剂药效高、毒性低、选择性好，对禾本科作物安全，应用前景广阔。
3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯则是合成氯吡嘧磺隆的重要中间体。
现有技术公开的3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯的合成方法主要有以下几种：
（1）以3-氯-1-甲基吡唑-5-氨基-4-甲酸甲酯为起始原料，依次经重氮化反应、磺化反应以及氨化反应得到。
（2）以3-氯-1-甲基吡唑-4-甲酸甲酯为起始原料，依次经氯化反应、巯基化反应以及和氯磺酰化反应得到。
（3）以3-氯-1-甲基吡唑-4-甲酸甲酯为起始原料，先经锂基化得到锂基吡唑化合物，然后导入二氧化硫得到亚磺酸锂吡唑化合物，再经氯化反应和氨化反应得到。
上述方法有的三废量巨大，对环境污染严重，不能满足绿色生产的需求；有的总收率较低，副反应较多，产物纯度较低；还有的对设备要求较高，生产成本较高；从而均不适合工业化生产。
发明内容
本发明的目的在于解决上述问题，提供一种对环境污染较小、产物纯度较高、收率较高、适合工业化生产的氯吡嘧磺隆中间体的合成方法。
实现本发明目的的技术方案是：一种氯吡嘧磺隆中间体的合成方法，具有以下步骤：
①由3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与二甲氨基硫代甲酰氯经缩合反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯；
②将步骤①得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯经转位重排反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯；
③将步骤②得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯与氯气经氯磺化反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯；
④将步骤③得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯与氨水经氨化反应得到氯吡嘧磺隆中间体3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯（以下均简称为氯吡唑磺酰胺）。
具体合成路线如下：
。
上述步骤①中所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的二甲氨基硫代甲酰氯的摩尔比为1∶1～1∶2，优选为1∶1.5。
上述步骤①所述的缩合反应是在氢氧化钠的存在下进行的；所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的氢氧化钠的摩尔比为1∶1～1∶3，优选为1∶2。
上述步骤①所述的缩合反应是在有机溶剂的存在下进行的；所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的有机溶剂的重量比为1∶2～1∶5。
所述的有机溶剂为二氯亚砜、N,N-二甲基甲酰胺（DMF）或者二甲基亚砜（DMSO），优选为二甲基亚砜（DMSO）。
上述步骤①所述的缩合反应温度为-5～10℃，优选为5℃。
上述步骤①所述的缩合反应时间为2～6h，优选为4h。
上述步骤②所述的转位重排反应是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为正十二烷、硝基苯、乙二醇、1,2-丙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基苯胺或者N-甲基吡咯烷酮，优选为正十二烷。
上述步骤②所述的转位重排反应温度为回流反应温度。
上述步骤②所述的转位重排反应时间为4～8h，优选为6h。
上述步骤③所述的氯磺化反应温度为0～50℃，优选为25℃。
上述步骤④中所述的氨水与上述步骤②中所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯的摩尔比为2∶1～5∶1，优选为4∶1。
上述步骤④所述的氨化反应温度为40～70℃，优选为50℃。
上述步骤④所述的氨化反应时间为1～4h，优选为2h。
本发明具有的积极效果：本发明的方法对环境污染较小，尤其是产物纯度较高，而且总收率较高，从而适合工业化生产。
具体实施方式
（实施例1）
本实施例的氯吡唑磺酰胺的合成方法具有以下步骤：
①向反应装置中加入48.0g的氢氧化钠（1.2mol）、400mL的DMSO以及114.3g 的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯（0.6mol），室温（15～25℃，下同）搅拌反应30min后冷却至0℃以下，加入111.2g的二甲氨基硫代甲酰氯（0.9mol），控温在5℃左右反应4h。
反应结束后，向反应瓶中加入水，搅拌10min，过滤，水洗，干燥，得到161.8g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯，纯度为98.0%，收率为97.2%。
②向反应装置中加入138.75g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯（0.5mol）和200mL的正十二烷，升温至回流，气相跟踪至反应完全（约6h左右），然后静置分层，上层溶剂层回收利用。
③将下层物料加入反应装置中，然后加入300mL二氯甲烷和400mL水，室温搅拌下通入氯气，液相色谱跟踪至反应完全，停止通氯，室温搅拌反应30min，停止搅拌，静置分层，将上层水层用二氯甲烷萃取一次，然后与下层二氯甲烷层合并。
④将合并的二氯甲烷层加入反应装置中，加入28wt%的氨水250g（2mol），在50℃的温度下进行氨化反应2h。
反应结束后，经水洗、离心、烘干得到120.5g氯吡唑磺酰胺，纯度为98.0%，收率为95.1%【以步骤②的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯计】。
（实施例2）
本实施例的氯吡唑磺酰胺的合成方法具有以下步骤：
①向反应装置中加入120.0g的氢氧化钠（3mol）、1000mL的DMSO以及285.8g 的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯（1.5mol），室温搅拌反应30min后冷却至0℃以下，加入278.0g的二甲氨基硫代甲酰氯（2.25mol），控温在5℃左右反应4h。
反应结束后，向反应瓶中加入水，搅拌10min，过滤，水洗，干燥，得到404.0g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯，纯度为98.0%，收率为97.1%。
②向反应装置中加入277.5g的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯（1mol）和400mL的正十二烷，升温至回流，气相跟踪至反应完全（约6h左右），然后静置分层，上层溶剂层回收利用。
③将下层物料加入反应装置中，然后加入500mL二氯甲烷和800mL水，室温搅拌下通入氯气，液相色谱跟踪至反应完全，停止通氯，室温搅拌反应30min，停止搅拌，静置分层，将上层水层用二氯甲烷萃取一次，然后与下层二氯甲烷层合并。
④将合并的二氯甲烷层加入反应装置中，加入28wt%的氨水500g（4mol），在50℃的温度下进行氨化反应2h。
反应结束后，经水洗、离心、烘干得到239.0g氯吡唑磺酰胺，纯度为98.0%，收率为94.3%【以步骤②的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯计】。
Claims (3)
1.一种氯吡嘧磺隆中间体的合成方法，其特征在于具有以下步骤：
①由3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与二甲氨基硫代甲酰氯经缩合反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯；
所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的二甲氨基硫代甲酰氯的摩尔比为1∶1～1∶2；
所述的缩合反应是在氢氧化钠的存在下进行的；所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的氢氧化钠的摩尔比为1∶1～1∶3；
所述的缩合反应是在有机溶剂的存在下进行的；所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-羟基-4-甲酸甲酯与所述的有机溶剂的重量比为1∶2～1∶5；所述的有机溶剂为二甲基亚砜；
所述的缩合反应温度为-5～10℃；
②将步骤①得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯经转位重排反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯；
所述的转位重排反应是在有机溶剂的存在下进行的；所述有机溶剂为正十二烷；
所述的转位重排反应温度为回流反应温度；
③将步骤②得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基甲酰硫基-4-甲酸甲酯与氯气经氯磺化反应得到3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯；
④将步骤③得到的3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰氯-4-甲酸甲酯与氨水经氨化反应得到氯吡嘧磺隆中间体3-氯-1-甲基吡唑-5-磺酰胺基-4-甲酸甲酯。
2.根据权利要求1所述的氯吡嘧磺隆中间体的合成方法，其特征在于：上述步骤③所述的氯磺化反应温度为0～50℃。
3.根据权利要求1所述的氯吡嘧磺隆中间体的合成方法，其特征在于：上述步骤④中所述的氨水与上述步骤②中所述的3-氯-1-甲基吡唑-5-二甲基氨基硫代甲酰氧基-4-甲酸甲酯的摩尔比为2∶1～5∶1。
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