CN108148067A

CN108148067A - 一种五氟磺草胺的制备方法

Info

Publication number: CN108148067A
Application number: CN201810066476.3A
Authority: CN
Inventors: 赵永平; 时建刚; 丁金囤; 王运红; 司小东
Original assignee: Handan Zhaodu Fine Chemicals Co Ltd
Current assignee: Handan Zhaodu Fine Chemicals Co Ltd
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2018-06-12

Abstract

本发明提供了一种五氟磺草胺的制备方法，包括以下步骤：（1）以间三氟甲基苯酚为原料，与2‑氯‑1,1‑二氟乙烷发生取代反应得到间二氟乙氧基三氟甲苯（反应Ⅰ）（2）生成的间二氟乙氧基三氟甲苯与硫酰氟反应得到2‑（2^’,2^’‑二氟乙氧基）‑6‑三氟甲基苯磺酰氟（反应Ⅱ）；（3）所生成的磺酰氟与5,8‑而甲氧基‑[1,2,4]三唑[1,5‑c]嘧啶‑2‑胺在碱的作用下，在有机溶剂（水溶性）中反应，得到五氟磺草胺（反应Ⅲ）。本方法原料便宜易得，工艺安全，操作简单，便于工业化生产。

Description

一种五氟磺草胺的制备方法

技术领域

本发明提供了一种五氟磺草胺的制备方法，属于农药合成领域。

背景技术

五氟磺草胺是美国陶氏益农公司开发的三唑并嘧啶磺酰胺除草剂，通过抑制乙酰乳酸合成酶起除草作用。它属于传导性除草剂，一般用作水稻田除草剂。可有效杀灭稗草、一年生莎草科杂草，对多种阔叶杂草有效。

五氟磺草胺的最早合成方法由陶氏益农公司在1999年的一篇专利（US5858924）中报道，其中关键中间体2-(2,2-二氟乙氧基)-6-三氟甲基本磺酰氯是采用6-三氟甲基-2-氟苯胺为起始原料制备的。该方法存在明显的不足，首先6-三氟甲基-2-氟苯胺价格昂贵且不易获得；其次该方法需要重氮化步骤，工艺废水量大；再次合成过程需要用到剧毒的氯气。

随后陶氏益农公司在专利US20050215570和US20020037811中报道了一种以间三氟甲基苯酚为原料的合成工艺。但该方法需要用甲氧基亚甲基氯做保护试剂，反复的保护、脱保护过程大大增加了合成步骤，并且用到昂贵试剂2,2-二氟溴乙烷为烷基化试剂，同样也存在使用氯气的缺点。CN102020647A和CN102001979也报道了类似的方法，存在相同的不足。

CN105294515A报道了以间三氟甲基苯酚为原料，经过2,2-二氟乙醇的磺酸酯对酚羟基烷基化，得到2-(2,2-二氟乙氧基)三氟甲苯，随后用正丁基锂等碱作用，用磺酰氯酰基化得到2-(2,2-二氟乙氧基)-6-三氟甲基本磺酰氯。这一方法很好的避免了氯气的使用，并且大大缩短了工艺步骤。但2,2-二氟乙醇的磺酸酯本身价格较高，市场上很难获得，需要自己制备，并且使用磺酰氯时由于磺酰氯中总是含有氯化氢，副反应较多，反应收率一般在50%以下，原料利用率低，三废处置量大。

发明内容

本发明的目的是提供一种制备五氟磺草胺的新方法，本方法不使用高毒或剧毒气体、条件温和、易于控制，适合工业化生产。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：（1）向含有间三氟甲基苯酚与碱的有机溶剂中，加入2-氯-1,1-二氟乙烷反应（反应Ⅰ），反应结束后用水洗涤，分液，有机相脱溶后得到间二氟乙氧基三氟甲苯；（2）生成的间二氟乙氧基三氟甲苯在醚类溶剂中与有机碱反应生成相应苯基盐，随后与硫酰氟反应（反应Ⅱ），反应结束后加入少量水淬灭反应，蒸馏除去溶剂，加入二氯甲烷和水，分液、有机相脱除溶剂得到2-（2^’,2^’-二氟乙氧基）-6-三氟甲基苯磺酰氟（原料A）；（3）所生成的磺酰氟（原料A）与5,8-而甲氧基-[1,2,4]三唑[1,5-c]嘧啶-2-胺（原料B）在碱的作用下，有机溶剂中反应（反应Ⅲ），反应液用稀盐酸调节pH值到5～6，低温搅拌析出五氟磺草胺粗品，精制得到精品。

所述的反应Ⅰ中所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠中的一种，优选氢氧化钾、叔丁醇钾、氢化钠。

所述的反应Ⅰ中所用的有机溶剂为非质子性有机溶剂，优选甲苯、二甲基甲酰胺、乙二醇二甲醚、四氢呋喃。

所述的反应Ⅰ的反应温度为20～60℃。

所述的反应Ⅰ的反应压力为0 ～0.3Mpa。

所述的间三氟甲基苯酚、碱和2-氯-1,1-二氟乙烷的摩尔比为1:(1.2～2.0):(1.4～2.0).

所述的反应Ⅱ中所用的碱为二异丙基氨基锂、正丁基锂、甲基锂、叔丁基锂、苯基锂、六甲基硅基氨基锂的一种，优选二异丙基氨基锂、正丁基锂、六甲基硅基氨基锂。

所述的间二氟乙氧基三氟甲苯与碱的反应温度为-80～-40℃。

所述的间二氟乙氧基三氟甲苯与碱的反应时间为0.5～2小时。

所述的反应Ⅱ原料间二氟乙氧基三氟甲苯、有机碱和硫酰氟的摩尔比为1:(1.1～1.5):(1.5～2.5)。

所述的反应Ⅱ在加入硫酰氟后，反应的压力为0～0.3Mpa。

所述的反应Ⅱ在加入硫酰氟后，反应的温度为-80～20℃。

所述的反应Ⅲ所用的溶剂为丙酮、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种，优选乙腈、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜。

所述的反应Ⅲ所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶、四甲基乙二胺中的一种，优选3-甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶、四甲基乙二胺。

所述的反应Ⅲ所用的原料A、原料B和碱的摩尔比为1:(1.05～1.2):(0.8～1.5).

所述的反应Ⅲ的反应温度为0～100℃，优选20～60℃。

附图说明

图1为本发明的反应的通式；

图2为实施例1的反应式（步骤1）；

图3为实施例1的反应式（步骤2）；

图4为实施例1的反应式（步骤3）；

图5为实施例2的反应式（步骤1）；

图6为实施例2的反应式（步骤2）；

图7为实施例2的反应式（步骤3）；

图8为实施例3的反应式（步骤1）；

图9为实施例3的反应式（步骤2）；

图10为实施例3的反应式（步骤3）。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

本发明提供的五氟磺草胺的合成方法具备以下优势：

（1）以便宜的工业品间三氟甲基苯酚为原料，烷基化试剂使用便宜的2,2-二氟-1-氯乙烷，工艺成本低。

（2）合成至2-(2,2-二氟乙氧基)-6-三氟甲基本磺酰氟仅需要两步，工艺路线短、便于实施。

（3）全新工艺，避免了剧毒品氯气的使用。

（4）使用磺酰氟代替磺酰氯，避免了引入氯化氢带来的副反应，反应收率大大提高。

具体实施方式

实施例1

在2L烧瓶中加入1L四氢呋喃，162g（1mol）间三氟甲基苯酚，室温条件下加入124g（1.1mol）叔丁醇钾，室温搅拌1小时后，将反应体系抽空至-0.09Mpa，通入加入110g（1.1mol）2-氯-1,1-二氟乙烷，继续反应直到薄层色谱检测间三氟甲基苯酚消失，停止反应。过滤除去不溶物，滤液脱出溶剂后得黄色液体，用乙酸乙酯-石油醚（v:v=1:10）逐层析得无色粘稠液体208g，收率92.0%，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.76(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 5.89(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.14(d, 1H, J=8.0Hz), 7.19(s, 1H), 7.33(d, 1H, J=8.0Hz), 7.45(d, 1H, J=8.0Hz)。

在2L反应瓶中加入1L四氢呋喃，113g（0.5mol）间二氟乙氧基三氟甲苯，降温至-78℃。然后缓慢滴加200mL正丁基锂正己烷溶液（浓度2.5M），加完后在此温度下反应2小时，通入80g（0.78mol）磺酰氟反应12h。加入10mL水，自然升温至室温，并用氮气将未反应的磺酰氟吹扫干净。将反应液蒸馏除去溶剂后，加入500mL二氯甲烷，500mL冰水混合物，分液，有机相脱溶的白色固体132g，收率85.7%，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.92(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 6.07(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.34(d,1H, J=6.8Hz), 7.57 (d, 1H, J=6.8Hz), 7.93(d, 1H, J=6.8Hz)。

在3L反应瓶中，加入1.5L乙腈，195g（1mol）原料B，120mL三乙胺，室温条件下分批加293g入（0.95mol）原料A，加完后升温至60℃反应30小时，TLC检测反应完成。停止反应，用2M稀盐酸调节反应液pH=5，冰浴搅拌析出产品。过滤，滤饼用200mL水、200mL甲醇洗涤，烘干得浅褐色粉末423g，熔点，210~212℃，收率87.6%，1H NMR（400M核磁，DMSO-d6）δ：3.86 (s,1H), 4.08 (s, 1H), 4.52 (td, 2H, J=4Hz, J=12Hz), 6.54(tt, 1H, J=4Hz, J=64Hz),7.46~7.80(m, 4H), 11.91 (s, 1H)。

实施例2

在2L不锈钢釜中加入1L乙二醇二甲醚，162g（1mol）间三氟甲基苯酚，室温条件下加入80g（1.4mol）氢氧化钾，室温搅拌2小时后加入120g（1.2mol）2-氯-1,1-二氟乙烷，反应釜压力为0.028Mpa，继续反应直到反应釜压力降低至0.01Mpa，停止反应。过滤除去不溶物，滤液脱出溶剂后得黄色液体，用乙酸乙酯-石油醚（v:v=1:10）逐层析得无色粘稠液体212g，收率93.8 %，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.76(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 5.89(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.14(d, 1H, J=8.0Hz), 7.19(s, 1H), 7.33(d, 1H, J=8.0Hz), 7.45(d, 1H, J=8.0Hz)。

在2L不锈钢反应釜中加入1L四氢呋喃，113g（0.5mol）间二氟乙氧基三氟甲苯，降温至-60℃。然后缓慢滴加200mL六甲基硅基氨基锂四氢呋喃溶液（浓度2.5M），加完后在此温度下反应2小时，通入80g（0.78mol）磺酰氟。自然升温至0℃，反应4小时，反应压力逐渐由0.3Mpa降低至0.12Mpa。加入15mL水淬灭反应，并用氮气将未反应的磺酰氟吹扫干净。将反应液蒸馏除去溶剂后，加入500mL二氯甲烷，500mL冰水混合物，分液，有机相脱溶的白色固体135g，收率87.7%，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.92(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 6.07(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.34(d,1H, J=6.8Hz), 7.57 (d, 1H, J=6.8Hz), 7.93(d,1H, J=6.8Hz)。

在3L反应瓶中，加入1.5L二甲基甲酰胺，195g（1mol）原料B，144g（1.1mol）4-二甲氨基吡啶，室温条件下分批加入308g（1mol）原料A，加完后升温至60℃反应6小时，TLC检测反应完成。停止反应，用2M稀盐酸调节反应液pH=5，冰浴搅拌析出产品。过滤，滤饼用200mL水、200mL甲醇洗涤，烘干得浅褐色粉末443g，熔点，210~212℃，收率91.7%，1H NMR（400M核磁，DMSO-d6）δ：3.86 (s, 1H), 4.08 (s, 1H), 4.52 (td, 2H, J=4Hz, J=12Hz), 6.54(tt, 1H, J=4Hz, J=64Hz), 7.46~7.80(m, 4H), 11.91 (s, 1H)。

实施例3

在2L不锈钢釜加入1L乙二醇二甲醚，162g（1mol）间三氟甲基苯酚，室温条件下加入40g（1mol）60%NaH，室温搅拌0.5小时后加入110g（1.1mol）2-氯-1,1-二氟乙烷，反应釜压力为0.025Mpa，继续反应压力降至常压，停止反应。过滤除去不溶物，滤液脱出溶剂后得黄色液体，用乙酸乙酯-石油醚（v:v=1:10）逐层析得无色粘稠液体215g，收率95.1%，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.76(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 5.89(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.14(d, 1H, J=8.0Hz), 7.19(s, 1H), 7.33(d, 1H, J=8.0Hz), 7.45(d, 1H, J=8.0Hz)。

在2L不锈钢反应釜中加入1L四氢呋喃，113g（0.5mol）间二氟乙氧基三氟甲苯，降温至-40℃。然后缓慢滴加210mL二异丙基氨基锂四氢呋喃溶液（浓度2.5M），加完后在此温度下反应2小时，通入80g（0.78mol）磺酰氟。自然升温至-20℃，反应6小时，小心加入22mL水淬灭反应，并用氮气将未反应的磺酰氟吹扫干净。将反应液蒸馏除去溶剂后，加入500mL二氯甲烷，500mL冰水混合物，分液，有机相脱溶的白色固体124g，收率80.5%，1H NMR（400M核磁，CDCl3）δ：3.92(dt, 2H, J=3Hz, J=13Hz), 6.07(tt, 1H, J=3Hz, J=55Hz), 7.34(d,1H, J=6.8Hz), 7.57 (d, 1H, J=6.8Hz), 7.93(d, 1H, J=6.8Hz)。

在3L反应瓶中，加入1.5L二甲基甲酰胺，195g（1mol）原料B，120g（1.3mol）3-甲基吡啶，室温条件下分批加入338g（1.1mol）原料A，加完后升温至60℃反应28小时，TLC检测反应完成。停止反应，用2M稀盐酸调节反应液pH=5，冰浴搅拌析出产品。过滤，滤饼用200mL水、200mL甲醇洗涤，烘干得浅褐色粉末439g，熔点，210~212℃，收率90.9%，1H NMR（400M核磁，DMSO-d6）δ：3.86 (s, 1H), 4.08 (s, 1H), 4.52 (td, 2H, J=4Hz, J=12Hz), 6.54(tt,1H, J=4Hz, J=64Hz), 7.46~7.80(m, 4H), 11.91 (s, 1H)。

本发明包括但不限于以上实施例，凡是在本发明精神的原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：（1）向含有间三氟甲基苯酚与碱的有机溶剂中加入2-氯-1,1-二氟乙烷反应，此为反应Ⅰ，反应Ⅰ结束后用水洗涤、分液、有机相脱溶后得到间二氟乙氧基三氟甲苯；（2）生成的间二氟乙氧基三氟甲苯在醚类溶剂中与有机碱反应生成相应苯基盐，随后与硫酰氟反应，此为反应Ⅱ，反应Ⅱ结束后加入少量水淬灭反应，蒸馏除去溶剂，加入二氯甲烷和水，分液、有机相脱除溶剂得到2-（2^’,2^’-二氟乙氧基）-6-三氟甲基苯磺酰氟，此为原料A；（3）原料A与原料B在碱的作用下，原料B为5,8-二甲氧基-[1,2,4]三唑[1,5-c]嘧啶-2-胺，在有机溶剂中反应，此为反应Ⅲ，反应液用稀盐酸调整pH值到5～6，低温搅拌析出五氟磺草胺粗品，精制得到精品。

2.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅰ中所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、乙醇钠、叔丁醇钠、叔丁醇钾、氢化钠中的一种。

3.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅰ中所用的有机溶剂为非质子性有机溶剂，非质子性有机溶剂为二甲基甲酰胺、乙二醇二甲醚或四氢呋喃。

4.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅰ的反应温度为20～60℃；反应Ⅰ的反应压力为0～0.3Mpa。

5.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：间三氟甲基苯酚、碱和2-氯-1,1-二氟乙烷的摩尔比为1:（1.2～2.0）:（1.4～2.0）。

6.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：所述的反应Ⅱ中所用的碱为二异丙基氨基锂、正丁基锂、甲基锂、叔丁基锂、苯基锂、六甲基硅基氨基锂的一种。

7.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：间二氟乙氧基三氟甲苯与碱的反应温度为-80～-40℃；反应时间为0.5～2小时。

8.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅱ原料间二氟乙氧基三氟甲苯、有机碱和硫酰氟的摩尔比为1:（1.1～1.5）:（1.5～2.5）；反应Ⅱ在加入硫酰氟后，反应的压力为0～0.3Mpa。

9.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅲ所用的溶剂为丙酮、乙腈、四氢呋喃、1,4-二氧六环、二甲基甲酰胺、二甲基亚砜中的一种。

10.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅲ所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、三乙胺、吡啶、2-甲基吡啶、3-甲基吡啶、4-甲基吡啶、4-二甲氨基吡啶、四甲基乙二胺中的一种。

11.根据权利要求书1所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅲ所用的原料A、原料B和碱的摩尔比为1:（1.05～1.2）:（0.8～1.5）；反应Ⅲ的反应温度为0～100℃。

12.根据权利要求书11所述的一种五氟磺草胺的制备方法，其特征在于：反应Ⅲ的反应温度为20～60℃。