CN109796419B - 一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 - Google Patents
一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109796419B CN109796419B CN201910051755.7A CN201910051755A CN109796419B CN 109796419 B CN109796419 B CN 109796419B CN 201910051755 A CN201910051755 A CN 201910051755A CN 109796419 B CN109796419 B CN 109796419B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- compound
- reagent
- sulfentrazone
- borate
- dihydro
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Abstract
本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法。本发明选择在2‑（2,4二氯苯基）‑4‑（二氟甲基）‑2,4‑二氢‑5‑甲基‑3H‑1,2,4‑三唑‑3‑酮的苯环5‑位引入硼酸或者硼酸酯基团，然后再将该底物在金属试剂下与甲磺酰胺直接偶联生成最终产品甲磺草胺。以上反应路径所生成的底物在廉价金属Cu催化剂下与甲磺酰胺直接偶联生成甲磺草胺，对比原有硝化、氢化，磺酰化工艺，节约成本，容易工业化。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成领域，具体涉及一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法。
背景技术
作为FMC公司研制的三唑啉酮类新型麦田低毒除草剂--甲磺草胺(Sulfentrazone)，有着诸多优势，不仅杀草谱广，用量少，杀草速度快，而且对很多已经对磺酰脲类产生抗性的杂草有着突出的效果。甲磺草胺属原卟啉原氧化酶抑制剂，是触杀型茎叶处理剂；它主要通过抑制原卟啉原氧化酶，使植物细胞中产生过量原卟啉IX，后者是光敏剂，导致细胞内产生活性氧，最终导致细胞膜，液胞膜等破裂，杂草干枯死亡。甲磺草胺对下茬作物安全，药害小。
目前合成甲磺草胺最终产品的工艺路线主要如下：
1、通过苯胺或者各种氯代苯胺多步生成2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基) -2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，然后将此三唑酮进一步硝化、氢化、磺酰胺化制备甲磺草胺除草剂的方案。虽然起始原料不一样，但核心中间体2-(2,4 二氯苯基)-1,2-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮在硝化时会生成一定比例的硝化异构体和二硝化产物，同时在高压氢化还原的过程中使用贵金属催化剂Pd或者 Pt，增加了生产成本；最后，采用剧毒化学原料甲磺酰氯作为酰胺化试剂，为安全化的工业化生产带来风险，并且高温状态下的回流和反应的加水淬灭导致焦油和产品的部分水解，降低了产品的纯度。涉及专利(US4980480、US5011933、 CN 103951627、CN104326992、CN 1432003)反应方程式如下：
2、FMC公司的一系列专利WO87/03782、US4909831、US 5990315都描述了2-(2,4二氯-5-氨基苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮在两倍量以上的甲磺酰氯下发生双磺酰化反应，该路线的主要问题在于使用剧毒试剂甲磺酰氯做磺酰化试剂会给生产安全带来风险，并且生成双磺酰化产物需要在碱性条件下再多一步水解，这样两步增加的甲磺酰氯、碱、溶剂等其他试剂大大增加了工艺成本。不容忽视的是，该工艺中间体催化氢化过程中随着贵金属催化剂套用次数增加，脱卤杂质和其他未知杂质变多，打浆纯化使生产成本增加。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种易于工业化、不使用剧毒试剂、反应收率较高的甲磺草胺的制备方法。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：
一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法，包括如下步骤：
(1)2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3- 酮与卤代试剂反应得到2-(2,4-二氯-5-卤代苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基 -3H-1,2,4-三唑-3-酮(化合物A)；
(2)化合物A在正丁基锂或格式试剂反应条件下与硼酸酯反应将5位卤素取代为硼酸或者硼酸酯基团得到化合物B；
(3)化合物B在铜催化剂或钯催化剂催化下与甲磺酰胺直接偶联生成甲磺草胺；
上述反应的反应式如下：
优选的，所述化合物A中的X基团为碘或溴；所述化合物B中Y基团为H 或C1～6烷基。
优选的，所述步骤(1)中2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5- 甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮与卤代试剂的摩尔比为1：1～3。进一步的，所述步骤(1) 中2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮与卤代试剂的摩尔比为1：1～2.2。
优选的，所述步骤(1)中卤代试剂选自NBS(N-溴代琥珀酰亚胺)、CuBr、 HBr、Br2、NIS(N-碘代丁二酰亚胺)、I2、HI或ICl。
优选的，所述步骤(2)中的硼酸酯选自硼酸三丁酯、硼酸三甲酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙基酯、硼酸三异丙基酯、硼酸三丁基酯或硼酸三异丙基酯。
优选的，所述步骤(2)中化合物A、正丁基锂/金属镁与硼酸酯的摩尔比为1：1.05～1.2：1.1～2。优选的，当所述步骤(2)中化合物A与镁反应生成格式试剂时，还需要加入少量碘作为引发剂。
优选的，所述步骤(3)中化合物B、铜催化剂/钯催化剂与甲磺酰胺的摩尔比为1：1.05～1.2：0.05～0.20。
优选的，所述步骤(3)中还加入了分子筛，分子筛的添加质量为化合物B 质量的10％～100％。分子筛的作用是除去反应体系中的水分，能够促进反应进行，提高收率。
优选的，所述步骤(3)中还包括氧化金属试剂以实现催化剂金属试剂在不同价态间循环的步骤；具体的，上述步骤可以采用在氧气氛围下搅拌或采用 TEMPO与碱进行氧化；所述碱可以选用三乙胺、碳酸钾或碳酸钠；所述化合物 B、TEMPO与碱的摩尔比为1：1～1.2：1～2。
本发明中化合物的中文命名与结构式有冲突的，以结构式为准。
本发明提供的甲磺草胺制备方法所生成的底物在廉价金属Cu催化剂下与甲磺酰胺直接偶联生成目标除草剂活性成分，对比原有硝化、氢化，磺酰化工艺，节约成本，容易工业化。
具体实施方式
以下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。
实施例1：格式试剂法
2,4-二氯-5-(4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4，5-二氢-1H-1,2,4-三唑基苯硼酸的合成
500mL的圆底烧瓶中加入250g 20％发烟硫酸，接着加入61.17g(0.208mol) 2-(2，4-二氯-5-碘苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，冰水浴降温加入52.6g(0.208mol)碘单质，剧烈搅拌升至室温，10h反应结束。将反应液倾入700g冰中，1000g二氯乙烷分两次萃取，然后10％K2CO3水溶液， 5％亚硫酸钠水溶液洗涤，最后500g软水洗涤有机相，减压脱溶至干得白色固体，得到80.36g纯度97％的2-(2,4-二氯-5-碘苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，收率92％，纯度96％。
在500ml四口原地烧瓶中加入2.88g(0.12mol)镁屑和一小粒晶体碘，置于37度水浴中。N2保护下，滴加37.3g(0.10mol)2-(2,4-二氯-5-溴苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮和140mL无水四氢呋喃的混合溶液。 10分钟后，碘的颜色消失，温度升高，搅拌过程中继续补加40mL四氢呋喃，调节滴加速度，是溶液温度维持在42～45℃，约1h滴加完毕。保温搅拌1h，得到相应苯基溴化镁格式试剂的溶液，反应液静置10min，取上层清液5.00mL,酸滴定法测得产率为98％；直接进入下一步，将格式试剂经恒压滴液漏斗缓慢滴加到46g(0.2mol)硼酸三丁酯和70ml无水四氢呋喃的混合溶液中，搅拌，温度控制在-10℃，约0.5h滴加完毕，保温反应0.5h。快速升温至20℃，搅拌1h。缓慢加入100ml体积分数为4％的冷的盐酸，搅拌30分钟。分层分出有机层，水层用乙醚萃取(200ml*3)，合并有机相，减压回收溶剂。浓缩液中加入水，用 NaOH溶液调pH到10。减压水蒸气蒸馏除杂，趁热过滤，滤液酸化至pH为2，析出晶体；抽滤，干燥至恒重得相应2,4-二氯-5-(4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4,5-二氢-1H-1,2,4-三唑基苯硼酸28.7g，收率85％，纯度95％。
在反应瓶中加入2,4-二氯-5-(4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4,5-二氢 -1H-1,2,4-三唑基苯硼酸(11.2g，33.3mmol,1.0eq),甲基磺酰胺(3.3g,34.9mmol,1.05eq)、醋酸铜(0.33g,1.67mmol，0.05eq.)，4A分子筛(3.3 g)、三乙胺(3.37g,33.3mmol,1.0eq)、TEMPO(5.73g,36.7mmol，1.1eq)和 250mL无水二氯甲烷。生成的产物在空气中室温搅拌反应11h(TLC监测)后，反应基本转化完毕,过滤除去分子筛和不溶的副产物,减压脱溶固体采用异丙醇/ 水重结晶，过滤烘干得产品11.6g，收率90％，纯度96％。
实施例2：正丁基锂法
2,4-二氯-5-(4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4，5-二氢-1H-1,2,4-三唑基苯硼酸的合成
1000mL的圆底烧瓶中加入600g四氯化碳，接着加入61.17g(0.208mol) 2-(2,4-二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，冰水浴降温加入73.2g(0.458mol)溴单质，剧烈搅拌升至室温，10h反应结束。将反应倾入1000g冰中，1000g二氯乙烷分两次萃取，然后10％K2CO3水溶液，5％亚硫酸钠水溶液洗涤，最后500g软水洗涤有机相，减压脱溶至干得白色固体，得到69.8g纯度97％的2-(2，4-二氯-5-溴苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，收率90％，纯度97％。
在500ml四口原地烧瓶中加入37.3g(0.10mol)2-(2,4-二氯-5-溴苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮和140mL无水四氢呋喃的混合溶液。溶液温度维持在零下40度，将23％正丁基锂己烷溶液29.19g(0.105mol)约1h 滴加完毕。保温搅拌1h，得到相应苯基锂溶液，反应液静置10min。直接进入下一步，将此芳基锂溶液经恒压滴液漏斗缓慢滴加到25g(0.11mol)硼酸三丁酯和 70ml无水四氢呋喃的混合溶液中，搅拌，温度控制在-40度，约1h滴加完毕，保温反应1h。快速升温至20度，搅拌1h。缓慢加入100ml体积分数为4％的冷的盐酸，搅拌30分钟。分层分出有机层，水层用乙醚萃取(200ml*3)，合并有机相，减压回收溶剂。浓缩液中加入水，用NaOH溶液调pH到10。减压水蒸气蒸馏除杂，趁热过滤，滤液酸化至pH为2，析出晶体；抽滤，干燥至恒重得相应2,4-二氯-5-(4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4,5-二氢-1H-1,2,4-三唑基苯硼酸 28.4g，收率84％，纯度96％。
在室温搅拌下，将甲基磺酰胺(3.8g，40.0mmol，1.2eq)加入到2,4-二氯-5- (4-(二氟甲基)-3-甲基-5-氧代-4，5-二氢-1H-1,2,4-三唑基苯硼酸中(11.2g， 33.3mmol，1.0eq)，Cu(OAc)2(1.32g，6.67mmol，0.2eq)和4A分子筛 (0.33g)的250mL二氯甲烷溶液中。生成的产物在常温常压下密闭的O2氛围下搅拌24h，TLC监测后反应基本转化完毕，过滤除去分子筛和不溶的副产物，减压脱溶固体采用异丙醇/水重结晶，过滤烘干得产品10.95g，收率85％，纯度 97％。
终产物的氢谱和质谱数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3),δ7.78(s,1H, ArH),7.61(s,1H,ArH),7.05(t,J＝58.0Hz，1H,CHF2),6.96(s,1H,NH),3.07(s,3H, CH3),2.48(s,3H,CH3).ESI-LCMS,m/z 386.9891[M+H]+.
上述各实施例中的中间体及产物，均经质谱和氢谱确认。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮与卤代试剂反应得到2-(2,4-二氯-5-卤代苯)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮，即化合物A；
(2)化合物A在正丁基锂或格氏试剂反应条件下与硼酸酯反应将5位卤素取代为硼酸或者硼酸酯基团得到化合物B；所述硼酸酯选自硼酸三丁酯、硼酸三乙酯、硼酸三丙基酯或硼酸三异丙基酯；所述化合物A、正丁基锂/格氏试剂与硼酸酯的摩尔比为1：1.05～1.2：1.1～2；
(3)化合物B在铜催化剂催化下与甲磺酰胺直接偶联生成甲磺草胺；所述化合物B、铜催化剂与甲磺酰胺的摩尔比为1：0.05～0.20：1.05～1.2；
所述步骤(3)还加入了分子筛，分子筛的添加质量为化合物B质量的10％～100％；
所述步骤(3)中还包括氧化金属试剂以实现催化剂金属试剂在不同价态间循环的步骤；上述步骤可以采用在氧气氛围下搅拌或采用TEMPO与碱进行氧化；所述碱选自三乙胺、碳酸钾或碳酸钠；
其中，所述化合物A中的X基团为碘或溴；所述化合物B中Y基团为H或C1～6烷基；
上述反应的反应式如下：
2.如权利要求1所述的通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中2-(2,4二氯苯基)-4-(二氟甲基)-2,4-二氢-5-甲基-3H-1,2,4-三唑-3-酮与卤代试剂的摩尔比为1：1～3。
3.如权利要求1所述的通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中卤代试剂选自NBS(N-溴代琥珀酰亚胺)、CuBr、HBr、Br2、NIS(N-碘代丁二酰亚胺)、I2、HI或ICl。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910051755.7A CN109796419B (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201910051755.7A CN109796419B (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109796419A CN109796419A (zh) | 2019-05-24 |
| CN109796419B true CN109796419B (zh) | 2022-01-21 |
Family
ID=66559752
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201910051755.7A Active CN109796419B (zh) | 2019-01-21 | 2019-01-21 | 一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109796419B (zh) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115703746A (zh) * | 2021-08-04 | 2023-02-17 | 北京颖泰嘉和生物科技股份有限公司 | 1,2,4-三唑-3-酮衍生物的制备方法 |
| CN114149342A (zh) * | 2021-11-02 | 2022-03-08 | 浙大宁波理工学院 | N-（2，4-二氯-5-肼基苯基）乙酰胺化合物及其合成方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104350039A (zh) * | 2012-04-20 | 2015-02-11 | 组合化学工业株式会社 | 烷基苯基硫醚衍生物及有害生物防除剂 |
| CN108424395A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-21 | 山东潍坊润丰化工股份有限公司 | 一种甲磺草胺的制备方法 |
| CN109232450A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-18 | 山东润博生物科技有限公司 | 一种甲磺草胺的合成方法 |
-
2019
- 2019-01-21 CN CN201910051755.7A patent/CN109796419B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104350039A (zh) * | 2012-04-20 | 2015-02-11 | 组合化学工业株式会社 | 烷基苯基硫醚衍生物及有害生物防除剂 |
| CN108424395A (zh) * | 2018-04-24 | 2018-08-21 | 山东潍坊润丰化工股份有限公司 | 一种甲磺草胺的制备方法 |
| CN109232450A (zh) * | 2018-10-25 | 2019-01-18 | 山东润博生物科技有限公司 | 一种甲磺草胺的合成方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Copper-Catalyzed N-Arylation of Sulfonamides with Boronic Acids in Water under Ligand-Free and Aerobic Conditions;Mahmoud Nasrollahzadeh等;《SYNLETT》;20140110;第25卷;505–508 * |
| 除草剂甲磺草胺的合成;张元元等;《农药》;20130430;第52卷(第4期);260-262 * |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN109796419A (zh) | 2019-05-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103951627B (zh) | 一种合成甲磺草胺中间体和甲磺草胺的方法 | |
| CN106478532B (zh) | 一种合成甲磺草胺的方法 | |
| WO2006135640A2 (en) | Process for the synthesis of organic compounds | |
| CN109796419B (zh) | 一种通过铜试剂催化偶联的甲磺草胺的制备方法 | |
| Wiriyachitra et al. | Organotellurium chemistry. 3.(o-Nitrophenyl) tellurenyl bromide: a highly stabilized tellurenyl halide | |
| CN104817438B (zh) | 一种含氟芳基卤化物的烷基化方法 | |
| JPH0339498B2 (zh) | ||
| CN113999160A (zh) | 一种6,6-二甲基-3-氮杂双环[3．1．0]己烷的制备方法 | |
| CN109776437B (zh) | 一种甲磺草胺的制备方法 | |
| CN104326992A (zh) | 一种合成二氟甲基三唑啉酮和甲磺草胺的方法 | |
| CN109748878A (zh) | 一种甲磺草胺关键中间体苯连三唑啉酮衍生物的制备方法 | |
| CN104250254B (zh) | 一种六氢吡咯[2,3-b]吲哚衍生物的制备方法 | |
| CN111269190A (zh) | 一种一锅法合成三唑啉硫酮化合物的方法 | |
| JPS5855143B2 (ja) | ３．５−ジフエニルピラゾ−ルの製造方法 | |
| WO2006081807A2 (de) | Verfahren zur herstellung von losartan | |
| CN108484535B (zh) | 一种制备茚草酮的方法 | |
| CN113929582B (zh) | 一种2-(5-氟-2-硝基苯氧基)乙酸酯的合成方法 | |
| CN114539197B (zh) | 一种3-位氟烷基取代色酮衍生物的合成方法 | |
| CN109071443A (zh) | 用于制备除草剂吡啶基咪唑酮化合物的方法 | |
| CN116143696A (zh) | 一种塞来昔布的合成工艺 | |
| CN107141212A (zh) | 2-氯代-4′-氟苯乙酮的制备方法 | |
| CN116239577A (zh) | 一种制备Cudetaxestat的方法 | |
| JP4956760B2 (ja) | ３−ブロモ安息香酸またはそのアルキルエステルの製造方法 | |
| JPS6029706B2 (ja) | １，２‐ジメチル‐３，５‐ジフエニルピラゾリウムメチルサルフエートの製法 | |
| CN107867965A (zh) | 一种高纯度1, 2‑二苯乙烷的制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |