CN116514792B - 一种砜吡草唑的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种砜吡草唑的制备方法，属于砜吡草唑领域。所述制备方法，由以下步骤组成：制备化合物II、制备化合物III、制备化合物IV、制备化合物V、制备砜吡草唑。本发明的砜吡草唑的制备方法，有效克服传统砜吡草唑的环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，易于生成副产物，各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，以及生产危险性高，废液产生量大，后处理难度大的问题；有效降低生产过程中废液的产生量及处理难度，降低环境污染；同时，提升中间各化合物的纯度及收率指标，进一步提升制得的砜吡草唑的收率及纯度。

Description

一种砜吡草唑的制备方法
技术领域
本发明涉及砜吡草唑制备领域，尤其是涉及一种砜吡草唑的制备方法。
背景技术
杂草严重影响小麦、高粱、玉米等农作物的丰产丰收，而使用除草剂是农田杂草防治中最经济、有效的手段。砜吡草唑是一种新型、广谱、高活性的苗前土壤处理除草剂，是由日本组合化学株式会社开发的优秀除草剂成分，具有应用广泛、生物活性高、施用量低、杀草谱广等优点。
砜吡草唑，英文名称为Pyroxasulfone，CAS号为447399-55-5，化学名称为[3-[(5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑-4-基)-甲基磺酰基]-4,5-二氢-5,5-二甲基-1,2-噁唑]，分子式为C12H14F5N3O4S，相对分子质量：391.32。砜吡草唑为白色固体，熔点为157.6℃，沸点为362.4℃。其除草作用机理为，砜吡草唑属细胞分裂抑制剂，可抑制植物体内极长侧链脂肪酸VLCFA（C20-C30）的生物合成，进而阻碍分生组织和胚芽鞘的生长。砜吡草唑施用后，被杂草幼根与幼芽吸收，抑制幼苗早期生长，破坏分生组织与胚芽鞘，主要应用于玉米田、大豆田及小麦田等禾本科和阔叶杂草的防治。同时，有研究表明，砜吡草唑对麦田禾本科杂草鹅观草、多花黑麦草、雀麦、棒头草、蜡烛草，阔叶杂草大巢菜、播娘蒿、麦家公、泽漆等，均具有良好的防除效果，株抑制率和鲜重抑制率均可达到90%以上，应用前景广阔。
现有砜吡草唑的制备技术中，针对于重要中间体III，通常需要经过环合、氯化、取代反应制得。但是在环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，且易于生成副产物，导致各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，废液产生量高，能耗较大。并且，在氯化过程中，一般采用氯气、五氯化磷、三氯氧磷等氯化试剂，但氯气氧化性强，易腐蚀设备，生产危险性高；而五氯化磷、三氯氧磷在氯化过程中会产生大量含有磷酸盐的废液，废液处理难度大，处理成本高，环境污染问题突出。进一步的，前述缺陷还会影响最终制得的砜吡草唑的收率，增加砜吡草唑提纯难度，限制砜吡草唑纯度的进一步提升。
发明内容
为解决现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种砜吡草唑的制备方法，能够有效克服环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，且易于生成副产物，导致各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，以及生产危险性高，废液产生量大，后处理难度大的问题；有效降低生产过程中废液的产生量及处理难度，降低环境污染，同时，进一步提升制得的砜吡草唑的收率及纯度。
为解决以上技术问题，本发明采取的技术方案如下：
一种砜吡草唑的制备方法，所述制备方法由以下步骤组成：制备化合物II、制备化合物III、制备化合物IV、制备化合物V、制备砜吡草唑。
所述制备化合物II，将化合物I5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑138.8-178.4g（1.4-1.8mol）投入至正己烷中700-900mL中，分散均匀后，降温至3-5℃，保温；在120-200rpm搅拌条件下，以0.2-0.5mL/min的滴加速率，滴入浓度为60-65wt%的氢溴酸90-95g，滴加完成后，继续搅拌20-50min；氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为3-5℃；投入催化剂，30-60rpm搅拌条件下，以0.8-1mL/min的滴加速率，滴入氯化溴178.7-224.8g（1.55-1.95mol），滴加完成后，保温搅拌3-4h后，滤除固体物，静置分层；采用1-1.2倍体积的正己烷提取酸层后，合并有机层，采用2-3倍体积的去离子水洗涤有机层，制得含有化合物II的正己烷溶液。
所述制备化合物II中，化合物I的结构式为：
；
化合物II的结构式为：
。
所述制备化合物II中，催化剂的添加量为化合物I重量的5-7wt%；
催化剂由以下步骤制得：活化、吸附。
所述活化，将活性炭投入至8-10倍体积的磷酸中，升温至40-50℃，保温搅拌3-5h，滤出并采用8-10倍体积的去离子水洗涤2-3次后；将活性炭转入至高压反应釜内，通入二氧化碳，升压至10-12MPa，保持压力并升温至70-80℃，保温保压2-3h后，自然冷却，泄压；将活性炭转入恒温箱内，70-80℃静置2-4h，制得活化活性炭。
所述活化中，磷酸浓度为1-1.5mol/L；
活性炭的粒径为2-3mm，孔径为8-15nm。
所述吸附，将活化活性炭投入至8-10倍体积的吸附液中，氮气气氛环境下，升温至30-40℃，保温回流搅拌2-4h后，滤出固体物；采用5-8倍体积的无水己烷洗涤固体物3-4次，真空干燥去除无水己烷，制得催化剂。
所述吸附中，吸附液为溶解有三乙基铝、二氯化乙基铝的甲苯溶液；吸附液中，三乙基铝浓度为2-3wt%，二氯化乙基铝浓度为4.5-6.0wt%。
所述制备化合物III，向所述含化合物II的正己烷溶液中，加入浓度为32-36wt%的盐酸42-54g，搅拌20-30min后；保持搅拌并投入硫脲110.4-140.8g，控制温度为22-28℃，搅拌4-6h；降温至2-6℃，保温结晶2-3h后，滤出结晶物，采用0.8-1倍体积的正己烷淋洗结晶物后，50-55℃干燥8-10h，制得化合物III。
所述化合物III的结构式为：
。
所述制备化合物IV，将三氟乙酰乙酸乙酯184-202.4g投入至1.8-2.2倍重量份的乙酸中，分散均匀，降温至0-2℃，保温滴加浓度为40wt%的甲基肼水溶液128-140.8g，甲基肼水溶液滴加过程中，保持温度为0-5℃；滴加完成后，以0.1-0.15℃/min的升温速率，升温至75-80℃，保温回流搅拌6-8h；继续加入600-700mL去离子水，搅拌40-60min，滤出固体物，采用6-8倍体积的去离子水洗涤3-4次，制得中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇；然后将中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇79.7-84.7g与氢氧化钠68-72g投入至450-550mL的水中，搅拌溶解后，以1-2g/min的滴加速率，滴入浓度为32wt%的甲醛溶液104-115g，滴加完成后，继续搅拌30-40min，升温至28-30℃，保温搅拌并以2-3mL/min的滴加速率，滴入化合物III的水溶液303.8-322.8g，保温回流搅拌7-8h后，采用盐酸调节pH值至6-6.5，静置至无固体析出，滤出固体物，采用8-10倍体积的去离子水洗涤固体物，真空干燥至恒重，制得化合物IV。
所述制备化合物IV中，化合物III水溶液的浓度为25wt%。
化合物IV的结构式为：
。
所述制备化合物V，室温条件下，将化合物IV100-108.9g投入至5-6倍重量份室温N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌15-30min后，继续投入130-135g碳酸钾，搅拌40-80min后；在搅拌条件下，以2-2.5g/min的投入速率，通入二氟一氯甲烷138.4-147.1g，通入完成后继续搅拌7-8h；继续加入1.5-2倍DMF重量份的去离子水，以及0.5-0.6倍DMF重量份的1,1-二氯甲烷，搅拌30-60min后，依次采用去离子水、饱和氯化钠溶液洗涤，分离出有机相，真空蒸馏脱溶，制得化合物V。
所述化合物V的结构式为：
。
所述制备砜吡草唑，室温条件下，将化合物V52.6-60.1g投入至2.5-3.5倍重量份的甲醇中，分散均匀后，继续投入二水合钨酸钠2.2-2.5g和浓度为98%的浓硫酸1-1.2mL；搅拌10-20min后，以1-2g/min的滴加速率，滴加浓度为31%的双氧水52-56g，滴加完成后，继续搅拌5-6h后，加入0.3-0.4倍重量份的去离子水，冷却至2-5℃，静置至无固体物析出，滤出固体物，并采用同等温度的1.2-1.5倍重量份的甲醇淋洗2-3次，真空干燥，制得砜吡草唑。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
（1）本发明的砜吡草唑的制备方法，通过在制备化合物II步骤中，采用氯化溴替代常规氯化试剂；同时配合经活化、吸附步骤制得的催化剂，通过将活化处理后的活化活性炭对吸附液中有效成分进行吸附，实现对化合物II的有效催化；各技术手段相互配合，有效克服传统砜吡草唑的环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，易于生成副产物，各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，以及生产危险性高，废液产生量大，后处理难度大的问题；有效降低生产过程中废液的产生量及处理难度，降低环境污染；同时，提升中间各化合物的纯度及收率指标，进一步提升制得的砜吡草唑的收率及纯度。
（2）本发明的砜吡草唑的制备方法，制备化合物II步骤中，制得的化合物II的收率为99.3-99.7%；制备化合物III步骤中，制得的化合物III纯度为98.0-98.4wt%，收率为93.9-95.0%；有效保证后续化合物IV-V、砜吡草唑纯度及收率的进一步提升。
（3）本发明的砜吡草唑的制备方法，有效抑制副产物的产生，简化提纯精制环节，降低配套装置及生产能耗，减少生产废液的生产量；同时，有效避免采用氯气作为氯化剂可能的设备腐蚀、生产危险性，提高生产装置使用寿命及维保频率；无需采用五氯化磷、三氯氧磷，避免氯化过程中产生的大量含有磷酸盐废液，消除相关废液处理成本，降低环境污染；本发明的砜吡草唑的制备方法生产安全性好，反应废液易于处理，有效降低生产设备及环保成本。
（4）本发明的砜吡草唑的制备方法，制得的砜吡草唑纯度可达99.5-99.6wt%，综合收率可达62.0-66.0%。
附图说明
图1为本发明实施例1-3的砜吡草唑的制备方法的工艺路线示意图。
图2为本发明实施例1制得的砜吡草唑的气相色谱图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。
实施例1
一种砜吡草唑的制备方法，具体为：
1、制备化合物II
将化合物I178.4g（1.8mol）投入至正己烷900mL中，分散均匀后，降温至5℃，保温；在200rpm搅拌条件下，以0.5mL/min的滴加速率，滴入浓度为65wt%的氢溴酸95g，滴加完成后，继续搅拌50min；氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为5℃；投入催化剂，60rpm搅拌条件下，以1mL/min的滴加速率，滴入氯化溴224.8g（1.95mol），滴加完成后，保温搅拌4h后，滤除固体物，静置分层；采用1.2倍体积的正己烷提取酸层后，合并有机层，采用3倍体积的去离子水洗涤有机层，制得含有化合物II319.5g的正己烷溶液，化合物II收率为99.7%。
其中，化合物I的结构式为：
化合物II的结构式为：
催化剂的添加量为化合物I重量的6wt%。
催化剂由以下步骤制得：活化、吸附。
1）活化
将活性炭投入至10倍体积的磷酸中，升温至50℃，保温搅拌5h，滤出并采用10倍体积的去离子水洗涤3次后；将活性炭转入至高压反应釜内，通入二氧化碳，升压至12MPa，保持压力并升温至80℃，保温保压3h后，自然冷却，泄压；将活性炭转入恒温箱内，80℃静置4h，制得活化活性炭。
其中，磷酸浓度为1.5mol/L。
活性炭的粒径为3mm，孔径为15nm。
2）吸附
将活化活性炭投入至10倍体积的吸附液中，氮气气氛环境下，升温至40℃，保温回流搅拌4h后，滤出固体物；采用8倍体积的无水己烷洗涤固体物4次，真空干燥去除无水己烷，制得催化剂。
其中，吸附液为溶解有三乙基铝、二氯化乙基铝的甲苯溶液。吸附液中，三乙基铝浓度为3wt%，二氯化乙基铝浓度为6wt%。
2、制备化合物III
向上一步制得的含化合物II的正己烷溶液中，加入浓度为36wt%的盐酸54g，搅拌30min后；保持搅拌并投入硫脲140.8g，控制温度为28℃，搅拌6h；降温至6℃，保温结晶3h后，滤出结晶物，采用1倍体积的正己烷淋洗结晶物后，55℃干燥10h，制得化合物III274.1g，纯度为98.4wt%，收率为95.0%。
化合物III的结构式为：
3、制备化合物IV
将三氟乙酰乙酸乙酯202.4g投入至2.2倍重量份的乙酸中，分散均匀，降温至2℃，保温滴加浓度为40wt%的甲基肼水溶液140.8g，甲基肼水溶液滴加过程中，保持温度为5℃；滴加完成后，以0.15℃/min的升温速率，升温至80℃，保温回流搅拌8h；继续加入700mL去离子水，搅拌60min，滤出固体物，采用8倍体积的去离子水洗涤4次，制得中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇169g；然后将中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇84.7g与氢氧化钠72g投入至550mL的水中，搅拌溶解后，以2g/min的滴加速率，滴入浓度为32wt%的甲醛溶液115g，滴加完成后，继续搅拌40min，升温至30℃，保温搅拌并以3mL/min的滴加速率，滴入化合物III的水溶液322.8g，保温回流搅拌8h后，采用盐酸调节pH值至6.5，静置至无固体析出，滤出固体物，采用10倍体积的去离子水洗涤固体物，真空干燥至恒重，制得化合物IV132.8g，纯度为99.4%，收率为83.7%。
其中，化合物III的水溶液中，化合物III的浓度为25wt%。
化合物IV的结构式为：
4、制备化合物V
室温条件下，将化合物IV108.9g投入至6倍重量份室温N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，搅拌30min后，继续投入135g碳酸钾，搅拌80min后；在搅拌条件下，以2.5g/min的投入速率，通入二氟一氯甲烷147.1g，通入完成后继续搅拌8h；继续加入2倍DMF重量份的去离子水，以及0.6倍DMF重量份的1,1-二氯甲烷，搅拌60min后，依次采用去离子水、饱和氯化钠溶液洗涤，分离出有机相，真空蒸馏脱溶，制得化合物V112.3g，收率为85.5%。
化合物V 的结构式为：
5、制备砜吡草唑
室温条件下，将化合物V60.1g投入至3.5倍重量份的甲醇中，分散均匀后，继续投入二水合钨酸钠2.5g和浓度为98%的浓硫酸1.2mL；搅拌20min后，以2g/min的滴加速率，滴加浓度为31%的双氧水56g，滴加完成后，继续搅拌6h后，加入0.4倍重量份的去离子水，冷却至5℃，静置至无固体物析出，滤出固体物，并采用同等温度的1.5倍重量份的甲醇淋洗3次，真空干燥，制得砜吡草唑61.4g，纯度为99.6%，收率为97.4%。
本实施例中，砜吡草唑的综合收率为66.0%。
实施例2
一种砜吡草唑的制备方法，具体为：
1、制备化合物II
将化合物I158.6g（1.6mol）投入至正己烷800mL中，分散均匀后，降温至4℃，保温；在180rpm搅拌条件下，以0.3mL/min的滴加速率，滴入浓度为62wt%的氢溴酸93g，滴加完成后，继续搅拌40min；氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为4℃；投入催化剂12g，40rpm搅拌条件下，以0.9mL/min的滴加速率，滴入氯化溴201.8g（1.75mol），滴加完成后，保温搅拌3.5h后，滤除固体物，静置分层；采用1.1倍体积的正己烷提取酸层后，合并有机层，采用2.5倍体积的去离子水洗涤有机层，制得含有化合物II283.4g的正己烷溶液，化合物II收率为99.5%。
其中，催化剂的添加量为化合物I重量的5wt%。
催化剂由以下步骤制得：活化、吸附。
1）活化
将活性炭投入至9倍体积的磷酸中，升温至45℃，保温搅拌4h，滤出并采用9倍体积的去离子水洗涤3次后；将活性炭转入至高压反应釜内，通入二氧化碳，升压至11MPa，保持压力并升温至75℃，保温保压2.5h后，自然冷却，泄压；将活性炭转入恒温箱内，75℃静置3h，制得活化活性炭。
其中，磷酸浓度为1.2mol/L。
活性炭的粒径为2.5mm，孔径为12nm。
2）吸附
将活化活性炭投入至9倍体积的吸附液中，氮气气氛环境下，升温至35℃，保温回流搅拌3h后，滤出固体物；采用7倍体积的无水己烷洗涤固体物4次，真空干燥去除无水己烷，制得催化剂。
其中，吸附液为溶解有三乙基铝、二氯化乙基铝的甲苯溶液。吸附液中，三乙基铝浓度为2.5wt%，二氯化乙基铝浓度为5.5wt%。
2、制备化合物III
向上一步制得的含化合物II的正己烷溶液中，加入浓度为35wt%的盐酸48g，搅拌25min后；保持搅拌并投入硫脲137g，控制温度为25℃，搅拌5h；降温至3℃，保温结晶2.5h后，滤出结晶物，采用0.9倍体积的正己烷淋洗结晶物后，52℃干燥9h，制得化合物III241.9g，纯度为98.3wt%，收率为94.4%。
3、制备化合物IV
将三氟乙酰乙酸乙酯192.5g投入至2倍重量份的乙酸中，分散均匀，降温至1℃，保温滴加浓度为40wt%的甲基肼水溶液134.5g，甲基肼水溶液滴加过程中，保持温度为2℃；滴加完成后，以0.12℃/min的升温速率，升温至78℃，保温回流搅拌7h；继续加入650mL去离子水，搅拌50min，滤出固体物，采用7倍体积的去离子水洗涤4次，制得中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇160.3g；然后将中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇83.1g与氢氧化钠70g投入至500mL的水中，搅拌溶解后，以1.5g/min的滴加速率，滴入浓度为32wt%的甲醛溶液109g，滴加完成后，继续搅拌35min，升温至29℃，保温搅拌并以2.5mL/min的滴加速率，滴入化合物III的水溶液316.4g，保温回流搅拌7.5h后，采用盐酸调节pH值至6.2，静置至无固体析出，滤出固体物，采用9倍体积的去离子水洗涤固体物，真空干燥至恒重，制得化合物IV129.6g，纯度为99.2%，收率为83.1%。
其中，化合物III的水溶液中，化合物III的浓度为25wt%。
4、制备化合物V
室温条件下，将化合物IV106g投入至5.5倍重量份室温N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，搅拌25min后，继续投入132g碳酸钾，搅拌60min后；在搅拌条件下，以2.2g/min的投入速率，通入二氟一氯甲烷143g，通入完成后继续搅拌7.5h；继续加入1.8倍DMF重量份的去离子水，以及0.55倍DMF重量份的1,1-二氯甲烷，搅拌50min后，依次采用去离子水、饱和氯化钠溶液洗涤，分离出有机相，真空蒸馏脱溶，制得化合物V108.5g，收率为85.0%。
5、制备砜吡草唑
室温条件下，将化合物V56.3g投入至3倍重量份的甲醇中，分散均匀后，继续投入二水合钨酸钠2.3g和浓度为98%的浓硫酸1.1mL；搅拌15min后，以1.5g/min的滴加速率，滴加浓度为31%的双氧水54g，滴加完成后，继续搅拌5.5h后，加入0.35倍重量份的去离子水，冷却至3℃，静置至无固体物析出，滤出固体物，并采用同等温度的1.4倍重量份的甲醇淋洗3次，真空干燥，制得砜吡草唑57.3g，纯度为99.6%，收率为96.8%。
本实施例中，砜吡草唑的综合收率为64.2%。
实施例3
一种砜吡草唑的制备方法，具体为：
1、制备化合物II
将化合物I138.8g（1.4mol）投入至正己烷700mL中，分散均匀后，降温至3℃，保温；在120rpm搅拌条件下，以0.2mL/min的滴加速率，滴入浓度为60wt%的氢溴酸90g，滴加完成后，继续搅拌20min；氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为3℃；投入催化剂10g，30rpm搅拌条件下，以0.8mL/min的滴加速率，滴入氯化溴178.7g（1.55mol），滴加完成后，保温搅拌3h后，滤除固体物，静置分层；采用1倍体积的正己烷提取酸层后，合并有机层，采用2倍体积的去离子水洗涤有机层，制得含有化合物II247.5g的正己烷溶液，化合物II收率为99.3%。
其中，催化剂的添加量为化合物I重量的7wt%。
催化剂由以下步骤制得：活化、吸附。
1）活化
将活性炭投入至8倍体积的磷酸中，升温至40℃，保温搅拌3h，滤出并采用8倍体积的去离子水洗涤2次后；将活性炭转入至高压反应釜内，通入二氧化碳，升压至10MPa，保持压力并升温至70℃，保温保压2h后，自然冷却，泄压；将活性炭转入恒温箱内，70℃静置2h，制得活化活性炭。
其中，磷酸浓度为1mol/L。
活性炭的粒径为2mm，孔径为8nm。
2）吸附
将活化活性炭投入至8倍体积的吸附液中，氮气气氛环境下，升温至30℃，保温回流搅拌2h后，滤出固体物；采用5倍体积的无水己烷洗涤固体物3次，真空干燥去除无水己烷，制得催化剂。
其中，吸附液为溶解有三乙基铝、二氯化乙基铝的甲苯溶液。吸附液中，三乙基铝浓度为2wt%，二氯化乙基铝浓度为4.5wt%。
2、制备化合物III
向上一步制得的含化合物II的正己烷溶液中，加入浓度为32wt%的盐酸42g，搅拌20min后；保持搅拌并投入硫脲110.4g，控制温度为22℃，搅拌4h；降温至2℃，保温结晶2h后，滤出结晶物，采用0.8倍体积的正己烷淋洗结晶物后，50℃干燥8h，制得化合物III210.7g，纯度为98.0%，收率为93.9%。
3、制备化合物IV
将三氟乙酰乙酸乙酯184g投入至1.8倍重量份的乙酸中，分散均匀，降温至0℃，保温滴加浓度为40wt%的甲基肼水溶液128g，甲基肼水溶液滴加过程中，保持温度为0℃；滴加完成后，以0.1℃/min的升温速率，升温至75℃，保温回流搅拌6h；继续加入600mL去离子水，搅拌40min，滤出固体物，采用6倍体积的去离子水洗涤3次，制得中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇151.5g；然后将中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇79.7g与氢氧化钠68g投入至450mL的水中，搅拌溶解后，以1g/min的滴加速率，滴入浓度为32wt%的甲醛溶液104g，滴加完成后，继续搅拌30min，升温至28℃，保温搅拌并以2mL/min的滴加速率，滴入化合物III的水溶液303.8g，保温回流搅拌7h后，采用盐酸调节pH值至6，静置至无固体析出，滤出固体物，采用8倍体积的去离子水洗涤固体物，真空干燥至恒重，制得化合物IV123.7g，纯度为99.0%，收率为82.5%。
其中，化合物III的水溶液中，化合物III的浓度为25wt%。
4、制备化合物V
室温条件下，将化合物IV100g投入至5倍重量份室温N,N-二甲基甲酰胺（DMF）中，搅拌15min后，继续投入130g碳酸钾，搅拌40min后；在搅拌条件下，以2g/min的投入速率，通入二氟一氯甲烷138.4g，通入完成后继续搅拌7h；继续加入1.5倍DMF重量份的去离子水，以及0.5倍DMF重量份的1,1-二氯甲烷，搅拌30min后，依次采用去离子水、饱和氯化钠溶液洗涤，分离出有机相，真空蒸馏脱溶，制得化合物V100.8g，收率为83.9%。
5、制备砜吡草唑
室温条件下，将化合物V52.6g投入至2.5倍重量份的甲醇中，分散均匀后，继续投入二水合钨酸钠2.2g和浓度为98%的浓硫酸1mL；搅拌10min后，以1g/min的滴加速率，滴加浓度为31%的双氧水52g，滴加完成后，继续搅拌5h后，加入0.3倍重量份的去离子水，冷却至2℃，静置至无固体物析出，滤出固体物，并采用同等温度的1.2倍重量份的甲醇淋洗2次，真空干燥，制得砜吡草唑53.3g，纯度为99.5%，收率为96.1%。
本实施例中，砜吡草唑的综合收率为62.0%。
对比例1
采用实施例1的技术方案，其不同在于：1）制备化合物II步骤中，采用氯气替代氯化溴，氯气用量为134.7g；2）制备化合物II步骤中，省略催化剂的添加。
对比例1中，制备化合物II步骤中，通氯反应时间为6h；制得含有化合物II307.3g的正己烷溶液，化合物II收率为95.9%。制备化合物III步骤中，制得化合物III256.2g，纯度95.7wt%，收率为90.1%。同时，由于化合物III纯度及收率的降低，也导致后续化合物IV-V、砜吡草唑纯度及收率降低。
对比例2
采用实施例1的技术方案，其不同在于：1）制备化合物II步骤中，省略催化剂的活化过程；2）制备化合物II步骤中，催化剂的吸附步骤中，吸附液采用溶解有氯化铝的去离子水溶液，吸附液中氯化铝浓度为9wt%。
对比例1中，制备化合物II步骤中，反应时间为4.9h；制得含有化合物II314.4g的正己烷溶液，化合物II收率为98.1%。制备化合物III步骤中，制得化合物III267.7g，纯度97.2wt%，收率为92.9%。同时，由于化合物III纯度及收率的降低，也导致后续化合物IV-V、砜吡草唑纯度及收率降低。
可以看出，本发明通过在制备化合物II步骤中，采用氯化溴替代常规氯化试剂；同时配合经活化、吸附步骤制得的催化剂，通过将活化处理后的活化活性炭对吸附液中有效成分进行吸附，实现对化合物II的有效催化；各技术手段相互配合，有效克服传统砜吡草唑的环合、氯化过程中，反应产物的收率指标不理想，易于生成副产物，各环节需要多次洗涤、萃取及蒸馏脱溶，以及生产危险性高，废液产生量大，后处理难度大的问题；有效降低生产过程中废液的产生量及处理难度，降低环境污染；同时，提升中间各化合物的纯度及收率指标，进一步提升制得的砜吡草唑的收率及纯度。
除非另有说明，本发明中所采用的百分数均为质量百分数。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。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 (6)

1.一种砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述制备方法，由以下步骤组成：制备化合物II、制备化合物III、制备化合物IV、制备化合物V、制备砜吡草唑；
所述制备化合物II，将化合物I投入至正己烷中，分散均匀后，降温至3-5℃，保温；在搅拌条件下，滴入氢溴酸，氢溴酸滴加完成后，继续搅拌20-50min；投入催化剂，在搅拌条件下，滴入氯化溴，氯化溴滴加完成后，保温搅拌3-4h后，滤除固体物，静置分层；采用正己烷提取酸层后，合并有机层，有机层经去离子水洗涤后，制得含有化合物II的正己烷溶液；
所述制备化合物II中，化合物I的结构式为：
；
化合物II的结构式为：
；
所述催化剂，由以下步骤制得：活化、吸附；
所述活化，活性炭经磷酸、去离子水洗涤后，经超临界二氧化碳处理，制得活化活性炭；
所述吸附，将活化活性炭投入至8-10倍体积的吸附液中，氮气气氛环境下，升温至30-40℃，保温回流搅拌2-4h后，滤出固体物；固体物经无水己烷洗涤，真空干燥，制得催化剂；
所述吸附中，吸附液为溶解有三乙基铝、二氯化乙基铝的甲苯溶液；
所述制备化合物III，向所述含有化合物II的正己烷溶液中，加入浓度为32-36wt%的盐酸，搅拌均匀；搅拌条件下，投入硫脲，控制温度为22-28℃，搅拌4-6h；降温至2-6℃，保温结晶后，滤出结晶物，结晶物经正己烷淋洗后，干燥，制得化合物III；
所述化合物III的结构式为：
；
所述制备化合物IV，将三氟乙酰乙酸乙酯投入至1.8-2.2倍重量份的乙酸中，分散均匀，降温至0-2℃，保温滴加浓度为40wt%的甲基肼水溶液，甲基肼水溶液滴加过程中，保持温度为0-5℃；滴加完成后，升温至75-80℃，保温回流搅拌6-8h；继续加入去离子水，搅拌，滤出固体物，固体物经去离子水洗涤，制得中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇；然后将中间体1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与氢氧化钠投入至去离子水中，搅拌溶解后，滴入浓度为32wt%的甲醛溶液，滴加完成后，搅拌升温至28-30℃，保温，搅拌滴入化合物III的水溶液，保温回流搅拌7-8h后，调节pH值至6-6.5，静置至无固体析出，滤出固体物，固体物经去离子水洗涤，真空干燥，制得化合物IV；
所述化合物IV的结构式为：
；
所述制备化合物V，室温条件下，将化合物IV投入至5-6倍重量份室温N,N-二甲基甲酰胺中，搅拌均匀后，继续投入碳酸钾；在搅拌条件下，通入二氟一氯甲烷，通入完成后继续搅拌7-8h；继续加入1.5-2倍DMF重量份的去离子水，以及0.5-0.6倍DMF重量份的1,1-二氯甲烷，搅拌，依次采用去离子水、饱和氯化钠溶液洗涤，分离出有机相，真空蒸馏脱溶，制得化合物V；
所述化合物V的结构式为：
；
所述制备砜吡草唑，室温条件下，将化合物V投入至2.5-3.5倍重量份的甲醇中，分散均匀后，继续投入二水合钨酸钠和浓度为98%的浓硫酸，搅拌10-20min；滴加浓度为31%的双氧水，滴加完成后，继续搅拌5-6h后，加入去离子水，冷却至2-5℃，静置至无固体物析出，滤出固体物，采用同等温度甲醇淋洗，真空干燥，制得砜吡草唑。
2.根据权利要求1所述的砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述制备化合物II中，氢溴酸的浓度为60-65wt%，氢溴酸滴加速率为0.2-0.5mL/min；
氢溴酸滴加及搅拌过程中，保持温度为3-5℃。
3.根据权利要求1所述的砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述制备化合物II中，氯化溴的滴加速率为0.8-1mL/min；
化合物I与氯化溴的摩尔比为1.4-1.8:1.55-1.95；
催化剂添加量为化合物I重量的5-7wt%。
4.根据权利要求1所述的砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述活化，将活性炭投入至8-10倍体积的磷酸中，升温至40-50℃，保温搅拌3-5h，滤出并采用去离子水洗涤后；将活性炭转入至高压反应釜内，通入二氧化碳，升压至10-12MPa，保持压力并升温至70-80℃，保温保压2-3h后，自然冷却，泄压；将活性炭置于70-80℃温度下，静置2-4h，制得活化活性炭；
所述活化中，磷酸浓度为1-1.5mol/L；
活性炭的粒径为2-3mm，孔径为8-15nm。
5.根据权利要求1所述的砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述吸附中，吸附液中，三乙基铝浓度为2-3wt%，二氯化乙基铝浓度为4.5-6wt%。
6.根据权利要求1所述的砜吡草唑的制备方法，其特征在于，所述制备化合物IV中，甲基肼滴加完成后，升温至75-80℃的升温速率为0.1-0.15℃/min；
甲醛溶液的滴加速率为1-2g/min；
化合物III水溶液的滴加速率为2-3mL/min。
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