CN117777122A - 一种砜吡草唑的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明具体涉及一种利用新型中间体制备砜吡草唑的方法，属于砜吡草唑制备技术领域。该合成方法具体为：在碱性条件下1‑甲基‑3‑（三氟甲基）‑1H‑吡唑‑5‑醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I，然后在硫酸、三聚甲醛和氯化亚砜发生氯甲基化反应生成中间体II，中间体II与化合物IV发生缩合反应得到中间体III，中间体III与双氧水进行氧化反应得到砜吡草唑。本发明以三聚甲醛代替易致畸的甲醛水溶液，践行绿色化学；且反应条件温和，对设备要求低；反应过程无需催化剂，反应选择性高，反应收率较高，大大提高了原子利用率，降低生产成本，提高利润；后处理简单粗放，反应产物易分离，简化生产工艺，适合工业化大生产。
Description
技术领域
本发明涉及砜吡草唑的合成方法，具体涉及一种利用新型中间体制备砜吡草唑的方法，属于砜吡草唑制备技术领域。
背景技术
砜吡草唑是日本组合化学株式会社开发的，可用于大多数作物田的芽前土壤处理剂。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，是植物体内VLCFA（极长侧链脂肪酸）（C20～C30）生物合成中严重的潜在抑制剂，其结构如下：
。
目前砜吡草唑的合成的工艺为：
专利CN1026665027中公开了在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛水溶液、与5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐在水中进行缩合反应,再与氟利昂烷基化，最后氧化得到砜吡草唑的路线。
文献中报道路线收率过低，利润空间有限，没有商业化竞争力；由于多个步骤的反应收率低，原子利用率更低，甲醛水溶液有致畸性，风险很大不符合绿色化学。
发明内容
针对现有技术中存在收率低、原子利用率低、合成风险高等问题，本发明的目的是提供了一种合成砜吡草唑的新方法，本发明利用新型中间体合成砜吡草唑，收率高，且大大提高了原子利用率。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案为：
本发明提供了一种砜吡草唑的合成方法，该方法具体过程为：在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I，然后在硫酸、三聚甲醛和氯化亚砜发生氯甲基化反应生成中间体II，中间体II与化合物IV发生缩合反应得到中间体III，中间体III与双氧水进行氧化反应得到砜吡草唑。
进一步的，在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I过程中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；优选的，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述烷基化反应在溶剂中进行；优选的，所述溶剂为四氢呋喃、甲基四氢呋喃、DMF、乙腈、甲醇、乙醇或异丙醇。
进一步的，所述1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷的摩尔比为：1:0.9～4.0。
在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I的烷基化反应的温度为-10℃~40℃。
进一步的，中间体I通过甲基化反应生成中间体II的过程中，所述中间体I、硫酸、三聚甲醛和氯化亚砜的摩尔比为：1：0.8～2.0 ：0.5～4.0 ：1.0～4.0。
上述氯甲基化反应的温度为-10℃~10℃。
中间体II与化合物IV发生缩合反应在碱性条件下进行；所述碱包括但不限于：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠或乙醇钠。
进一步的，所述中间体II与化合物IV的摩尔比为：1:0.9～1.5。
进一步的，所述缩合反应的温度为-10～50℃。
中间体III与双氧水进行的氧化反应在溶剂中进行；优选的，所述溶剂为乙酸、乙醇、甲醇或乙腈；所述氧化反应的温度为30℃-80℃；中间体III和双氧水的摩尔比为1:2~5。
本发明所使用的化合物，其中，Lg为乙酰基、脒或1-丙酸甲酯、1-丙酸乙酯。
本发明的优点在于：
（1）以三聚甲醛代替易致畸的甲醛水溶液，践行绿色化学；
（2）反应条件温和，不需要过高温高压，对设备要求低；
（3）反应过程无需催化剂，反应选择性高，反应收率较高，大大提高了原子利用率，商业化生产后降低生产成本，提高利润；
（4）后处理简单粗放，反应产物易分离，简化生产工艺，适合工业化大生产。
具体实例方式
以下结合具体实施例对本发明做进一步说明。下述说明仅是示例性的，并不对保护范围进行限制。在不脱离本发明发明构思的基础上，本领域技术人员不经创造性劳动所得的其他实施方案，也在保护范围之内。
下述实施例中，如无特别说明，所述浓度均为质量百分浓度。
下述实施例中，所用原料如无特别说明，均为市购产品。
实施例1
（1）中间体I合成：
室温下在40mL乙腈中依次加入1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇16.61g和氢氧化钠4.58g搅拌1hr后，在10℃通入二氟一氯甲烷12.97g，继续反应，2hr后HPLC检测反应结束，加入37%盐酸0.98g，调节pH=7，过滤除去无机盐，收集母液，减压浓缩得到油状物22.22g，含量95.5%，收率98.2%。
（2）中间体II合成：
将上述中间体I加入20mL氯化亚砜中，加入三聚甲醛12.38g，-10℃搅拌1hr，滴加硫酸12.77g，滴加完毕后1hr后HPLC检测反应结束，减压蒸除氯化亚砜，滴加30%氢氧化钠溶液7.85g，调节pH=7，母液直接用来下一步反应。
（3）中间体III合成：
室温下往30%液碱27.36g中加入化合物IV(Lg为乙酰基)即S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯17.77g搅拌2hr，加入上述中间体II母液,继续反应2hr，HPLC检测反应结束，加入37%盐酸11.04g，调节pH=7，用30mL二氯甲烷进行萃取两次，合并有机相，减压浓缩得到油状物34.46g，含量92.4%，以中间体I计收率92.2%。
（4）砜吡草唑合成：
室温下在25mL乙酸中加入上述中间体III，搅拌下升温至50摄氏度，滴加27%双氧水33.48g，滴加完毕后搅拌3hr，HPLC检测反应结束。冷却至0℃，过滤收集固体，鼓风干燥得白色固体33.37g，含量98.4%，收率94.7%。
实施例2
（1）中间体I合成：
室温下在40mL乙醇中依次加入1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇16.61g和氢氧化钾6.42g搅拌1hr后，在10℃通入二氟一氯甲烷12.97g，继续反应，2hr后HPLC检测反应结束，加入37%盐酸0.98g，调节pH=7，过滤除去无机盐，收集母液，减压浓缩得到油状物22.24g，含量95.6%，收率98.4%。
（2）中间体II合成同实施例1；
（3）中间体III合成：
室温下往30%氢氧化钾38.34g中加入化合物IV(Lg为乙酰基)即S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯17.77g搅拌2hr，加入上述中间体II母液,继续反应2hr，HPLC检测反应结束，加入37%盐酸11.04g，调节pH=7，用30mL二氯甲烷进行萃取两次，合并有机相，减压浓缩得到油状物34.53g，含量92.7%，以中间体I计收率95.3%。
（4）砜吡草唑合成：
室温下在25mL乙腈中加入上述中间体III，搅拌下升温至60摄氏度，滴加27%双氧水33.48g，滴加完毕后搅拌3hr，HPLC检测反应结束。冷却至0℃，过滤收集固体，鼓风干燥得白色固体33.55g，含量98.4%，收率94.7%。
实施例3
（1）中间体I合成同实施例1；
（2）中间体II合成同实施例1；
（3）中间体III合成：
室温下往30%液碱27.36g中加入化合物IV（Lg为脒）5,5-二甲基-（4,5-二氢异恶唑-3基）硫代羧基脒17.77g搅拌2hr，加入上述中II母液,继续反应2hr，HPLC检测反应结束，加入37%盐酸11.04g，调节pH=7，用30mL二氯甲烷进行萃取两次，合并有机相，减压浓缩得到油状物34.54g，含量91.7%，以中间体I计收率94.5%。
（4）砜吡草唑合成：
室温下在25mL乙醇中加入将上述中间体III，搅拌下升温至78摄氏度，滴加27%双氧水33.48g，滴加完毕后搅拌3hr，HPLC检测反应结束。冷却至0℃，过滤收集固体，鼓风干燥得白色固体33.13g，含量98.3%，收率94.4%。
实施例4
（1）中间体I合成同实施例1；
（2）中间体II合成同实施例1；
（3）中间体III合成：
室温下往30%甲醇钠11.08g中加入化合物IV（Lg为1-丙酸甲酯）代替S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯17.77g搅拌2hr，加入上述中间体II母液,继续反应2hr，HPLC检测反应结束，加入37%盐酸11.04g，调节pH=7，用30mL二氯甲烷进行萃取两次，合并有机相，减压浓缩得到油状物34.27g，含量93.4%，以中间体I计收率95.5%。
（4）砜吡草唑合成：
室温下在25mL乙酸中加入上述中间体III，搅拌下升温至50摄氏度，滴加27%双氧水33.48g，滴加完毕后搅拌3hr，HPLC检测反应结束。冷却至0℃，过滤收集固体，鼓风干燥得白色固体33.66g，含量98.7%，收率95.3%。
Claims (10)
1.一种砜吡草唑的合成方法，其特征在于，在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I，然后在硫酸、三聚甲醛和氯化亚砜发生氯甲基化反应生成中间体II，中间体II与化合物IV发生缩合反应得到中间体III，中间体III与双氧水进行氧化反应得到砜吡草唑；
。
2.根据权利要求1所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，在碱性条件下1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷烷基化反应生成中间体I过程中，所述碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾；优选的，所述碱为氢氧化钠或氢氧化钾；所述烷基化反应在溶剂中进行；优选的，所述溶剂为四氢呋喃、甲基四氢呋喃、DMF、乙腈、甲醇、乙醇或异丙醇。
3.根据权利要求1或2所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇与二氟一氯甲烷的摩尔比为：1:0.9～4.0。
4.根据权利要求1-3任一项所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述烷基化反应的温度为-10℃~40℃。
5.根据权利要求1-4任一项所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述中间体I、硫酸、三聚甲醛和氯化亚砜的摩尔比为：1：0.8～2.0 ：0.5～4.0 ：1.0～4.0。
6.根据权利要求1或5所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述氯甲基化反应的温度为-10℃~10℃。
7.根据权利要求1所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述缩合反应在碱性条件下进行；所述碱包括但不限于：氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠或乙醇钠。
8.根据权利要求1或7所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述中间体II与化合物IV的摩尔比为：1:0.9～1.5。
9.根据权利要求1、7或8所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述缩合反应的温度为-10～50℃。
10.根据权利要求1-9任一项所述的砜吡草唑的合成方法，其特征在于，所述氧化反应在溶剂中进行；优选的，所述溶剂为乙酸、乙醇、甲醇或乙腈；所述氧化反应的温度为30℃-80℃；中间体III和双氧水的摩尔比为1:2~5。
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