一种硝磺草酮的制备方法技术

一种硝磺草酮的制备方法，以对甲砜基邻硝基苯甲酸为原料，酰氯化后先与1,3‑环己二酮缩合反应得到中间体2‑硝基‑4‑甲磺酰基苯甲酸‑[3’‑羰基‑1’‑环己烯醇]‑酯，然后在无机碱与碱性较强的叔胺类有机碱的共同催化作用下，进行烯醇酯的重排，得到酰化的环状1,3‑二羰基化合物硝磺草酮，该方法避免了使用剧毒的氰化物催化剂，反应温度较低，反应时间短，溶剂可循环套用，制备的硝磺草酮产品总摩尔收率可达到95％，含量为98.5％，且此工艺安全环保，三废量小，宜于工业化生产。

Preparation of nitramion

A method for the preparation of nitrosulfonyl benzoic acid from p-sulfonyl o-nitrobenzoic acid by the condensation reaction of 1,3-cyclohexanedione with acyl chloride is described. The intermediate 2-nitro-4-methylsulfonyl benzoic acid [3'1' The acylated cyclic 1,3_dicarbonyl compound nitrosulfurone was obtained by rearranging the enol esters under the action of chemical reaction. The method avoided the use of highly toxic cyanide catalyst. The reaction temperature was low, the reaction time was short, and the solvent could be recycled. The total molar yield of the product was 95% and the content was 98.5%. Moreover, the process is safe and environmental friendly, with small amount of waste and suitable for industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种硝磺草酮的制备方法
本专利技术属于除草剂原药制备领域，具体涉及一种硝磺草酮的制备方法。
技术介绍
对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶(HPPD)是植物体正常生长所必需的质体醌和生育酚生物合成路径中的关键酶，能够催化植株中从酪氨酸到质体醌的生化过程，HPPD是目前最重要的除草剂作用靶标之一。硝磺草酮能够抑制HPPD，最终影响类胡萝卜素的生物合成，其为广谱、内吸、选择性、触杀型除草剂。硝磺草酮主要通过叶面和根部吸收，并在木质部和韧皮部向顶和向基传导，分布于整个植株。杂草受药后，叶面白化，继而分生组织坏死。硝磺草酮的选择性源于其在作物和杂草中的代谢作用的不同(在作物中代谢为4-羟基衍生物)，也可能由于作物对其叶面吸收要慢于杂草。硝磺草酮主要用于玉米，亦可用于草坪、甘蔗、水稻、洋葱、高粱和其他小宗作物等。硝磺草铜用于芽前或芽后防除玉米田一年生阔叶杂草，如苍耳、三裂叶豚草、苘麻、藜、苋和蓼等，并能防除玉米田一些禾本科杂草，尤其对磺酰脲类抗性杂草有效，硝磺草酮不仅对玉米安全，而且对环境、后茬作物安全。为了扩大除草谱，硝磺草酮芽前土表处理可与乙草胺、异丙甲草胺、莠去津、嗪草酮等混用，苗后喷雾可与甲酯化植物油、溴苯腈、砜嘧磺隆、噻吩磺隆、烟嘧磺隆、莠去津等混用。目前，国内外硝磺草酮的合成路线主要有三条：路线一：以丙二酸二甲酯为原料，与3-丁烯-2-酮在甲醇钠的条件下环合为4-甲氧基甲酰基-1,3-环己二酮，再与对甲砜基邻硝基苯甲酰氯反应得中间体1，中间体1在丙酮氰醇的催化作用下转为得中间体2，中间体2经过水解、脱羧反应得产品硝磺草酮(参考中国专利CN101671286A)。反应路线如下：此路线用到的原料3-丁烯-2-酮不易得，且反应需水解、脱羧，步骤较长，不适合工业化生产。路线二：以对甲砜基邻硝基苯甲醛为原料，与1,3-环己二酮发生加成反应得中间体3，中间体3在双氧水氧化下得产品硝磺草酮(参考中国专利CN103772243A)。反应路线如下：此路线的主要原料对甲砜基邻硝基苯甲醛不易得，先进行缩合反应，再进行氧化反应，收率很低，杂质较多难以纯化，生产成本较高，不适于工业化。路线三：以对甲砜基邻硝基苯甲酸为原料经氯化亚砜氯化，后与1,3-环己二酮缩合反应得中间体4，中间体4在丙酮氰醇(或氰化钾、氰化钠等)的催化作用下重排得产品硝磺草酮(参考美国专利US4695673)反应路线如下：此路线中，采用的对甲砜基邻硝基苯甲酸原料可直接采购，但是，由中间体4重排得到产品硝磺草酮的过程中，需要用到氰化物催化剂(丙酮氰醇、氰化钾或氰化钠等)，这些催化剂都属于剧毒物质，生产投料时存在巨大的安全隐患，一旦泄漏会对环境造成极大污染。另外，中国专利技术专利CN201510770055B中使用了嘌呤类化合物作为重排试剂制备硝磺草铜，但按照所述条件，经过反应验证发现，其反应活性很低，仅有约15％中间体4转化为硝磺草酮产品。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种硝磺草铜的制备方法，优化了烯醇酯的重排反应条件，避免使用剧毒的氰化物催化剂，重排反应温度较低，反应时间短，溶剂可循环套用，硝磺草酮产品总摩尔收率可达到95％，含量为98.5％，且此工艺安全环保，三废量小，宜于工业化生产。为了达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种硝磺草铜的制备方法，包括以下步骤：1)酰氯化反应将对甲砜基邻硝基苯甲酸溶于非质子溶剂中，升温至60-85℃，滴加酰氯化试剂，滴加完后继续回流反应0.5～2小时，减压蒸出溶剂，得到中间体对甲砜基邻硝基苯甲酰氯；2)缩合反应向步骤1)的产物中加入非质子溶剂，在0～30℃加入1,3-环己二酮，滴加缚酸剂，滴加完毕保温反应1～2小时，得到2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯反应液；3)重排反应向缩合反应结束后的反应液中加入重排催化剂，反应温度为20-30℃，保温反应2-6小时，得到硝磺草酮；其中，所述的重排催化剂是由无机碱与叔胺类有机碱组成的，两者的摩尔比为无机碱：叔胺类有机碱＝3～100：1。优选地，步骤)中，所述的非质子溶剂是苯、甲苯、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿中的至少一种；步骤2)中，所述的非质子溶剂是苯、甲苯、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙腈中的至少一种。又，步骤1)和步骤2)中的非质子溶剂的用量分别为对应起始反应底物重量的3～5倍。优选地，步骤1)中，所述的酰氯化试剂选自二氯亚砜、三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷、光气、双光气、三光气中的至少一种；步骤2)中，缚酸剂选自吡啶、三烷基胺中的至少一种。优选地，步骤3)的重排试剂中，所述无机碱选自碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、磷酸三钠中的至少一种。又，步骤3)的重排催化剂中，所述叔胺类有机碱选自4-N,N’-二甲氨基吡啶(DMAP)、1,8-二氮杂二环十一碳-7-烯(DBU)或六亚甲基四胺。优选地，步骤3)中，重排反应的温度为20-30℃。进一步，步骤1)中，反应底物对甲砜基邻硝基苯甲酸、酰氯化试剂和缚酸剂的摩尔比为1：1～1.5：1～2。又进一步，反应底物对甲砜基邻硝基苯甲酸和重排催化剂中的无机碱的摩尔比为1：0.3～1。又进一步，反应底物对甲砜基邻硝基苯甲酸和重排试剂中的叔胺类有机碱的摩尔比为1：0.01～0.15。本专利技术优化了烯醇酯的重排反应条件，采用无机碱+有机碱复合催化剂进行重排反应，选用碱性较强的叔胺类有机碱，使中间体2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯在20-30℃下便可发生重排，且反应时间短，溶剂可循环套用，安全环保，三废量小，宜于工业化生产。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术获得中间体2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯后，反应液可直接进行重排反应，在无机碱与碱性较强的叔胺类有机碱的共同催化作用下，2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯进行重排，得到酰化的环状1,3-二羰基化合物，避免了使用丙酮氰醇、氰化钾或氰化钠等剧毒的氰化物催化剂。本专利技术反应温度较低，反应时间短，溶剂可循环套用，制备的硝磺草酮产品总摩尔收率在82％以上，最优化工艺条件甚至可达到95％，含量为98.5％，且此工艺安全环保，三废量小，降低了生产成本，宜于工业化生产。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1向干燥的反应瓶中投入对甲砜基邻硝基苯甲酸25g(0.101mol)和二氯乙烷75g，搅拌升温至回流，滴加二氯亚砜13g(0.108mol)，滴完后在回流温度反应2小时，减压蒸出溶剂，得到对甲砜基邻硝基苯甲酰氯26.6g。向上述得到的对甲砜基邻硝基苯甲酰氯中加入乙腈80g，在0-30℃加入1,3-环己二酮12g(0.106mol)，控温在0-30℃滴加三乙胺11g(0.108mol)，1-2小时滴完，在20-30℃保温2小时，得到中间体2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯。再向反应体系中投入碳酸铯9.8g(0.03mol)，4-二甲胺基吡啶0.5g(0.004mol)，在20-30℃保温3小时，减压蒸出溶剂，加入30g水，用盐酸酸化，用二氯乙烷萃取，干燥，蒸出溶剂，得到产品硝磺草酮31.0g(0.090mol)，含量98％，总收率88本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种硝磺草酮的制备方法，包括以下步骤：1)酰氯化反应将对甲砜基邻硝基苯甲酸溶于非质子溶剂中，升温至60‑85℃，滴加酰氯化试剂，滴加完后回流反应0.5～2小时，减压蒸出溶剂，得到对甲砜基邻硝基苯甲酰氯；2)缩合反应向步骤1)的产物中加入非质子溶剂，在0～30℃加入1,3‑环己二酮，滴加缚酸剂，滴加完毕保温反应1～2小时，得到中间体2‑硝基‑4‑甲磺酰基苯甲酸‑[3’‑羰基‑1’‑环己烯醇]‑酯；3)重排反应向缩合反应结束后的反应液中加入重排催化剂，反应温度为20‑30℃，保温反应2‑6小时，得到硝磺草酮；其中，所述的重排催化剂是由无机碱与叔胺类有机碱组成的，两者的摩尔比为无机碱：叔胺类有机碱＝3～100：1。

【技术特征摘要】
1.一种硝磺草酮的制备方法，包括以下步骤：1)酰氯化反应将对甲砜基邻硝基苯甲酸溶于非质子溶剂中，升温至60-85℃，滴加酰氯化试剂，滴加完后回流反应0.5～2小时，减压蒸出溶剂，得到对甲砜基邻硝基苯甲酰氯；2)缩合反应向步骤1)的产物中加入非质子溶剂，在0～30℃加入1,3-环己二酮，滴加缚酸剂，滴加完毕保温反应1～2小时，得到中间体2-硝基-4-甲磺酰基苯甲酸-[3’-羰基-1’-环己烯醇]-酯；3)重排反应向缩合反应结束后的反应液中加入重排催化剂，反应温度为20-30℃，保温反应2-6小时，得到硝磺草酮；其中，所述的重排催化剂是由无机碱与叔胺类有机碱组成的，两者的摩尔比为无机碱：叔胺类有机碱＝3～100：1。2.根据权利要求1所述硝磺草酮的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的非质子溶剂是苯、甲苯、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿中的至少一种；步骤2)中，所述的非质子溶剂是苯、甲苯、环己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、乙腈中的至少一种。3.根据权利要求1所述硝磺草酮的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述的酰氯化试剂选自二氯亚砜、三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷、光气、双光气、三光气中的至少一种...

【专利技术属性】
技术研发人员：韦自强，陈宝明，王晋阳，陈强，姚金莉，彭慧珍，刘华珍，李俊卿，王波，单永祥，殷平，殷凤山，
申请(专利权)人：江苏丰山集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32