甲基碘磺隆的合成方法与流程

1.本发明属于除草剂合成技术领域，具体涉及一种甲基碘磺隆的合成方法。


背景技术：

2.甲基碘磺隆（也称碘甲磺隆，cas号为185119-76-0，分子量为507.26）是一种新型除草剂，通过抑制乙酰乳酸合成酶而起作用，主要用于小麦田苗后早期防除黑麦草、野麦草、梯牧草和多种阔叶杂草，对鱼、鸟、蜜蜂、蚯蚓等无害，是一种高效、低毒、对环境友好的新型除草剂。
3.对于甲基碘磺隆的合成，现有技术基本都是由2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯与2-氨基-4-甲基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪缩合得到【参见中国专利文献cn1192210a】，反应式如下：。
4.该方法的不足在于：（1）该缩合反应极易生成脱碘杂质，而该脱碘杂质不易纯化分离，从而导致产物纯度较低，只有93.3%；（2）该缩合反应收率也不高，只有70%。
5.对于2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯的合成，中国专利文献cn101768093a公开了一种4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯先还原得到4-氨基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯，再经重氮化、碘化得到2-氨基磺酰基-4-碘苯甲酸甲酯；反应式如下：。
6.该方法的不足在于：两步反应收率同样较低，不到80%。
7.因此，以4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯计，该路线的三步反应总收率不到60%。


技术实现要素：

8.本发明的目的在于解决上述问题，提供一种不仅能够有效避免脱碘杂质的生成，从而具有较高的产物纯度，而且反应总收率也较高的甲基碘磺隆的合成方法。
9.实现本发明目的的技术方案是：一种甲基碘磺隆的合成方法，具有以下步骤：
①
4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与2-氨基-4-甲基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪在光气化试剂的存在下缩合得到中间体1；
②
所述中间体1还原得到中间体2；
③
所述中间体2经重氮化、碘化得到甲基碘磺隆。
10.具体合成路线如下：。
11.上述步骤
①
中，所述光气化试剂为双光气或者三光气，优选为双光气；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述光气化试剂的摩尔比为1∶0.5～1∶2，优选为1∶1。
12.上述步骤
①
的缩合是在缩合催化剂的存在下进行的；所述缩合催化剂为异氰酸正丁酯或者异氰酸正戊酯，优选为异氰酸正丁酯；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述缩合催化剂的摩尔比为1∶0.1～1∶0.5，优选为1∶0.2。
13.上述步骤
①
的缩合是在烃类溶剂的存在下进行的；所述烃类溶剂为二甲苯、甲苯、二氯甲烷中的一种，优选为二甲苯。
14.上述步骤
①
的缩合反应温度为30～140℃，优选为100～140℃。
15.上述步骤
②
的还原是在还原催化剂的存在下进行的；所述还原催化剂为钯碳催化剂或者雷尼镍，优选为钯碳催化剂；所述中间体1与所述还原催化剂中的钯或者镍的摩尔比为1∶0.005～1∶0.05。
16.上述步骤
②
的还原是在醇类溶剂的存在下进行的；所述醇类溶剂为甲醇或者乙醇，优选为乙醇。
17.上述步骤
②
的还原反应温度为20～80℃。
18.上述步骤
③
的重氮化、碘化具体方法如下：先将所述中间体2与无机酸水溶液混合，然后在0～10℃的温度下滴加亚硝酸钠水溶液，滴完在0～10℃的温度下搅拌反应15～60min，接着将反应液滴加到碘化钾水溶液中，在20～50℃的温度下保温反应2～8h，最后经后处理得到甲基碘磺隆。
19.所述无机酸为硫酸或者盐酸，优选为硫酸；所述中间体2与所述无机酸的摩尔比为1∶2～1∶5，优选为1∶3。
20.所述中间体2与所述亚硝酸钠的摩尔比为1∶0.7～1∶1.3，优选为1∶1。
21.所述中间体2与所述碘化钾的摩尔比为1∶1～1∶1.5，优选为1∶1.2。
22.本发明具有的积极效果：（1）本发明的合成方法先进行缩合反应，能够有效避免现有技术中的脱碘杂质生成，从而大大提高了产物纯度。
23.（2）本发明的合成方法三步反应总收率超过80%，明显高于现有技术的合成路线，更适合工业化大生产。
具体实施方式
24.（实施例1）本实施例的甲基碘磺隆的合成方法具有以下步骤：
①
在一1000ml四口瓶中加入78.0g的4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯（0.3mol）、5.94g的异氰酸正丁酯（0.06mol）以及350g的二甲苯，开启搅拌，加热升温至120
±
2℃，然后滴加59.4g的双光气（0.3mol），滴完在120
±
2℃保温反应2h，接着加入42.0g的 2-氨基-4-甲基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪（0.3mol），加完在120
±
2℃保温反应5h。
25.反应结束后，降温至20℃，析出固体，抽滤，烘干，得到117.7g的中间体1，收率为92.1%，hplc纯度为98.5%。
26.②
在另一1000ml四口瓶中加入102.3g步骤
①
得到中间体1（0.24mol）、5.1g质量分数为5wt%的钯碳催化剂（2.4mmol）以及400g乙醇，氮气置换后，在30
±
2℃搅拌通氢气8h。
27.反应结束后，过滤，滤液浓缩，烘干，得到90.4g的中间体2，收率为95.1%，hplc纯度为97.8%。
28.③
在一500ml四口瓶中加入39.6g步骤
②
得到的中间体2（0.1mol）、294.0g质量分数为10wt%的硫酸水溶液（0.3mol），控温5～10℃滴加亚硝酸钠水溶液【由6.9g亚硝酸钠（0.1mol）和30ml水组成】，滴完在5℃的温度下搅拌反应30min，接着将反应液滴加到碘化钾水溶液中【由19.9g碘化钾（0.12mol）和40ml水组成】，滴完在30
±
2℃搅拌反应5h。
29.反应结束后，冷却至10℃，抽滤，水洗，烘干，得到48.7g的甲基碘磺隆，收率为96.1%，hplc纯度为98.8%。
30.（实施例2～实施例6）各实施例均为中间体1的制备，与实施例1的步骤
①
基本相同，不同之处见表1。
31.表1 实施例1实施例2实施例3实施例4实施例5实施例6光气化试剂59.4g双光气、0.3mol39.6g双光气、0.2mol99.0g双光气、0.5mol89.1g三光气、0.3mol59.4g双光气、0.3mol59.4g双光气、0.3mol缩合催化剂5.94g异氰酸正丁酯、0.06mol5.94g异氰酸正丁酯、0.04mol5.94g异氰酸正丁酯、0.10mol5.94g异氰酸正丁酯、0.06mol6.78g异氰酸正戊酯、0.06mol5.94g异氰酸正丁酯、0.06mol烃类溶剂二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯二甲苯甲苯缩合反应温度120
±
2℃120
±
2℃120
±
2℃120
±
2℃120
±
2℃100
±
2℃中间体1重量117.7g112.3g119.5g118.2g115.8g113.7g收率92.1%87.9%93.5%92.5%90.6%89.0%hplc纯度98.5%98.2%98.8%98.7%98.4%98.2%
32.（实施例7～实施例9）各实施例均为中间体2制备甲基碘磺隆，与实施例1的步骤
③
基本相同，不同之处在于碘化钾用量，结果见表2。
33.表2 实施例1实施例7实施例8实施例9碘化钾水溶液19.9g碘化钾（0.12mol）+40ml水16.6g碘化钾（0.10mol）+35ml水24.9g碘化钾（0.15mol）+50ml水33.2g碘化钾（0.2mol）+60ml水甲基碘磺隆48.7g48.3g48.9g49.0g收率96.1%95.3%96.4%96.6%hplc纯度98.8%98.5%98.9%98.9%

技术特征：
1.一种甲基碘磺隆的合成方法，具有以下步骤：
①
4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与2-氨基-4-甲基-6-甲氧基-1,3,5-三嗪在光气化试剂的存在下缩合得到中间体1；
②
所述中间体1还原得到中间体2；
③
所述中间体2经重氮化、碘化得到甲基碘磺隆；具体合成路线如下：。2.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：上述步骤
①
中，所述光气化试剂为双光气或者三光气；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述光气化试剂的摩尔比为1∶0.5～1∶2。3.根据权利要求2所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：所述光气化试剂为双光气；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述光气化试剂的摩尔比为1∶1。4.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：上述步骤
①
的缩合是在缩合催化剂的存在下进行的；所述缩合催化剂为异氰酸正丁酯或者异氰酸正戊酯；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述缩合催化剂的摩尔比为1∶0.1～1∶0.5。5.根据权利要求4所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：所述缩合催化剂为异氰酸正丁酯；所述4-硝基-2-磺酰氨基苯甲酸甲酯与所述缩合催化剂的摩尔比为1∶0.2。6.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：上述步骤
①
的缩合是在烃类溶剂的存在下进行的；所述烃类溶剂为二甲苯、甲苯、二氯甲烷中的一种；上述步骤
①
的缩合反应温度为30～140℃。7.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：所述烃类溶剂为二甲苯；上述步骤
①
的缩合反应温度为100～140℃。8.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：上述步骤
②
的还原是在还原催化剂的存在下进行的；所述还原催化剂为钯碳催化剂或者雷尼镍；所述中间体1与所述还原催化剂中的钯或者镍的摩尔比为1∶0.005～1∶0.05；上述步骤
②
的还原是在醇类溶剂的存在下进行的；所述醇类溶剂为甲醇或者乙醇；上述步骤
②
的还原反应温度为20～80℃。9.根据权利要求1所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：上述步骤
③
的重氮化、碘化具体方法如下：先将所述中间体2与无机酸水溶液混合，然后在0～10℃的温度下滴加亚硝酸钠水溶液，滴完在0～10℃的温度下搅拌反应15～60min，接着将反应液滴加到碘化钾水溶液中，在20～50℃的温度下保温反应2～8h，最后经后处理得到甲基碘磺隆。10.根据权利要求9所述的甲基碘磺隆的合成方法，其特征在于：所述无机酸为硫酸或者盐酸；所述中间体2与所述无机酸的摩尔比为1∶2～1∶5；所述中间体2与所述亚硝酸钠的摩尔比为1∶0.7～1∶1.3；所述中间体2与所述碘化钾的摩尔比为1∶1～1∶1.5。

技术总结
本发明公开了一种甲基碘磺隆的合成方法，具有以下步骤：


技术研发人员：孙少宾 邹佩佩 于靓 孙永辉
受保护的技术使用者：江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司
技术研发日：2023.05.23
技术公布日：2023/8/9