新型除草剂玉嘧磺隆的合成研究

维普资讯 http://www.cqvip.com 第６卷第３期　现代农药　Ｖｏ１．６　ＮＯ．３　２００７年６月　Ｍｏｄｅｒｎ　Ａｇｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓ　Ｊｕｎ．２００７　新型除草剂玉嘧磺隆的合成研究　卢鑫鑫，杨鑫骥，翁建全，沈德隆　（浙江工业大学化学工程与材料学院，杭州３　１　００３２）　摘要：玉嘧磺隆是磺酰脲类除草剂。以乙磺酰基乙腈和１，１，３，３一四甲氧基丙烷为起始原料，经　消除加成、取代、环合、硫代、磺酰胺化、缩合六步反应合成得到玉嘧磺隆，总收率（以乙磺酰　基乙腈计　３８．８％，．含量大于９８．５％。产物及中间体结构经　ＨＮＭＲ、ＭＳ表征，结构正确。　关键词：玉嘧磺隆，吡啶，固体光气　中图分类号：ＴＱ４５７．２　３　文献标ｉ，ｑ￣－３：Ａ　文章编号：１６７１－５２８４（２００７）０３－００１３－０３　Ｓｙｎｔｈｅｓｉｓ　ｏｆ　Ｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａ　Ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ　Ｒｉｍｓｕｌｆｕｒｏｎ　ＬＵ　Ｘｉｎ－ｘｉｎ，ＹＡＮＧ　Ｘｉｎ－ｊｉ，ＷＥＮＧ　Ｊｉａｎ—ｑｕａｎ，ＳＨＥＮ　Ｄｅ—ｌｏｎｇ　（Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｃｈｅｍｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ　Ｓｃｉｅｎｃｅ，Ｚｈ＠ａｎｇ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｎｇｚｈｏｕ　３　１　００３２，　Ｃｈｉｎａ１　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｒｉｍｓｕｌｆｕｒｏｎ　ｉｓ　ａ　ｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａ　ｈｅｒｂｉｃｉｄｅ．Ｉｔ　ｗａｓ　ｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄ　ｆｒｏｍ　１，１，３，３－ｔｅｔｒａｍｅｔｈｏｘｙｐｒｏｐａｎｅ　ａｎｄ　ｅｔｈｙｌｓｕｌｆｏｎｙｌ　ａｃｅｔｏｎｉｔｒｉｌｅ　ａｓ　ｓｔａｒｔｉｎｇ　ｍａｔｅｒｉａｌｓ，ｂｙ　ｓｉｘ　ｓｔｅｐｓ　ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ　ｅｌｉｍｉｎａｔｉｏｎ－ａｄｄｉｔｉｏｎ，ｄｉｓｐｌａｃｅｍｅｎｔ，ｃｙｃｌｉｚａｔｉｏｎ，　ｓｕｌｆｕｒａｔｉｏｎ，ｓｕｌｆｏｎａｍｉｎａｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｃｏｎｄｅｎｓａｔｉｏｎ．Ｔｈｅ　ｔｏｔａｌ　ｙｉｅｌｄ　ｗａｓ　３８．８％，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｃｏｎｔｅｎｔ　ｗａｓ　ａｂｏｖｅ　９８．５％．Ｔｈｅ　ｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ　ｏｆｐｒｏｄｕｃｔ　ａｎｄ　ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ　ｗｅｒｅ　ｃｏｍｆｉｍｅｄ　ｂｙ　Ｈ　ＮＭＲ　ａｎｄ　ＭＳ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｒｉｍｓｕｌｆｕｒｏｎ；ｐｙｒｉｄｉｎｅ；ＢＴＣ　玉嘧磺隆［１－２１（ｒｉｍｓｕｔｆｒｏｎ），又名砜嘧磺隆，商品　嘧啶氨基甲酸苯酯反应得到产物玉嘧磺隆，但由于　名为宝成（Ｔｉｔｕｓ），是杜邦公司于２Ｏ世纪８Ｏ年代中期　吡啶环的０位较难进行亲电取代反应，因此该路线　发现并开发成功的磺酰脲类除草剂新品种，１９９２年　条件苛刻，收率低，且所用原料和试剂均较昂贵，　在欧洲注册用于玉米，１　９９５年在美国注册用于马铃　不适合工业化生产。　薯与玉米，１９９７年在我国注册作为玉米苗后除草剂　闭环合成吡啶法是以四甲氧基丙烷为原料，采　开始推广使用。玉嘧磺隆是一种磺酰脲类高效、高　用先取代再闭环方法合成中间体２一卤代一３一乙磺酰　选择性、芽后处理低毒除草剂，药剂通过杂草茎、　吡啶（１１１），再磺酰胺化得到中间体３一乙磺酰基一２一　叶及根部吸收，迅速在植物体内传导，抑制杂草缬　吡啶磺酰胺　（Ｖ），最后同嘧啶氨基甲酸苯酯　ｕＪ　氨酸及异亮氨酸的合成，阻止细胞分裂。敏感杂草　（Ⅵ）反应得到目标产物玉嘧磺隆（Ⅶ）。该路线工艺　吸药后３　ｄ变黄，１～３Ｎ内枯萎死亡。常用剂型为　简单，但文献报道收率不高，主要由于中间体２一乙　２５％千悬剂。　磺酰一５一甲氧基一２，４一戊二烯腈（Ｉ）有多种异构体，　ｌ实验路线选择　闭环有选择性，因而影响反应收率。因此笔者对该　路线进行了改进，将化合物Ｉ的结构进行修饰，即　文献报道合成玉嘧磺隆主要有２一氟吡啶法　和　Ｉ经Ｎ一甲基苯胺取代成２一乙磺酰一５一（Ｎ，Ｎ一甲基苯　闭环合成吡啶　～１。　基）一２，４一戊二烯腈（Ⅱ）后，闭环选择性提高，因而　２一氟吡啶法是以２一氟吡啶为原料，经取代再磺　提高了反应收率。该路线工艺简单，所用原料易得，　酰胺化得到中间体３一乙磺酰基一２一吡啶磺酰胺，再同　且收率较高，比较适合进行工业化生产。其合成路　收稿日期：２００６—１２—０５　作者简介：卢鑫鑫（１９８３—），男，浙江东阳人，硕士研究生。　维普资讯 http://www.cqvip.com １４　现代农药　第６卷第３期　线如下：　Ｃ２Ｈ５ＳＯ２ＣＨ２ＣＮ　／ＳＯ２Ｃ２Ｈ５　ＣＨ．ＰｈＮＨ　（ＣＨ３０）２ＣＨＣＨ２ＣＨ（ＯＣＨ３）２　ｃＨ３ＯＣＨ　ＣＨ—ｃＨ＝ｃ＼　（ＣＨ３ｃｏｏ）２ｏ　ＣＮ　（Ｉ）　Ｈ３ｃ、ｓ０２ｃ２Ｈ５　４０％ＨＢｒ，ＨＡＣ　Ｓ，Ｓ　／　Ｎ－－ＣＨ－－－ＣＨ－－ＣＨ－Ｃ　、　＼　ＳＨＡＣ　Ｃｌ　Ｐｈ　ＣＮ　（ＩＩ）　ＳＯ２Ｃ２Ｈ　Ｃ１２，ＮＨ　ＳＯ２Ｃ２Ｈ５　ＨＣｌ　ＳＨ　ＳＯ２ＮＨ２　（Ｉｖ）　（Ｖ）　ＯＣＨ３　Ｎ　、　０ＣＨ　（ＶＩＩ）　—ＯＣＨ３），５．９７￣６．０３，７．３７～７．７１（ｍ，３Ｈ，＝ＣＨ一）；　２实验部分　’　ＭＳ［ｍ／ｚ］：２０２（Ｍ　）。　２．１仪器与试剂　２－３　２。乙磺酰。５。　，Ｎ。甲基苯基）。２，４．戊二烯　Ｂｒｕｋｅｒ　Ａｖａｎｃｅ　４００　ＤＭＸ核磁共振仪（ＴＭＳ为　腈的合成　内标），ＨＰ５８９８Ｂ型质谱仪，熔点采用ｘ一４型数字　将２一乙磺酰一５一甲氧基一２，４一戊二烯腈２Ｏ　ｇ（Ｏ．１　熔点仪测定（温度计未经校正），ＬＣ一１　０ＡＳ型高效　ｔｏｏ１）溶于６００　ｍＬ甲醇中，加入１６　ｇ（Ｏ．１５　ｏｔｏ１）Ｎ一甲　液相色谱仪。　基苯胺，回流反应６　ｈ，减压蒸出低沸物。残余物用　乙磺酰乙腈为实验室自制，１，１，３，３一四甲氧基丙　石油醚重结晶可得２４．４　ｇ棕色固体。熔点ｌ３０～１３２　烷和４０％ＨＢｒ醋酸溶液为工业品，其它试剂均为化　℃，收率８８．４％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣＩ３）６：１－３４～１．３８（ｔ，　学试剂。　３Ｈ，一ＣＨ２ＣＨ３），３．１５～３．２Ｏ（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），３．４６（ｓ，３Ｈ，　２．２　２。乙磺酰　５。甲氧基。２，４。戊二烯腈的合成　－ＮＣＨ３），５．７７～５．８３，７．５２～７．７０（ｍ，３Ｈ，＝ＣＨ一），　将１，１，３，３一四甲氧基丙烷３６．９　ｇ（Ｏ．２２５　ｍｏ１）溶　７．１７～７．４６（ｍ，５Ｈ，ｐｈ）；ＭＳ［ｍ／ｚ］：２７７（Ｍ　）。　于６０ｍＬ乙酸酐中，加热，蒸出低沸物，再加入乙　２。４　２。溴。３。乙磺酰吡啶的合成　磺酰乙腈２０．１　ｇ（Ｏ．１５　ｍｏ１），升温至１４０￣Ｃ，恒温反　将２一乙磺酰一５一（Ｎ，Ｎ一甲基苯基）一２，４一戊二烯腈　应４　ｈ，蒸出低沸物。反应毕冷却，加入水１５０　ｍＬ，　１３．８　ｇ（０．０５　ｍｏ１）溶于２０ｍＬ冰醋酸中，冷却至１０　用３００　ｍＬ二氯甲烷萃取，饱和碳酸氢钠溶液洗涤　℃，搅拌，滴入４５　ｍＬ　４０％ＨＢｒ醋酸溶液，滴毕，　至碱性，干燥，浓缩，得到棕红色粘稠液体。冷藏　室温搅拌５　ｈ，得到深棕红色溶液。将反应液用１０％　结晶可得２５．９　ｇ棕色固体。熔点７８￣７９￣Ｃ，收率　ＮａＯＨ溶液中和，萃取，水洗，无水硫酸镁干燥，　８５％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣ１３）６：１．３５～１．３９（ｔ，３Ｈ，　浓缩，得到浅棕红色粘稠液体。用乙酸乙酯结晶得　一ＣＨ２ＣＨ３），３．１７～３．２３（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），３．９０（Ｓ，３Ｈ，　到１０．７５　ｇ黄色固体。熔点７４￣７５℃，收率８６％。　维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７年６月　卢鑫鑫，等：新型除草剂玉嘧磺隆的合成研究　１５　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣ１３）６：１．２６～１．２８（ｔ，３Ｈ，一ＣＨ２ＣＨ３），　３．５３～３．５８（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），７．５４～７．５７，８．４３～８．６１（ｍ，　３Ｈ，ｐｙｒｉｄｉｎｅ）；ＭＳ【ｍ／ｚ］：２５１（Ｍ。）。　（ＨＰＬＣ），收率８３．３％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣ１３）６：１．３３　１．３７（ｔ，３Ｈ，一ＣＨ２ＣＨ３），３．７１～３．７６（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），　３．９７（ｓ，６Ｈ，一ＯＣＨ３），５．８２（ｓ，１Ｈ，ＮＨ），７．２３（ｓ，　１Ｈ，ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ），７．７４～８．８９（ｍ，３Ｈ，ｐｙｎｄｉｎｅ），　１２．９５（ｓ，１Ｈ，ＮＨ）；ＭＳ　ｂｒ￣ｚ］：４３２（Ｍ＋）。　２．５　２．巯基　３．乙磺酰吡啶的合成　将硫化钠１３．２　ｇ（Ｏ．０５５　ｍｏ１）和１．８　ｇ（Ｏ．０５５　ｍｏ１）升华硫和５０　ｍＬ水加入烧瓶中，搅拌，６Ｏ　℃下反应Ｏ．５　ｈ，再加入２一溴一３一乙磺酰吡啶１２．５　ｇ　（Ｏ．０５　ｏｔｏ１），回流反应４　ｈ，趁热过滤，加入１０　ｍＬ　３　结论　以乙磺酰基乙腈和ｌ，ｌ，３，３一四甲氧基丙烷为起　浓盐酸，冷却，析出沉淀，过滤，滤渣用水洗涤。　得到淡黄色固体９．５　ｇ。熔点１９Ｏ～１９１℃。收率　８５％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）６：１．０５～１．０９（ｔ，３Ｈ，　一ＣＨ２ＣＨ３），３．８Ｏ～３．８５（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），６．９５～６．９９，　７．９８～８．２３（ｍ，３Ｈ，ｐｙｒｉｄｉｎｅ），１４．１１（ｓ，Ｈ，一ＳＨ）；ＭＳ　【ｍ／ｚ］：２０４（Ｍ　）。　２．６　３．乙磺酰　２　吡啶磺酰胺的合成　将２．巯基．３．乙磺酰吡啶１Ｏ．１５　ｇ（Ｏ．０５　ｍｏ１）溶　于二氯甲烷和水的混合液中，冷却至一５℃，缓慢通　入１１　ｇ氯气，反应Ｏ．５　ｈ。分液，干燥。将溶液冷　却至５￣Ｃ，通入氨气至碱性，反应１　ｈ，过滤，滤液　浓缩得白色固体１０．６　ｇ。熔点２１１￣２１３￣Ｃ，收率　８４．８％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＤＭＳＯ）６：１．１３～１．１７（ｔ，３Ｈ，　一ＣＨ２ＣＨ３），３．６８～３．７１（ｑ，２Ｈ，一ＣＨ２），７．６６（ｓ，２Ｈ，　ＮＨ２），７．９３～９．０２（１ｎ，３Ｈ，ｐｙｒｉｄｉｎｅ）；ＭＳ［ｍ／ｚ］：２５　１　（Ｍ　）。　２．７　４，６．二甲氧基　２．嘧啶氨基甲酸苯酯的　合成　将４．５　ｇ（Ｏ．０１６　８　ｍｏ１）固体光气溶于６０　ｍＬ乙　酸乙酯中，将７．８　ｇ（Ｏ．０５０　５　ｍｏ１）４，６一二甲氧基．２．氨　基嘧啶和１３　ｍＬ（０．１０１　５　ｍｏ１）Ｎ　一二甲基苯胺溶于　９０　ｍＬ乙酸乙酯中，滴加混合液，反应温度低于２５　℃，滴加完毕，恒温反应１　ｈ。反应结束，滴加溶　有５．２　ｇ（Ｏ．０５０　５　ｍｏ１）苯酚的乙酸乙酯溶液，滴毕恒　温反应２　ｈ。反应结束，抽滤，滤液水洗，干燥，　浓缩得到白色晶体１１．４　ｇ。熔点１２Ｏ～１２２￣Ｃ，收率　８２％。　Ｈ　ＮＭＲ（ＣＤＣ１３）６：３．９３（ｓ，６Ｈ，一ＯＣＨ３），５．７７　（ｓ，１Ｈ，ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ），７．１９～７．４１（ｍ，５Ｈ，ｐｈ），７．７２（ｓ，　１Ｈ，ＮＨ）；ＭＳ［ｍ／ｚ］：２７６（Ｍ。）。　２．８玉嘧磺隆的合成　将６　ｇ（０．０２４　ｍｏ１）３．乙磺酰．２．吡啶磺酰胺和９　ｇ（Ｏ．０３４　ｍｏ１）４，６．二甲氧基．２．嘧啶氨基甲酸苯酯溶　于６０　ｍＬ乙腈中，加ＤＢＵ　５．２　ｇ（Ｏ．０３４　ｍｏ１），２５℃　反应Ｏ．５　ｈ。过滤，滤液酸化，析出白色固体。过滤　干燥得到８．６２　ｇ产物。熔点１７７～１７９￣Ｃ，含量９８．５％　始原料，经消除加成、取代、环合、硫代、磺酰胺　化、缩合６步反应合成得到玉嘧磺隆，含量９８．５％，　总收率３８．８％（以乙磺酰基乙腈计），产物及中间体　结构经’Ｈ　ＮＭＲ、ＭＳ表征，结构正确。经优化后　的路线提高了中间体取代戊二烯腈异构体的闭环　选择性，收率大大提高。该路线反应条件温和，且　所用的原料均易得，成本较低。此外，该路线以固　体光气代替气体光气的使用，绿色环保，比较适合　工业化生产。　参考文献　Ｉ１］刘长令．农药新品种——近几年开发的国外农药新品种［Ｊ］ｌ农药，　１９９９，３８（８）：４２—４４．　［２］苏少泉．磺酰脲类除草剂新品种——玉嘧磺隆［Ｊ】ｌ世界农药，２００２　２４（３）：４７—４９．　［３］Ｌｉａｎｇ，Ｐａｕｌ　Ｈｓａｉｏ－Ｔｓｅｎｇ．Ｈｅｒｂｉｃｉｄａｌ　Ｐｙｒｉｄｉｎｅｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａｓ：ＥＰ，　３４１０１　１［Ｐ］．１９８９．　［４］Ｓｃｈｒ６ｄｅｒ，Ｌｕｄｗｉｇ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　２－Ｃｈｌｏｒｏｐｙｒｉｄｉｎｅ　Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅｓ：ＥＰ，　０４６２６３９［Ｐ］．１９９１．　［５］Ｇｅｏｒｇｅ　Ｃ　Ｃ，Ｆｅｌｉｘ　Ｅ　Ｇ，Ｃｈｒｉｓｔｏｐｈｅｒ　Ｗ．Ｃｙａｎｏ－ｄｉｅｎｅｓ，Ｈａｌｏｐｙｒｉｄｉｎｅｓ，　Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ　ａｎｄ　ａ　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｔｈｅｉｒ　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ：ＵＳ，５　１０７０５７［Ｐ】ｌ　１９８９．　［６］Ｂｒｙｓｏｎ　Ｔ　Ａ，Ｄｏｎｅｌｓｏｎ　Ｄ　Ｍ，Ｄｕｎｌａｐ　Ｂ，ｅｌ　ａ１．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｂｅｓ　３　Ｍｅｔｈｏｄｓ　ｆｏｒ　Ｃａｒｂｏｎ－４　ａｎｄ　Ｃａｒｂｏｎ一５　Ｌａｂｅｌｉｎｇ　ｉｎ　Ｎｉｃｏｔｉｎａｍｉｄｅ［Ｊ】．Ｊ　Ｏｒｇ　Ｃｈｅｍ，１９７６，４１（１　１）：２０６５—２０６７．　［７］Ｂｒｙｓｏｎ　Ｔ　Ａ，Ｗｉｓｏｗａｔｙ　Ｒ　Ｂ，Ｄｕｎｌａｐ　Ｂ，ｅｌ　ａ１．Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｐｒｏｂｅｓ．ＩＩ．　Ｒｉｎｇ　Ｌａｂｅｌｅｄ　Ｎｉｃｏｔｉｎ－ａｍｉｄｅ［Ｊ】ｌ　Ｊ　Ｏｒｇ　Ｃｈｅｍ，１９７４，３９（２３）：３４３０—　３４３８．　［８］Ｋｅｎｎｅｔｈ　Ｍａｓｏｎ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎｓ　Ｌｔｄ．　Ｐｒｏｃｅｓｓ　ｆｏｒ　Ｐｒｅｐａｒｉｎｇ　２－Ａｍｉｎｏｓｕｌ—　ｆｏｎｙ１．３－ｅｔｈｙｌｓｕｌｏｆｎｙｌ　Ｐｙｒｉｄｉｎｅ［Ｊ】　ｌＲｅｓｅａｒ￣ｆｉ　Ｄｉｓｃｌｏｓｕｒｅ，１９９６，３８１：３４—３５．　［９］Ｆｏｒｄ，Ｍａｒ￣ａｍｅｓ，Ｌａｃｈｈｅｉｎ，Ｓｔｅｐｈｅｎ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｏｆ４，６－Ｄｉｓｕｂｓｔｉｔｕｔｅｄ一　２－ｉｓｏｃｙａｎａｔｏｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅｓ　ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｕｓｅ　ａｓ　Ｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｓ　ｆｏｒ　Ｃａｒｂａ—　ｍａｔｅｓ，Ｕｒｅａｓ，ａｎｄ　Ｓｕｌｆｏｎｙｌｕｒｅａｓ：ＷＯ，２０００００５２２０［Ｐ］．１　９９８．　［１０］Ｍｒｏｗｃａ，ＪｏｓｅｐｈＪ．Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　４，６一Ｄｉｍｅｔｈｏｘｙ－２－［（ｐｈｅｎｏｘｙｃａｒｂｏｎｙ１）　ａｍｉｎｏ］Ｐｙｒｉｍｉｄｉｎｅ：ＵＳ，５５２３４０５［Ｐ］．１　９９５．