唑草酮的合成

第9卷第3期现代农药Vol.9 No.32010年6月Modern AgrochemicalsJun. 2010一研究与开发 o唑草酮的合成李梅芳，韩邦友(江苏快达农化股份有限公司，江苏如东226401)摘要:改进了除草剂唑草酮的合成工艺，以4氯2-氟苯肼为原料，经氨基腙合成、光气环合制成取代芳基三唑啉酮,再经二氟甲基化、硝化、加氢还原合成中间体1-(5-氨基4_氯-2-氟苯基)-3-甲基4二氟甲基-1H-1,2,4-三唑啉~5_酮，重氮化后与丙烯酸乙酯反应，经后处理得唑草酮。关键词:唑草酮;三唑啉酮;合成路线;制备中图分类号: TQ 457.2+9文献标识码: Adoi: 1.961/j.ss.1671-5284.2010.03.008Synthesis Process of Carfentrazone ethylLI Mei-fang, HAN Bang-you(iangsu Kuaida Agrochemnical Co, Ltd, Jiangsu Rudong 226401, China)Abstract: The syntbesis process of carfentrazone ethyl was greatly improved. Using 4-chloro -fluorophenylhydrazineas the raw material, substitutional aryl-triazolinones was prepared by synthesis of amidrazone and phosgene cyclization.Then intermediate product 1-5-amino-4-chloro-2-fluoropbeny1)-3-mthy1-4-difuoromnethyl-1H-2.4-triazole-5-one wasgot through difluoromethylation and nitration and hydrogenating reduction. By means of the process of diazotization andthen reacting with ethyI acrylate, carfentrazone ethyl was fnally obtained.Key words: carfentrazone ethy; triazolinones; synthesis route; preparation唑草酮"是1990 年由FMC公司开发的三唑啉以光气环合法合成关键中间体取代芳基三唑啉酮, .酮类除草剂，试验代号F8426、F116426,通用名称以低压加氢法制得中间体取代芳胺，找到- -条适合carfentrazone-ethyl,商品名称Aim、Affinity. Aurora、工业化生产的工艺路线。Platform、福农、快灭灵等。该品种属原卟啉原氧1唑草酮的合 成路线化酶抑制剂，即通过抑制叶绿素生物合成过程中原卟啉原氧化酶而引起细胞膜破坏，使叶片迅速干唑草酮的合成文献报导较多，主要涉及到中枯、死亡。在喷药后15分钟内即被植物叶片吸收，间体取代芳基三唑啉酮34)的合成。经文献检索、工不受雨淋影响，主要用于防除阔叶杂草和莎草，防艺路线比较和小试技术攻关,选择唑草酮合成路线除对磺酰脲类除草剂产生抗性的杂草也具有很好如图1所示。的活性，适用于小麦、大麦、燕麦、水稻、玉米、cH,?大豆、柑桔、咖啡、棉花、高粱、葡萄园、草坪等。-NINHC- '-NHNHCCH,of因其在土壤中的半衰期仅为几小时，故对下茬作物亦安全。该品种在美国、日本、法国、德国、南非等许多国家登记，由于其安全性好，使用剂量少,-NINHCH, + roC,一适用作物广，因而引起农业部门和农药生产厂家的极大兴趣。目前该品种合成技术难点还有很多没有-0 NBNE-NHNIHC -CH,公开，原料药主要依靠进口，我们通过技术攻关，中国煤化工~收稿日期: 2010-02-02: 修回日期: 2010-02-24MHCNMH G作者简介:李梅芳(1969 -),女江苏省如东县人,工程师，主要从事农药、化工产晶合成研究。Tel: 0513 - 84415508; E- mail: js182046@sobhu.com2010年6月李梅芳，等:唑草酮的合成29-2-氟苯肼48 g,搅拌降温至10C左右，开始滴加谓t。 8_三乙股c-醋酸酐36.5g,滴加温度5~10C,约半小时滴完，NENH-C-cH,+a-C-c1然后在此温度下保温反应1 h,取样液谱分析转化率达9%，反应结束。滴加20%碳酸钾水溶液调节pH值达7~8,搅拌15 min,静置分去水层，有机层再用150 mL水洗涤一次,用无水硫酸镁干燥,- CH, + CHCIF2抽滤得1-乙酰基-2-(4-氯-2-氟 苯基)肼二氯乙烷溶CHF2液备用。2.3.22-(4-氯-2-氟苯基)酰肼乙烷亚氨酸的制备(简称氨基腙)-CH, + HNO,向上述制备的1-乙酰基-2-<4-氯-2-氟苯基)肼二CHEP2氯乙烷溶液中滴加三氯氧磷46 g,滴加温度40C以下，滴完后升温至 80~85C保温反应3 h,取样液谱分析转化率达99%,反应结束。降至室温得N-(4--cn,+ne. a-氯-2-氟苯基)乙基腙基氯。然后在30C以下滴加ONhnCHr,27%氨水，测定溶液的pH值达12~13,滴加结束，在25~30"C之间保温反应2 h,升温至回流，静置分水。有机层再用150 mL水洗涤- -次, 无水硫酸C-CHHOhN”内酮CA'H,N镁干燥，过滤此混合物，减压浓缩滤液得半固态残CHF,留物。用150 mL正己烷研磨此残留物，抽滤。抽干后再用100 mL正己烷洗涤滤饼，滤饼烘干得氨HC=CIHCO.CH基腙56 g,含量98.7% (高效液相色谱法，下同),CCVHCI收率92.6%(以4氯-2-氟苯肼计),熔点71~73C。"a'N2.3.3 4,5-二氢-1-(4-氯-2- 氟苯基)-3-甲基-1,2,4三唑_5_酮的制备(简称三唑啉酮)a-在装有搅拌器、温度计、通气管及冷凝器的HC.OCHCHC1000 mL四口烧瓶中加入甲苯500 mL、.上述制备的a氨基腙50g和三乙胺63g，搅拌降温至0C,开始图1唑草酮的合成路线通入光气，光气流量400~500 mL/min,通光1 h,累计通光量达45~55 g,停止通光，缓慢升温至40~50C，保温反应2 h,取样液谱分析氨基腙含2实验部分量小于0.5%，反应结束。然后在40~50C赶光1.52.1试剂h,降温，滴加300 mL水，滴加完毕后，在0~5C4~氯-2-氟苯肼(98%，自制); 光气(工业品，搅拌2~3h,抽滤，滤饼用10%碳酸钠水溶液水洗VIV> 75%); - -氯二氟甲烷(工业品，液化钢瓶);至中性，再抽滤，滤饼烘干得三唑啉酮53g,含量雷尼镍(自制);其它所用的试剂均为市售分析纯、98.4%，收率93.8% (以氨基腙计),熔点190~192C化学纯或者工业级药品。(文献值189~191C)"。 抽滤后的母液静置分水，2.2仪器 .甲苯层蒸馏后甲苯回收套用，水层为三乙胺盐酸盐LC - 10AT岛津高效液相色谱仪。水溶液，用于回收三乙胺。2.3实 验方法.3.4 1-(4-氲2氟苯基)-3-甲基4二氟甲基2.3.1 1-乙酰基 -2-(4-氯-2-氟苯基)肼的制备-1H-1中国煤化工弥氟化物)S61在装有搅拌器、温度计、滴液漏斗及冷凝器的MYHCNMHG水器及冷凝器的500 mL四口烧瓶中加入二氯乙烷250 mL和4_氯1000 mL四口烧瓶中加入500 mL二甲基甲酰胺、230现代农药第9卷第3期g亚硫酸氢钠、50 g无水碳酸钾和上述制备的50g气有氯化氢放出时， 停止通氯化氢。加入3g氯化三唑啉酮，搅拌升温至回流，通入-氯二氟甲烷1h亚铜、320 g丙烯酸乙酯，维持反应温度0~5C，左右，取样分析三唑啉酮转化率达9%以上反应结滴加35%亚硝酸钠水溶液(24 g亚硝酸钠溶于44束，否则继续通入一氯二氟甲烷，反应结束后降温g水中), 2~3h滴加结束。滴完后在0C左右保温至80'C左右，抽滤,滤饼用50 mL二甲基甲酰胺洗反应1 h.加水100 mL搅拌15 min,静置分层，涤，合并滤液进行减压脱溶，溶剂基本脱尽后加水有机层分别用5%盐酸100 mL、水100 mL、5%氢200 mL,边搅拌边降温，温度降至5C左右，抽滤。氧化钠100 mL洗涤分层。有机层进行减压脱溶，抽干后的滤饼加入到250 mL甲醇中，升温回流15蒸去丙酮及丙烯酸乙酯，最终真空度1.33 kPa,温min,降温至0C左右抽滤,滤饼烘千得氟化物46.5度70C左右时停止脱溶，得粗品95g,含量82%。g,含量99.1%， 收率76.2% (以三唑啉酮计),熔点然后再在高真空下蒸出低、高沸点杂质,得黏稠黄113~116C.色液体唑草酮70g，含量91%，收率62.8% (以氨.3.5 1-(4-氯-2-氟-5-硝基苯基)-3-甲基4二氟甲基物计)。基-1H-1,2,4-三唑啉5_酮的制备(简称硝基物)在250 mL烧瓶中加入100 mL浓硫酸,降温至3小结.0C左右，加入45 g氟化物，搅拌10 min后开始滴唑草酮是超高效含氟类除草剂，具有杀草速度加70%硝酸17.5g,滴加温度控制在10~15C，滴快、低毒、广谱、安全等优点，符合当今农药研究加完毕后在此温度下保温反应1 h,取样分析氟化开发的新趋势，在我国具有较大开发价值及较好的物含量小于0.5%反应结束，然后将此混合物滴入推广使用前景。本工艺以4~氯-2-氟苯肼为起始原500 mL冰水中，过滤收集生成的固体，得硝基物料，经过氨基腙合成、制三唑啉酮，二氟甲基化、48g,含量96.8%，收率91.8% (以氟化物计),熔点硝化、还原、重氮芳基化等7步反应合成最终产品102~105"C (文献值102C~104'C)"。唑草酮，产品含量91%左右，总收率36.2% (以4-2.3.6 1-(4-氯-2-氟-5-氨基苯基)-3-甲基 4二氟甲氯-2~氟苯肼计)。 其中中间体取代芳基三唑啉酮以基-1H-1,2,4-三唑啉5~酮的制备7 (简称氨基物)光气环合法制备，具有收率高、含量高、后处理简在带有控制仪的500 mL不锈钢高压釜中加入单 等优点，为国内首创工艺。加氢还原法合成中间甲醇250mL、硝基物45g、雷尼镍5 g和脱卤抑制体取代芳胺，通过加入脱卤抑制剂，有效地抑制了剂2 g,密闭高压釜，通入氮气置换空气，反复3加氢脱卤副反应，产品分离简单,收率高，含量高，次以上，再通入氢气置换氮气，反复3次以上,置三废少， 呈现绿色化学特点。本工艺路线可行，原换结束。搅拌升温至50C,通入氢气,加氢过程放料易得，各步反应条件温和、收率高，使用常规反热，通过氢气压力及夹套水降温,控制料温在95~应设备，易于操作和控制，适合于工业化生产。100C之间，维持压力1.0~3.0 MPa.加氢- - 段时间参考文献后,温度下降时，维持压力2.5~3.0 MPa,在95C~100C之间，加氢1h,测量氢压，当氢压不降后保[1] 刘长令世界农药大全一 除草剂卷[M]. 北京:化学工业出版社,温20 min,加氢结束，降温至40C左右，泄压，上2002: 137- 140.层物料转移至烧瓶，催化剂套用。减压蒸出甲醇，(2] 胡耐冬,刘长令.新型三唑嚇酮类除草剂唑酬荜酯0精细转加入甲苯200 mL,升温至回流，降温结晶，抽滤。用化学品, 2003,0 14:21-24.滤饼烘干得氨基物38.5g,含量97.5%,收率94.4%[3] 1S高达尔. 制备芳基三唑啉酮的方法及其新中间体: CN,(以硝基物计),熔点127~130C (文献值128C~200610142158.8 (P] 2007-03- 14.129)"。[4]王文芳刘建. 4.5-_二氢-3-甲基-1(4氯2氟苯基)-.2.4-三晚-5(1H)2.3.7唑草酮的合成8]酮的两种合成方法[.化学与生物工程, 2005,3:48 -49.在装有搅拌器、温度计、导气管及冷凝器的[s]何普泉王传晶,苏朝辉,等. 4,5.二氢3.甲基-1{4氟2-氟苯基)41000mL四口烧瓶中加入72g氨基物、300g丙酮，中国煤化工0安徽化工, 2007, 33搅拌溶解后过滤除去不溶的固体杂质。降温到0C以下，通入氯化氢气体，维持温度0"C左右，当尾HCNMHG(下转第33页)2010年6月沈群超，等:不同清洗方式对百菌清等3种杀菌剂残留的去除效果33OMO明显大于百菌清和异菌脲，因而清水浸泡不仅能有s效去除作物表面的农药残留，也有利于被作物内吸gM2oM3的一部分农药溶解析出。浸泡的时间越长，溶解析OM4出的农药越多。4)异菌脲虽然与百菌清一样 为非内吸性杀菌st剂，在水中的溶解度略大于百菌清，但由于茄子表面具有蜡质层，而异菌脲为悬浮剂，两者相接触时，图1 不同处理方式对百菌清残留去除效果比较更有利于农药的附着，更耐水冲刷，因此长时间的浸泡比水冲刷更有利于异菌脲的去除。5)比较以上3种农药,由于三唑酮在水中的溶0.16■MI解度最大，异菌脲不仅水中的溶解度小，又是悬浮0.140M2制剂，因此，综合4种处理方式，三唑酮最易除去，0M3，0.120.1BM4百菌清次之，异菌脲去除效果最差。0.08口MO日M4图2不同处理方式对三唑酮残 留去除效果比较2.3异菌脲去除效果比较喷施过异菌脲1500倍液的茄子，原始浓度(M0)为0.864 mg/kgo图3显示，4种方式均能有图3不同处理方 式对异菌脲去除效果的比较效去除异菌脲残留，其中以浸泡60 min (M4)方式参考文献最佳，异菌脲残留为0.205 mg/kg,去除率为76.3%，浸泡10 min (M2)方式最差,异菌脲残留量为0.374[]赵鹏, 闵光,张燕等不同洗涤方法对果蔬中衣药残留去除率的mg/kg,去除率为56.79%。4种处理方式的去除效果研究几食品科学, 2006,27(12); 467 - 468.为M4>M1>M3> M2.[2]张俊亭. 蔬菜水果洗涤剂对农药残留洗除率的测定及效果[]. 农业环境保护, 1998, 17 (6): 258 - 259.3讨论[3]宗荣芬, 刘文卫，梅建新.蔬果洗涤剂对农药残留去除率的研究1)用流水冲洗或用清水浸泡均能有效去除百D中国卫生检验杂志, 2003, 13 (4): 441 - 442.菌清、三唑酮和异菌脲残留,去除率均在50%以上。4杨挺, 朱勇,赵健果蔬清洗剂对农药、重金属残留洗除率的测定2)百菌清为非内吸性杀菌剂,在水中的溶解度凹科技资讯, 208,() 231.非常低(25C时为0.6mg/kg)，因此浸泡时间的长[5]夏清林, 炒群,麦慧霞,等.蔬果洗涤剂的亚慢性毒性研究办短对其无明显的影响。而处理1通过短时间大流量现代预防医学, 2000 27 (1): 62-66.的清水冲洗，对表面起到很好的冲刷作用。[6] 田野,常字文,曹红,等.食品用洗涤剂中1,4-二爆烷含量检测研3)三唑酮为内吸性杀菌剂，在水中的溶解度亦究进展[.分析试验室, 2008, 27 (B12): 289- 292.(上接第30页)究凹化学研究与应用，2008, 20(11) 1529 - 1531.[6] Jaidev s, Goudar. Diflurometylation of 45_Dbybr-pcayl-3-[8] Ager, John w. Process for the Prparation of the Harbicide Ethylmthy-1.,-triazol-(lH)-ones with Glymes 部Solvents: uS,_hytr-m-mhyl-x---5756755[P]. 1998-05 -26.中国煤化工，te: EP, 1273232A1 [P][7] 李秀瑜,侯都兴,赵爱东.催化加氢还原法制备对氟苯胺的工艺研YHCNMHG