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CN112110912A - 一种合成硫醚类中间体的方法 - Google Patents

一种合成硫醚类中间体的方法 Download PDF

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CN112110912A CN202010762213.3A CN202010762213A CN112110912A CN 112110912 A CN112110912 A CN 112110912A CN 202010762213 A CN202010762213 A CN 202010762213A CN 112110912 A CN112110912 A CN 112110912A
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Abstract

本发明公开一种合成硫醚类中间体的方法，包括：在反应器中投加4‑溴甲基‑4‑二氟甲氧基‑1‑甲基‑3‑三氟甲基吡唑、乙醇和硫脲并搅拌均匀，升温至回流，反应完全后，降至室温；向反应体系依次滴加NaOH溶液和3‑氯‑5,5‑二甲基‑4,5‑二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流；反应完毕后，回收乙醇，分出油层，萃取水层，合并油层，干燥浓缩得所需产物。相较于现有技术，本发明简化反应步骤，减少化学试剂的使用，实现农药的绿色合成。

Description

一种合成硫醚类中间体的方法
技术领域
本发明属于农药除草生产技术领域，尤其涉及一种合成硫醚类中间体的方法。
背景技术
砜吡草唑(Pyroxasulfone)是一种异噁唑类除草剂，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，其作用机制与乙草胺及其有关除草剂近似，但其应用作物种类广、生物活性远大于乙草胺与异丙甲草胺。
砜吡草唑应用作物广泛，可以安全地用于一系列作物，如玉米、大豆、棉花、花生、小麦、向日葵、马铃薯等，用量125～250g a.i./hm2，比异丙甲草胺与乙草胺用量低8～10倍，仅相当于S-异丙甲草胺用量的12％、乙草胺用量的10％。其加工剂型为42.7％悬浮剂(SC)与60％水分散粒剂 (WG)。
砜吡草唑是广谱、具有残留活性的除草剂品种，可有效地防治狗尾草属(Setaria)、马唐属(Digitaria)、稗属(Echinochload)、黍属(Panicum)、蜀黍属(Sorghum)等一系列禾本科杂草以及苋属(Amaranthus)、曼陀罗属(Datura)、茄属(Solanum)、苘麻属(Abutilon)、藜属(Chenopedium) 等阔叶杂草。根据美国伊里诺斯、威斯康星、德克萨斯、密苏里、伊阿华、旺尼苏达等大学所做的一系列田间试验证明，其杀草谱与乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂品种近似，但它对苘麻、豚草、宽叶臂形草、稷、狗尾草等几乎所有杂草的防治效果均优于异丙甲草胺，而且喷药后稳定防效达85d之久；在干旱条件下，其防治绿狗尾草、蒺藜与苋的效果优于S-异丙甲草胺；低剂量防治各种杂草的有效期较长。
砜吡草唑属超长链脂肪酸延长合成酶抑制剂类除草剂，通过抑制超长链脂肪酸延长合成酶(VLCFAE)而发挥药效。众所周知，超长链脂肪酸延长合成酶主要将植物叶绿体中碳链C16或C18的脂肪酸或不饱和长链脂肪酸合成植物生长中不可或缺的神经酸和豆蔻酸(C30)等。实验表明，砜吡草唑可以抑制植物中超长链脂肪酸合成酶的生物合成途径中的硬脂酸转化为花生酸、花生酸转化为山嵛酸、山嵛酸转化为廿四烷酸、廿四烷酸转化为蜡酸、蜡酸转化为褐煤酸，最终抑制豆蔻酸的合成。
单位面积用药量低、除草效果好、对作物安全及除草持效期长是本剂的突出特点，当前在欧盟禁用乙草胺与异丙甲草胺的形势下，砜吡草唑有可能逐步取代广泛应用的乙草胺、异丙甲草胺等氯代乙酰胺类除草剂品种，在我国玉米与大豆等作物具有良好的应用前景，是值得密切关注与开发的优秀除草剂新品种。
现有技术中，公开号为CN111393427A提供一种砜吡草唑的合成方法，该方法反应繁琐，原料试剂较多，不利于工业化生产。
发明内容
本申请提出一种合成硫醚类中间体的方法，相较于现有技术，简化反应步骤，减少化学试剂的使用，实现农药的绿色合成。
为实现上述的发明目的，采用具体技术方案如下：
一种合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，包括：
(1)在反应器中投加4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑、乙醇和硫脲并搅拌均匀，升温至回流，反应完全后，降至室温；
(2)向反应体系依次滴加NaOH溶液和3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流；
(3)反应完毕后，回收乙醇，分出油层，萃取水层，合并油层，干燥浓缩得所需产物。
具体地，上述技术方案的合成路线为：
Figure RE-GDA0002772428280000031
(R：-CH3-CH2CH3-CH(CH3)2-C(CH3)3等)
以下还提供了若干可选方式，但并不作为对上述总体方案的额外限定，仅仅是进一步的增补或优选，在没有技术或逻辑矛盾的前提下，各可选方式可单独针对上述总体方案进行组合，还可以是多个可选方式之间进行组合。
可选的，所述4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑、乙醇和硫脲的投入量为1：1.5:1.05eq。
可选的，在步骤(1)中，反应器内的原料添加后，升温至80-95℃后，回流1-5h。
可选的，在步骤(2)中，滴加浓度为10％的NaOH溶液，加入量为 2-6eq。
可选的，所述NaOH溶液的应在控制在30～60min内滴加完。
可选的，在步骤(2)中，3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的加入量为 1.0-1.5eq，滴加时间为1-3h。
可选的，在步骤(2)中，滴加完毕后，升温至80～95℃后，回流10-20h。
可选的，在步骤(3)中，水层用二氯甲烷萃取多次。
本申请的有益效果：本发明实现了一步法合成3-(5-二氟甲氧基-1- 甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基甲硫基)-5,5-二甲基-2-异恶唑啉。避免了传统方法，先将4-溴甲基-5-氟二甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑合成5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑-4-基)-甲硫醇，然后在与3-氯-5,5- 二甲基-4,5-二氢异噁唑偶联成3-(5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基-1H- 吡唑-4-基甲硫基)-5,5-二甲基-2-异恶唑啉，简化了反应步骤，减少是化学试剂的使用实现了农药的绿色合成。
具体实施方式
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本发明并不限于下面公开的具体实施例的限制。
实施例1
在500ml的反应瓶中投加100g(0.266mol，1eq)4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑与500ml乙醇，21.84硫脲(0.284mol,1.07eq) 搅拌均匀，升温至回流1h，原料反应完全后，降至室温，向反应体系滴加 319.2g(0.798mol，3eq)10％NaOH溶液，滴加完毕后，再滴加41.5g (0.284mol，1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流6h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(100ml/次)，合并油层，干燥浓缩得油状83.5g，含量96.6％，收率 85.4％。
实施例2
在250ml的反应瓶中投加19.1g(46.3mmol，1eq)的4-溴甲基-5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑、30ml乙醇搅拌，加入3.5g (46.3mmol，1eq)硫脲，然后在搅拌下加热和回流1小时。回收乙醇，釜残液用60ml乙酸乙酯-正己烷(1:3)溶液打浆，抽滤得到13.8g2-[(5- 二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基)-1H-吡唑-4-基甲基]-异硫脲氢溴酸盐，为白色晶体，收率：77.5％，将所得固体，投入到500ml的反应瓶中，加入60ml乙醇，60ml水搅拌，加入6.4gNaOH(160.1mmol.46eq)，投加完毕后，室温搅拌30min，缓慢滴加6.65g(49.5mol，1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流12h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(100ml/次)，合并油层，干燥浓缩得油状13.8g，含量78.6％，收率58.0％。
实施例3
在5000ml的反应瓶中投加500g(1.33mol，1eq)4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑与2500ml乙醇，109.2g(1.42mol,1.07eq)硫脲，搅拌均匀，升温至回流1h，原料反应完全后，降至室温，向反应体系滴加319.2g(3.990mol，3eq)10％NaOH溶液，滴加完毕后，再滴加207.5g (1.42mol，1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流6h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(100ml/次)，合并油层，干燥浓缩得油状417.5g，含量97.6％，收率 86.2％。
实施例4
在10L的反应瓶中投加1kg(2.66mol，1eq)4-溴甲基-4-二氟甲氧基 -1-甲基-3-三氟甲基吡唑与5L乙醇，218.4g(2.84mol,1.07eq)硫脲，搅拌均匀，升温至回流1h，原料反应完全后，降至室温，向反应体系滴加638.4g (3.990mol，3eq)10％NaOH溶液，滴加完毕后，再滴加415g(2.84mol， 1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流6h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(1000ml/ 次)，合并油层，干燥浓缩得油状847g，含量95.6％，收率85.7％。
对比例1
在500ml的反应瓶中投加100g(0.266mol，1eq)4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑与500ml乙醇，21.84硫脲(0.284mol,1.07eq) 搅拌均匀，升温至回流1h，原料反应完全后，降至室温，向反应体系滴加 319.2g(0.798mol，3eq)10％NaOH溶液，滴加完毕后，再滴加41.5g (0.284mol，1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流6h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(100ml/次)，合并油层，干燥浓缩得油状83.5g，含量96.6％，收率 85.4％。
对比例2
在250ml的反应瓶中投加19.1g(46.3mmol，1eq)的4-溴甲基-5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基-1H-吡唑、30ml乙醇搅拌，加入3.5g(1eq， 46.3mmol)硫脲，然后在搅拌下加热和回流1小时。回收乙醇，釜残液用60ml乙酸乙酯-正己烷(1:3)溶液打浆，抽滤得到13.8g2-[(5-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基)-1H-吡唑-4-基甲基]-异硫脲氢溴酸盐，为白色晶体，收率：77.5％，将所得固体，投入到500ml的反应瓶中，加入60ml 乙醇，60ml水搅拌，加入6.4gNaOH(160.1mmol.46eq)，投加完毕后，室温搅拌30min，缓慢滴加6.65g(49.5mol，1.07eq)3-氯-5,5-二甲基-4,5- 二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流12h，原料反应完毕后，回收乙醇，分出油层，水层用二氯甲烷萃取三次(100ml/次)，合并油层，干燥浓缩得油状13.8g，含量78.6％，收率58.0％。
实例1与与实例2相比，实例1简化了反应步骤，节省了正己烷-乙酸乙酯溶剂的使用与乙醇的使用量，大大提高反应的时间与收率。
以上所述仅为本发明的较佳实施举例，并不用于限制本发明，凡在本发明精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，包括：
(1)在反应器中投加4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑、乙醇和硫脲并搅拌均匀，升温至回流，反应完全后，降至室温；
(2)向反应体系依次滴加NaOH溶液和3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑，滴加完毕后，升温至回流；
(3)反应完毕后，回收乙醇，分出油层，萃取水层，合并油层，干燥浓缩得所需产物。
2.如权利要求1所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，所述4-溴甲基-4-二氟甲氧基-1-甲基-3-三氟甲基吡唑、乙醇和硫脲的投入量为1：1.5:1.05eq。
3.如权利要求2所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，在步骤(1)中，反应器内的原料添加后，升温:80～90℃后，回流1-5h。
4.如权利要求1所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，在步骤(2)中，滴加浓度为10％的NaOH溶液，加入量为2-6eq eq。
5.如权利要求4所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，所述NaOH溶液的应在控制在30～60min内滴加完。
6.如权利要求1所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，在步骤(2)中，3-氯-5,5-二甲基-4,5-二氢异噁唑的加入量为1.0-1.5eq，滴加时间为1-3h。
7.如权利要求1所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，在步骤(2)中，滴加完毕后，升温至80～95℃后，回流10-20h。
8.如权利要求1所述的合成硫醚类中间体的方法，其特征在于，在步骤(3)中，水层用二氯甲烷萃取多次。
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