一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法技术

本发明专利技术公开一种4‑甲氧基羰基‑2‑甲基噻吩‑3‑磺酰氯的合成方法，所述合成方法包括下述步骤：S1、将式(I)5‑甲基‑4‑氧代四氢噻吩‑3‑甲酸甲酯和甲磺酰氯在催化剂作用下进行反应，得到式(Ⅱ)中间体；S2、将所述式(Ⅱ)中间体、无水硫化钠和极性非质子溶剂进行混合反应，通入氧气进行芳构化反应，得到式(Ⅲ)中间体反应液；S3、将所述式(Ⅲ)中间体反应液依次经过氯气氧化、常规后处理，得到目标化合物式(Ⅳ)4‑甲氧基羰基‑2‑甲基噻吩‑3‑磺酰氯；

【技术实现步骤摘要】
一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法
本专利技术涉及化学合成
，具体涉及一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法。
技术介绍
4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯(式Ⅳ)是除草剂噻酮磺隆的中间体。噻酮磺隆是拜耳作物开发的乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂，通过抑制植物体必需氨基酸的生物合成，使细胞停止分裂，杂草植株停止生长。同时噻酮磺隆还具有土壤活性和茎叶喷雾活性，由杂草根系和叶片吸收，并向上传导，具有触杀及残留除草效果。噻酮磺隆可有效防除玉米田禾本科杂草和阔叶杂草，在叶面应用和残留作用间显示了很好的平衡效应。该有效成分可有效防除苘麻和许多石竹科杂草，对马唐、狗尾草、野黍、鬼针草、反枝苋、藜、香附子等防效优异。安全剂环丙磺酰胺可以加速噻酮磺隆在玉米作物中的降解，提高作物的耐受力。同时，噻酮磺隆还可用于小麦田及住宅区域草坪和观赏植物杂草防除。专利DE19933260公开了化学合成异氰酸4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的方法，其合成路线如下：由于此法涉及重氮化反应，众所周知，重氮盐受热容易分解，安全风险大；本反应过程中使用大量盐酸和二氧化硫，产生大量的酸性废水和酸性尾气，环境不友好；此外，本反应收率低，成本高。《AromatizationofDihydrothiophenes.Thiophenesaccharin:ASweetSurprise》(J.Org.Chem.,1980,45(4),617-620)公开了类似物合成法，反应过程如下所示：该方法用4-甲氧基羰基-3-氧代四氢噻吩为原料，经四步反应合成4-甲氧基羰基-3-磺酰氯噻吩，总收率58.52％。该反应使用对甲苯磺酰氯保护羰基，原子利用率低；此外，该反应使用磺酰氯进行芳构化反应，产生大量的二氧化硫和氯化氢废气，环保压力大，成本高。综上，在现有技术中存在三废量大，成本高的问题，开发适合于工业应用，简单、低成本、高收率并且环境友好，从而克服现有技术的缺陷的合成方法将会是非常合乎需要的。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术目的在于针对现有技术的不足，提供一种简单有效、易于操作、环境友好、适用于工业化生产且高收率的4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法。技术方案：本专利技术所述一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法，包括下述步骤：S1、将式(I)5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯和甲磺酰氯在催化剂作用下进行反应，得到式(Ⅱ)中间体；S2、将所述式(Ⅱ)中间体、无水硫化钠和极性非质子溶剂进行混合反应，通入氧气进行芳构化反应，得到式(III)中间体反应液；S3、将所述式(III)中间体反应液依次经过氯气氧化、常规后处理，得到目标化合物式(Ⅳ)4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯；优选地，S1中，所述催化剂为含氮有机化合物，选自三乙胺、N-甲基吗啉、吡啶、4-二甲氨基吡啶、喹啉、N,N-二甲基苯胺中的至少一种。优选地，所述含氮有机化合物为N-甲基吗啉。优选地，S1中，所述5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯、甲磺酰氯、催化剂的摩尔比为1：(1.0-10.0)：(1.0-10.0)。优选地，所述5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯、甲磺酰氯、催化剂的摩尔比为1：(1.0-1.5)：(1.0-1.5)。优选地，S2中，所述式(Ⅱ)中间体与无水硫化钠的摩尔比为1：(1.0-20.0)。优选地，所述式(Ⅱ)中间体与无水硫化钠的摩尔比为1：(1.0-1.2)。优选地，S2中，所述极性非质子溶剂为酰胺类溶剂、酮类溶剂、腈类溶剂、砜类溶剂中的至少一种。优选地，所述极性非质子溶剂为DMAA、DMF、DMAC、丙酮、NMP、乙腈、丁腈、DMSO、环丁砜中的至少一种。优选地，所述极性非质子溶剂为乙腈。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：1、本专利技术步骤1中所述甲磺酰氯代替了对甲苯磺酰氯，提高了原子利用率，降低了成本。2、本专利技术步骤2中所述硫化钠代替了二硫化二钠，在极性非质子溶剂中反应，然后通入氧气代替磺酰氯进行芳构化反应，经一步反应直接得到关键式(III)中间体，反应步骤短，三废量少，反应条件温和，方法简单，成本低、收率高，反应完毕，无需分离，直接进行下步反应。3、本专利技术相对重氮化和二硫化二钠路线，步骤短、操作简单，收率高，成本低，废水少，更适合工业化生产。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术技术方案进行详细说明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。实施例1一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法，包括下述步骤：S1、在配有冷凝器的烧瓶中，依次投入甲苯880g、N-甲基吗啉521g、式(Ⅰ)5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯880g，开启搅拌，控温在0-5℃，滴加590g甲磺酰氯；滴加结束后，在0-5℃下搅拌3h；反应完毕，过滤，滤饼用甲苯洗涤，滤液负压脱溶，回收溶剂甲苯，得到1275g式(Ⅱ)中间体浓缩物，纯度97.0％，收率98.0％；S2、在配有冷凝器的烧瓶中，依次投入乙腈260g、无水硫化钠41g、所述式(Ⅱ)中间体浓缩物130g，控温在25-30℃搅拌3h，然后缓慢通入氧气，得到式(III)中间体反应液，收率80.5％；S3、所述式(III)中间体反应液未经分离，加入水9.4g，控温在0-5℃，缓慢通入氯气71g，得到式(Ⅳ)反应液，过滤除盐，滤液减压蒸馏回收乙腈，然后加入正丁醚180g，升温至30-40℃溶解，降温至0℃抽滤，得到类白色固体，烘干，得到92.7g式(Ⅳ)4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯成品，纯度99.0％，收率90.0％。其中，抽滤得到的结晶母液部分脱溶，升温至30-40℃，降温至-10℃过滤，得到白色固体，烘干，得到27g甲磺酸副产品，纯度98％。此处，结晶母液部分脱溶后，还可得到高纯度副产品甲磺酸，避免产生大量含盐废水，减少了对环境带来的一系列影响。实施例2一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法，包括下述步骤：S1、在配有冷凝器的烧瓶中，依次投入甲苯880g、N-甲基吗啉521g、式(Ⅰ)5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯880g，开启搅拌，控温在0-5℃，滴加590g甲磺酰氯；滴加结束后，在0-5℃下搅拌3h；反应完毕，过滤，滤饼用甲苯洗涤，滤液负压脱溶，回收溶剂甲苯，得到1275g式(Ⅱ)中间体浓缩物，纯度97.0％，收率98.0％；S2、在配有冷凝器的烧瓶中，依次投入乙腈260g、无水硫化钠47g、所述式(Ⅱ)中间体浓缩物130g(0.5mol)，控温在25-30℃搅拌3h，然后缓慢通入氧气，得到式(III)中间体反应液，收率81.1％；S3、所述式(III)中间体反应液未经分离，加入水9.4g，控温在0-5本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括下述步骤：/nS1、将式(I)5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯和甲磺酰氯在催化剂作用下进行反应，得到式(Ⅱ)中间体；/nS2、将所述式(Ⅱ)中间体、无水硫化钠和极性非质子溶剂进行混合反应，通入氧气进行芳构化反应，得到式(Ⅲ)中间体反应液；/nS3、将所述式(Ⅲ)中间体反应液依次经过氯气氧化、常规后处理，得到目标化合物式(Ⅳ)4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯；/n

【技术特征摘要】
1.一种4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯的合成方法，其特征在于，所述合成方法包括下述步骤：
S1、将式(I)5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯和甲磺酰氯在催化剂作用下进行反应，得到式(Ⅱ)中间体；
S2、将所述式(Ⅱ)中间体、无水硫化钠和极性非质子溶剂进行混合反应，通入氧气进行芳构化反应，得到式(Ⅲ)中间体反应液；
S3、将所述式(Ⅲ)中间体反应液依次经过氯气氧化、常规后处理，得到目标化合物式(Ⅳ)4-甲氧基羰基-2-甲基噻吩-3-磺酰氯；





2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，S1中，所述催化剂为含氮有机化合物，选自三乙胺、N-甲基吗啉、吡啶、4-二甲氨基吡啶、喹啉、N,N-二甲基苯胺中的至少一种。


3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征在于，所述含氮有机化合物为N-甲基吗啉。


4.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，S1中，所述5-甲基-4-氧代四氢噻吩-3-甲酸甲酯、甲磺酰氯、催化剂的摩尔...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘伟，吴少祥，王瑞，高瑞，王文军，
申请(专利权)人：北京怡力生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11