一种砜吡草唑及其中间体的合成方法技术

本发明专利技术公开了一种砜吡草唑及其中间体的合成方法，包括在碱性水环境下由1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛与S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯发生缩合反应得到中间体A的步骤。本发明专利技术用S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯代替5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐来合成砜吡草唑，该路线反应速度快、产物纯度高、反应条件温和、合成过程粗放、降低了反应的设备成本，而且产生的产品容易分离，简化了生产工艺。简化了生产工艺。

【技术实现步骤摘要】
一种砜吡草唑及其中间体的合成方法


[0001]本专利技术涉及一种砜吡草唑及其中间体的合成方法，具体涉及一种利用新型中间体合成砜吡草唑的方法，属于砜吡草唑制备


技术介绍

[0002]砜吡草唑（Pyroxasulfone）是一种异噁唑类除草剂，由日本组合化学株式会社研究开发，化学名称为3-[5-(二氟甲氧基)-1-甲基-3-(三氟甲基)吡唑-4-基甲基磺酰基］-4,5-二氢-5,5-二甲基-1,2-异噁唑，分子式为C
12
H
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F5N3O4S，分子量为391.32， CAS登录号为447399-55-5。砜吡草唑可用于大多数作物田的芽前土壤处理剂，施用后被杂草幼根与幼芽吸收，抑制幼苗早期生长，破坏分生组织与胚芽鞘，是植物体内VLCFA（极长侧链脂肪酸）（C20～C30）生物合成中严重的潜在抑制剂。其结构如下：目前，砜吡草唑的合成工艺报道的不多，专利CN102666502中公开了以下工艺路线：在碱性条件下，1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛水溶液和5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐在水中进行缩合反应得到中间体A，中间体A再与二氟一氯甲烷烷基化得到中间体B，中间体B经双氧水氧化，得到砜吡草唑。
[0003]上述工艺路线中，1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛水溶液和5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐的反应过程中会产生大量的氨氮废水，这些废水难以处理，对环境和人类危害大。

技术实现思路

[0004]针对目前合成砜吡草唑中间体过程中存在的废水难以处理的不足，本专利技术提供了一种砜吡草唑中间体A的合成方法，该方法以S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯代替5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐来合成中间体A，反应快速、粗放，反应条件温和，不会产生难以处理的氨氮废水。
[0005]本专利技术主要对背景中提到的中间体A的合成步骤进行了改进，将中间体5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐替换为S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯。本专利技术具体技术方案如下：一种式A所示的砜吡草唑中间体A的合成方法，所述中间体A由1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛和式（Ⅲ）所示结构式的S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯在碱性水环境下反应得到，反应式如下：。
[0006]本专利技术以S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯代替5，5-二甲基-4,5-二氢异恶唑硫脒盐酸盐与1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛反应合成中间体A，该反应为亲核取代反应，反应快速，无须催化剂的加入，在水环境下进行反应，反应副产物为乙酸盐，无氨氮废弃物，对人体和环境污染小，便于处理，避免了氨氮废水的产生和处理，大大简化了工艺流程。
[0007]进一步的，中间体A在碱性水环境下进行，碱性环境有利于反应的进行。所述碱性环境可以由任意在水环境下使pH呈碱性的碱性物质提供。所述碱性物质可以是碱金属的氢氧化物，常用的为氢氧化钠或氢氧化钾。碱性物质的加入量为形成的酸的摩尔量的2倍或以上即可。
[0008]进一步的，1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛、S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯、碱性物质可以以纯物质的形式加入，也可以以水溶液的形式加入。它们的加入方式也没有严格的要求，可以一次性加入，也可以分批次的加入，也可以连续性的加入。
[0009]进一步的，先将1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇和甲醛在碱性水环境下进行反应，然后再加入S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯进行反应，这样可以避免副反应的发生，提高原料的转化率。 1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇和甲醛发生的是羟甲基化反应，当检测到1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇没有或含量很低时，再加入S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯进行反应，当S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯反应完全时反应结束。可以通过HPLC法来检测反应的进度。
[0010]进一步的，1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛、S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯的摩尔比为1:1-1.2：1-1.2，优选按照理论1:1:1的摩尔比进行。
[0011]进一步的，水作为溶剂，其作用是为反应的进行提供良好的均相环境，其用量可以根据反应容器的利用率、反应效率、反应进行的困难度等情况进行选择。
[0012]进一步的，中间体A的合成步骤简洁、反应条件温和，无须特殊催化剂和有机溶剂，仅在碱性水环境中进行反应即可。反应温度一般为10-40℃，反应温度较低，能耗低。该反应温度指的是1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇和甲醛的反应温度，以及加入S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯后的反应温度。
[0013]进一步的，反应后的反应液经调整pH至中性、析晶、过滤、干燥的操作，得到中间体A。pH可以通过盐酸等酸来调整。该后处理过程简洁、粗放，产品容易分离，分离产品后的母
液中含有乙酸盐副产物，不含氨氮废物，更易于处理。
[0014]进一步的，本专利技术所用的1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇可以根据现有技术中报道的方法进行制备，例如按照文献：Journal of Agricultural and Food Chemistry (2008), 56(22), 10805-10810中公开的方法进行制备。
[0015]进一步的，本专利技术所用的S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯是一种新的化合物，其结构式如下式（Ⅲ）所示。该化合物可以通过式（I）所示的化合物（3-卤代-5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑）与式（Ⅱ）所示的硫代乙酸钾反应得到，反应式如下：。
[0016]上述式（I）中，X为离去基团，其可以是与式（Ⅱ）的化合物接触后容易离去的基团，例如氯、溴、碘、OTf、OMs、OTs、ONs等，其中，OMs为甲基磺酰氧基、OTs为对甲苯磺酰氧基、OTf为三氟甲磺酰氧基、ONs为对硝基苯磺酰氧基。OTf、OMs、OTs、ONs具体结构式下：。
[0017]S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯的合成反应条件温和、简单、高效，无须特殊催化剂，无需调整pH。两反应原料在反应溶剂以及合适的反应温度下即可发生反应。所用的反应溶剂是为原料的反应提供合适的反应环境，反应溶剂选择有机的、不与原料与产物反应、能够很好的提供均相反应环境的溶剂即可，例如在有机反应中经常作为溶剂使用的醇类溶剂、腈类溶剂、酮类溶剂、酰胺类溶剂等，包括但不限于乙醇、乙腈、甲醇、丙酮、N,N-二甲基甲酰胺。反应溶剂能保证反应良好的进行即可，其使用量可以根据反应容器的利用本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种式A所示的砜吡草唑中间体A的合成方法，其特征是：由1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇、甲醛和式（Ⅲ）所示结构式的S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯在碱性水环境下反应得到，反应式如下：。2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯由式（I）所示的化合物与式（Ⅱ）所示的硫代乙酸钾反应得到；式（I）中，X为离去基团。3.根据权利要求2所述的合成方法，其特征是：式（I）中，X为氯、溴、碘、OMs、OTs、ONs或OTf；优选的，式（I）所示的化合物与式（Ⅱ）所示的硫代乙酸钾的摩尔比为1:1.05~1.2；优选的，式（I）所示的化合物与式（Ⅱ）所示的硫代乙酸钾反应的温度为50~80℃；优选的，反应在有机溶剂中进行，有机溶剂优选为醇类溶剂、腈类溶剂、酮类溶剂或酰胺类溶剂，更优选为乙醇、乙腈、甲醇、丙酮或N,N-二甲基甲酰胺。4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征是：合成中间体A时，先将1-甲基-3-（三氟甲基）-1H-吡唑-5-醇和甲醛在碱性水环境下进行反应，然后再加入S-（5,5-二甲基-4,5-二氢异恶唑-3-基）乙硫酸乙酯进行反应。5.根据权利要求1-4中任一项所述的合成方法，其特征是：合成中间体A时，碱性环境由碱性物质提供，...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚红霞，宋健，王嵩，
申请(专利权)人：山东润博生物科技有限公司，
类型：发明
国别省市：