[发明专利]一种合成唑草酮的方法

说明书

技术领域

本发明属于化学领域中有机化合物的合成。具体涉及唑草酮的一种制备方法。

技术背景

除草剂唑草酮(又称唑酮草酯、福农、快灭灵)，分子式：C₁₅H₁₄O₃N₃F₃C1₂，其结构式如下：

1990年FMC公司Kathleen M.Poss等人首次报道了通过亚硝酸叔丁酯为重氮化试剂，氯化铜为催化剂，乙腈为溶剂合成了包括唑草酮在内的苯基三唑啉酮类除草剂，并对其活性进行了测试，申请了美国、中国和世界专利(WO1990002120，CN1041154，US5125958)，对这一系列化合物的结构进行了保护，并确定了除草剂唑草酮具有较高的除草活性，其属原卟啉原氧化酶抑制剂，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，使叶片迅速干枯、死亡。主要用于防除阔叶杂草和莎草如猪殃殃、野芝麻、婆婆纳、苘麻、蓄、藜、红心藜、空管牵牛、鼬瓣花、酸模叶蓼、柳叶刺蓼、卷茎蓼、反枝苋、铁苋菜、宝盖菜、苣荬菜、野芝麻、小果亚麻、地肤、龙葵、白芥等杂草。对猪殃殃、苘麻、红心藜、空管牵牛等杂草具有优异的防效。对磺酰脲类除草剂产生抗性的杂草如Kochia scoperiade等具有很好的活性。适用于小麦、大麦、燕麦、水稻、玉米、大豆、柑桔、咖啡、棉花、高粱、葡萄园、草坪等，因其在土壤中的半衰期仅为几小时，故对下茬作物亦安全，但对施药后长出的杂草无效(胡耐冬，刘长令.精细与专用化学品，2003，14：21-24)。

随后，John W.Ager等人改用亚硝酸钠为重氮化试剂，氯化亚铜为催化剂，丙酮为溶剂合成唑草酮(US5621112，WO1997007107，CN1193969)，产品收率仅为75-80％，纯度为91％。

此后，Gerard等人发明了专利(WO1999019308)，以1-(2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮为原料，通过碘代反应、Heck反应和取代消去反应三步合成目标产物，其中一种原料2-异羟乙基丙烯酸乙酯不易获取。

2011年Qunzhen Guo等人又发明了专利(CN102174026C，WO2012122863)，以1-(5-氨基-2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮为原料，通过重氮烷基化和酯化反应两步合成目标产物，操作复杂。

为此本发明在Kathleen M.Poss和John W.Ager等人的基础上本着改善品质，环境友好等目的，进一步研究优化了“一锅法”合成目标产物唑草酮的工艺，即将溶剂丙酮改为乙腈或丁酮，重氮化试剂亚硝酸钠改为亚硝酸叔丁酯，通过改变1-(5-氨基-2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮和氯化亚铜的比例、浓盐酸和亚硝酸叔丁酯的滴加时间以及后处理方法，使产品收率由75-80％提高至105％，含量为91-92％(文献：91％)，且由于反应使用的重氮化试剂亚硝酸叔丁酯为有机物，后处理也未使用水，从而减少了工业废水的处理，同时后处理中过滤得到的氯化亚铜可以直接回用，重复6次仍具有催化活性，降低了催化剂使用成本，因此具备较好的工业化前景。

发明内容

本发明的目的：提供一种合成唑草酮的方法。

本发明的反应方程式如下。

具体是向反应器中加入溶剂乙腈或丁酮，通N₂，降温至-10-0℃，边搅拌边加入1-(5-氨基-2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮和氯化亚铜，于20-50min滴加浓盐酸，再加入丙烯酸乙酯，然后控制温度在0-5℃，于0-4.0h滴加重氮化试剂亚硝酸叔丁酯，反应20-100min，常压蒸馏回收溶剂和未反应的丙烯酸乙酯，再用乙酸乙酯稀释，过滤回收氯化亚铜，最后在温度为110-125℃，压力为15-20mmHg的条件下蒸去杂质，得产品唑草酮，其中反应溶剂乙腈或丁酮的用量为15-20当量，其用量都表示为对应于1摩尔当量1-(5-氨基-2-氟-4-氯苯基)-3-甲基-4-二氟甲基-1H-1，2，4-三唑啉-5-酮的摩尔当量，下同，浓盐酸的用量为2.0-4.0当量，丙烯酸乙酯的用量为1-15当量，亚硝酸叔丁酯的用量为1.0-1.5当量，过滤得到的氯化亚铜可以直接回用，回用6次仍具有催化活性。