[发明专利]一种甲基磺草酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种除草剂甲基磺草酮（2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮，简称MST，又称硝基磺草酮、硝磺酮）的制备方法。

背景技术

甲基磺草酮，2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮(MST)，又名硝基磺草酮、硝磺酮，是由瑞士先正达公司开发的一个三酮类除草剂品种，它是对羟基丙酮酸双加氧酶(HPPD)的抑制剂，能将酪氨酸转化为质体醌。甲基磺草酮通过修饰磺草酮结构，其生物活性超过磺草酮10倍以上，从而具有更好的开发潜质和市场竞争力。作为一种玉米田专用的新型内吸性除草剂，它以杀草谱广、活性高、可混性强、毒性低、对环境友好、对后茬作物安全、使用灵活等特点在国外已取得巨大成功，在我国也有较大的开发价值及较好的推广使用前景。

目前关于MST的合成报道基本都采用2-硝基-4-甲砜基苯甲酸/苯甲酰氯和1,3-环己二酮为原料，反应过程如下：

其中1,3-环己二酮可由间苯二酚氢化还原制得，2-硝基-4-甲砜基苯甲酸/苯甲酰氯在国内外均有较多的合成方案，主要路线汇总如下：

1)对甲基苯甲砜路线：以对甲基苯甲砜为原料，经过硝化、甲基氧化两步反应合成（精细化工中间体,35(2),50-51,56,2005;浙江工业大学学报,35(5),493-494,2007;CN1995014A）。所用原料易于采购，但在硝化过程中需要使用浓硝酸/浓硫酸的混酸体系，三废量很大。

2)邻硝基甲苯路线：以邻硝基甲苯为原料，进一步可分为甲砜化氧化的方法和磺酰氯化→甲砜化→氧化的方法。

甲砜化氧化的方法步骤更为简短，但所用试剂较为特殊，并且收率较低(47%)，实际应用还需进行大量研究工作，尚不具备实际的生产意义。（Russian Journal of Organic Chemistry(Translation of Zhurnal Organicheskoi Khimii),34(11),1573-1578,1998）

磺酰氯化方法所用的原料价格低、易得到，生产过程中三废量较少，但目前尚无文献用该路线直接合成目标物的报道，只能参考分步反应及类似反应的相关文献，因此该工艺所用部分原料昂贵，总收率低，且反应步骤更多，仍有大量的优化完善工作亟需完成。(Bioorganic&Medicinal Chemistry,10(6),1841-1854,2002;Nippom Kagaku Kaishi,11,1694-1697,1977;J.Org.Chem.,56,4974-4976,1991)

3)溴化2-硝基-4-甲砜基甲苯路线：

2-硝基-4-甲砜基甲苯路线与1,3-环己二酮为原料，经过溴代、加成、氧化三步反应合成(江苏农业学报,23(6),661-662,2006)。该路线具有一定新颖性，但过程中需用价格昂贵的无水溴素，成本偏高，目前只适合实验室制备小量样品，大规模的工业化生产缺乏竞争力。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的甲基磺草酮的制备方法。

本发明的甲基磺草酮的制备方法是以邻硝基甲苯、氯磺酸、氯化亚砜、亚硫酸钠、氯乙酸、1,3-环己二酮为原料；其中邻硝基甲苯通过磺酰化→甲砜化→氧化的途径制备关键中间体2-硝基-4-甲砜基苯甲酸，再与1,3-环己二酮进一步缩合、重排生成目标产品MST的合成新工艺，具有现实意义和实际生产可能的操作方案，各步所用原料均为常见化工原料，反应流程均为常规操作条件，环境友好，产品纯度高，可顺利实现工业化的流水作业生产。

本发明的甲基磺草酮的制备方法包括以下步骤：

（1）邻硝基甲苯与氯磺酸进行加成反应，再在催化剂DMF作用下与SOCl₂经酰氯化反应，制得3-硝基-4-甲基苯磺酰氯：

（2）在无机碱的存在下，用亚硫酸钠还原3-硝基-4-甲基苯磺酰氯得到3-硝基-4-甲基苯基亚磺酸钠；再加入氯乙酸和吸附剂，吸附剂选自活性炭、硅藻土、活性氧化铝和硅胶，用于除去反应体系中的二聚体类杂质，过滤，滤液中3-硝基-4-甲基苯基亚磺酸钠与氯乙酸缩合、脱羧生成中间产物A：2-硝基-4-甲砜基甲苯(NMST)：

（3）在酸溶剂和Cat-1存在下，用氧化剂硝酸氧化NMST得到中间体B：2-硝基-4-甲砜基苯甲酸(NMSBA)：