嘧啶水杨酸类除草剂Staple的合成与工艺研究

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乙酰乳酸合成酶(ALS:Acetolactate Synthase)/乙酰羟酸合成酶(AHAS:Acetohydro Synthase)抑制剂,是开发超高效除草剂品种最为活跃的领域,也是化学农药最为活跃的研究领域之一。目前ALS/AHAS抑制剂主要有四类:咪唑啉酮类除草剂;磺酰脲类除草剂;三唑并嘧啶类除草剂;嘧啶(硫)醚类除草剂。   综述了嘧啶(硫)醚类除草剂的创制过程,模式结构的建立,以及嘧啶(硫)水杨酸化合物的合成方法,Staple是嘧啶(硫)水杨酸化合物中已商品化五个产品之一,调研了Staple的性质和合成路线,并对路线作了仔细分析,合成,优化,成本核算,获得了合成Staple较佳的工业小试技术。   用丙二酸酯法合成2-硫代巴比妥酸,并通过实验探索使收率有了较大提高,收率为89.2%。在2-氯-6-巯基苯甲酸合成中,主要有两种方法,一是利用2-氯-6-氨基苯甲酸在酸性介质中形成重氮盐,再与二硫化钠或黄原酸盐反应得到,原路线五步收率约为10%左右,路线改进后,五步反应总收率达50%。二是采用2,6-二氯苯腈为原料,与硫氢化钠反应得到2-氯-6-巯基苯腈,再用50%的浓硫酸,高温加热下形成酰胺,得到的酰胺在酸性介质中形成重氮盐后水解成酸,改进后总收率为40%。   2-氯-6-氨基苯甲酸在酸性介质中形成重氮盐制2-氯-6-巯基苯甲酸,由于重氮反应的稳定性差,因此,是路线中的难点,在一系列的探索后得出滴加时最适温度为0℃,重氮盐酸盐比重氮硫酸盐收率稍高一点,硫化钠与升华硫的配比为1:1.2,底物与二硫化钠的配比为1:2,快速搅拌,插入液面以下滴加为最佳条件,收率为88%左右。   在2-氯-6-巯基-苯甲酰胺制2-氯-6-巯基-苯甲酸的过程中,酰胺在强碱中不能进一步水解,在一般的酸中也不易水解,只有在硫酸浓度≧30%,且温度≧120℃时才能反应。收率较低,为50%左右。   在2,6-二氯苯腈巯基化时,最适条件为甲醇或乙醇作溶剂,室温反应较合适。用无水甲醇将NaHS溶解后形成无水甲醇体系,加热回流14小时,得到另一种化合物,结构初步推测。   我们还对Staple合成的溶剂体系进行了研究,Staple的合成由开始的K2CO3/DMF体系,到K2CO3/丙酮体系,到最后的PEG-400/无水乙醇体系,降低了成本,简化了操作。   最后我们对Staple合成作了核算,由2-氯-6-硝基甲苯为起始原料合成Staple,最终成本核算为每吨26.6万元,由2,6-二氯苯腈为起始原料合成Staple,最终成本核算为每吨32.84万元。
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