呋喃解草唑的製備方法

2023-05-01 20:59:41 1

專利名稱：呋喃解草唑的製備方法
技術領域：
本發明屬於有機合成和農藥合成領域，特別涉及ー種新型的ニ氯こ醯基噁唑烷類除草劑安全劑的製備方法。
背景技術：
ニ氯こ醯基噁唑烷類化合物是ー種新型的除草劑安全剤。國外從70年代就已經開始研究除草劑安全劑的合成及應用，並且相繼開發了許多不同的品種(例如AD — 67，R — 28725，R — 29148等)。我國有關除草劑安全劑的合成及生物活性研究起步較晚，其中研究較多的是ニ氯こ醯胺類結構的除草劑安全劑，此類安全劑能較好地保護玉米、高粱和水稻等作物免受氯代こ醯替苯胺類(如こ草胺)和硫代氨基甲酸酯類除草劑(如EPTC)的傷害，尤其對磺醯脲類和咪唑啉酮類除草劑有較好的解毒效果，可以減少除草劑所引起的傷害。關於它們較為全面的研究，特別是在噁唑環上所連的取代基不同對安全劑活性的影響仍在探索之中。安全劑與除草劑混配形成新的混配劑將是安全劑的發展方向，而安全劑的研製及使用技術的研究將有利於新除草劑的開發和除草劑的安全使用，減少因除草劑的使用對農業生產所造成的損失，以利於農業生產的持續發展。目前中國還沒有關於呋喃解草唑合成方法的專利，只有關於噁唑烷的製備方法(CN200410012505. 6)，但反應條件要求高，方法複雜，收率低。

發明內容
本發明的目的在於提供ー種操作簡單、產率高、能エ業化的呋喃解草唑製備方法。實現本發明目的的技術解決方案為一種呋喃解草唑的製備方法，步驟如下 第一歩呋喃甲醛與三甲基矽腈的親核加成反應將呋喃甲醛滴加到裝有(CH3)3SiCN
和路易斯酸催化劑的燒瓶中，得到溶液A ;
第二步a - (2-呋喃)_ a -三甲基矽氧こ腈的還原反應將溶液A滴加到裝有氫化鋁鋰的非質子性溶劑中，回流反應，待反應液冷卻至室溫後加入NaOH溶液並在室溫下繼續反應，過濾，濾液經乾燥、旋蒸後得到固體B ;
第三歩，a -氨甲基-2-呋喃甲醇與丙酮的加成消除反應將丙酮加入到固體B和對甲苯磺酸的苯溶液中，回流反應，得到溶液C ；
第四步5-(2-呋喃)_2，2- ニ甲基噁唑烷的醯胺化反應向溶液C中加入NaOH和ニ氯こ醯氯，在0°C以下攪拌反應，反應結束後加水，分液取有機相，有機相經飽和食鹽水洗滌、無水硫酸鎂乾燥、旋蒸後得到固體D，進ー步純化得到目標化合物。本發明與現有技術相比，其顯著優點第三步合成是回流反應形成噁唑烷，溫度過高會導致開環，現有技術中用甲苯做溶劑，其沸點較高，回流溫度過高不利於噁唑烷的形成，使用苯做溶劑明顯提高了產率；第四步合成中背景技術用三こ胺做縛酸劑副反應較多，產品純化複雜，用氫氧化鈉無機鹼做縛酸劑其副反應明顯減少；文獻中採用過柱的方法純化產品，不利於實現エ業化，採用こ醇重結晶操作簡單、產率高。


圖I為本發明中的中間體一a-氨甲基-2-呋喃甲醇的核磁表徵圖，其中，(a)1HNMR表徵結果圖，(b) 13CNMR表徵結果圖。
圖2為本發明中的中間體ー a -氨甲基-2-呋喃甲醇的氣質表徵圖。圖3為本發明中的目標產物一呋喃解草唑的核磁表徵圖，其中，(c) 1HNMR表徵結果圖，(d) 13CNMR表徵結果圖。圖4為本發明中的目標產物一呋喃解草唑的質譜表徵圖。圖5為本發明中的中間體ー a -氨甲基-2-呋喃甲醇的合成エ藝流程圖。圖6為本發明中的目標產物一呋喃解草唑的合成エ藝流程圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明作進ー步詳細描述。本發明呋喃解草唑的製備方法，其步驟如下
第一歩以Znl2、CuI2, KI路易斯酸催化劑中的任意ー種為催化劑，加入呋喃甲醛和三甲基矽腈，其中，呋喃甲醛和三甲基矽腈的摩爾比為I: I. (Tl. 5，反應溫度為5 20°C，反應時間為I. 0 4. Oh,反應製得a - (2-咲喃)-a - ニ甲基娃氧こ臆。第二歩以こ醚、四氫呋喃中的ー種為溶劑，用氫化鋁鋰還原a-(2-呋喃)_ a-三甲基矽氧ZJ青，回流條件下反應l.Ol.Oh，用ZJ青、甲醇等溶劑重結晶得到a-氨甲基-2-呋喃甲醇。第三步以苯、こ酸こ酷、氯仿、甲苯中的任意ー種溶劑作為夾帶劑，加入a-氨甲基-2_呋喃甲醇、甲苯磺酸、丙酮，其中，a-氨甲基-2-呋喃甲醇與丙酮的摩爾比為1:廣5，回流I 4h，反應製得5- (2-呋喃)-2，2-ニ甲基噁唑烷。第四歩以氫氧化鈉、三こ胺中的ー種為縛酸劑，加入5- (2-呋喃)-2，2-ニ甲基噁唑烷和ニ氯こ醯氯，其中，5- (2-呋喃)-2，2- ニ甲基噁唑烷和ニ氯こ醯氯的摩爾比為I: I. (Tl. 3，反應溫度在_1(T5°C，反應時間為8 14h，用こ醇、苯、こ腈等溶劑重結晶得到目標化合物一呋喃解草唑。實施例I
第一歩在IOOml的四ロ燒瓶中加入0. IOmol (CH3)3SiCN和30mgZnI2 ;緩慢滴加呋喃甲醛，兩者的摩爾比為1:1.0，滴加結束後，繼續在5 10°C下反應Ih ;反應結束後用硅藻土過濾以除去ZnI2固體，所得產品為黃色油狀液體A。第二步在250ml的四ロ燒瓶中加入IOOml無水こ醚，待溫度降至(TC再加入2. 09gLiAlH4，緩慢滴加0. Imol液體A，滴加結束後在回流條件下反應I h，反應結束後用冰鹽浴冷卻至5°C，再緩慢滴加3ml冰水和3ml33%Na0H的水溶液，滴加結束後再在室溫條件下反應2h,抽濾，濾餅用こ醚洗滌，合併濾液，用無水MgSO4乾燥後旋蒸得到黃色固體，濾餅及旋蒸得到的黃色固體用IOOml四氫呋喃加熱溶解並抽濾，濾餅再用少量四氫呋喃洗滌，合併濾液，用無水MgSO4乾燥後旋蒸得黃色固體，用甲醇重結晶得淡黃色晶體B。第三步在IOOml四ロ燒瓶中加入0. Olmol晶體B、40mg對甲苯磺酸和30. OmL苯，加熱反應，當溫度升至50°C後加入丙酮，晶體B和丙酮的摩爾比為1:1. O，並在50-54°C下攪拌反應2h ;再回流反應lh，得到淡黃色的液體C。 第四步在IOOml四ロ燒瓶中加入0. Olmol液體C，冷卻至(TC以下，加入
0.OlmolNaOH作為縛酸劑；攪拌30min後，緩慢滴加ニ氯こ醯氯，兩者的摩爾比為I: I. 0，滴加結束後,在-1(T-5°C以下攪拌反應8h ;反應結束後加入50ml水；將反應體系倒入分液漏鬥，有機層用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鎂乾燥；旋蒸掉溶劑得到黃色固體，こ醇重結晶得到白色針狀晶體一呋喃解草唑。a -氨甲基-2-呋喃甲醇的結構表徵 m. p. 82. 9 84.3 °C
元素分析=C6H9NO2
%計算值實測值
C56.6955.85
H7.097. 13
N11.0210.55
核磁譜圖如圖I所示其中
IH-NMR (500 MHz, CDC13) ppm: 8 =2. 268, 2. 432 (dd, 3H，NH2、OH) ； 8 =2. 997, 3. 008 (d, 2H, CH2) ； 8 =4. 618, 4. 630, 4. 641 (s, 1H, CH)；8 =6. 253，6. 256，6. 333，7. 368 (m.，3H, furan-H) ； 8 =7. 280 (溶劑峰)。13C-NMR (500 MHz, CDC13) ppm: 8 =45. 97 (s，1C，—CH2) ； 8 =68. 16 (s,1C, — CH) ； 8 =106. 30,110. 18,142. 00,155. 44 (s,4C, furan-C) ； 8 =76. 80,77. 06,77. 31(dd，溶劑峰)。氣質譜圖如圖2所示其中 M+=126. 89
呋喃解草唑的結構表徵 m. p. 93. 5 96.2 °C 元素分析C11H13N03C1 %計算值實測值
C47.4846.90
H4.684. 74
N5.034. 74
核磁譜圖如圖3所示其中
1H-NMR (500 MHz, CDCl3) ppm: 8 =1. 677，I. 732 (s, 6H, CH3) ； 8 =3. 992，4. 011，4. 029，4. 169，4. 184，4. 196 (m, 2H, CH2) ； 8 =5. 209，5. 224，5. 237 (t, 1H, CH) ； 8 =6. 084 (s, 1H, NH)；8 =6. 413，6. 502，7. 481 (s, 3H, furan-H) ； 8 =7. 278 (溶劑峰)。13C-NMR (500 MHz, CDCl3) ppm: 8 =23. 47, 25. 28 (s，1C，-CH3) ； 6 =66. 95,69.93(s,2C, —CH) ； 8 =96. 87(s, 1C, —C) ； 8 =109. 93,110. 60,143. 60,148. 99 (s，4C，furan-C) ； 8 =159. 63 (s, 1C, —CO) ； 8 =76. 78,77. 04,77. 29 (溶劑峰)。質譜圖如圖4:其中
高分辨質譜M+Na=299. 95，M+K=318. 01實施例2
反應步驟與實施例I完全相同，不同之處對於第一步選擇CuI2為路易斯酸催化劑，反應物的摩爾比為1:1. 3，反應溫度1(T15°C，反應時間為2. 5h ;第二步選擇四氫呋喃為反應溶劑，反應時間為2h，採用こ腈重結晶；第三步用こ酸こ酯為夾帶劑，反應物的摩爾比為1:1.3,回流反應時間為2. 5h ;第四步中選擇三こ胺為縛酸劑，反應物的摩爾比為I: I. 2 ;反應溫度為_5、°C，反應時間為10h，採用苯為重結晶溶剤。
本條實施例的化合物的確認方法與實施例I相同。實施例3
反應步驟與實施例I完全相同，不同之處對於第一步選擇KI為路易斯酸催化劑，反應物的摩爾比為I: I. 5，反應溫度15 20°C，反應時間為4h ;第二步反應時間為3h ;第三歩中用氯仿為夾帶劑，反應物的摩爾比為1:1. 5,回流反應時間為4h ;第四步中反應物的摩爾比為I: I. 3 ;反應溫度為0、°C,反應時間為14h,採用こ腈為重結晶溶劑。本條實施例的化合物的確認方法與實施例I相同。實施例4
反應步驟與實施例I完全相同，不同之處對於第三步中採用甲苯為夾帶劑。本條實施例的化合物的確認方法與實施例I相同。
權利要求
1.一種呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於步驟如下 第一步呋喃甲醛與三甲基矽腈的親核加成反應將呋喃甲醛滴加到裝有(CH3)3SiCN和路易斯酸催化劑的燒瓶中，得到溶液A ; 第二步a - (2-呋喃)-a -三甲基矽氧乙腈的還原反應將溶液A滴加到裝有氫化鋁鋰的非質子性溶劑中，回流反應，待反應液冷卻至室溫後加入NaOH溶液並在室溫下繼續反應，過濾，濾液經乾燥、旋蒸後得到固體B ; 第三步，a -氨甲基-2-呋喃甲醇與丙酮的加成消除反應將丙酮加入到固體B和對甲苯磺酸的苯溶液中，回流反應，得到溶液C ； 第四步5-(2-呋喃)-2，2-二甲基噁唑烷的醯胺化反應向溶液C中加入NaOH和二氯乙醯氯，在0°C以下攪拌反應，反應結束後加水，分液取有機相，有機相經飽和食鹽水洗滌、無水硫酸鎂乾燥、旋蒸後得到固體D，進一步純化得到目標化合物。
2.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於路易斯酸催化劑為ZnI2、CuI2*KI，反應時間為3 4小時。
3.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於所述呋喃甲醛與三甲基矽腈的摩爾比為I: I. (Tl: I. 5，反應溫度在5 20。。，反應時間為I. 0 4· Oh。
4.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於所述步驟2中的非質子性溶劑為乙醚或四氫呋喃，回流反應時間為2. 5小時，加入的NaOH溶液的濃度為10%，在室溫下繼續反應的時間為2小時。
5.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於所述步驟3中，丙酮在50°C下加入到固體B和對甲苯磺酸的苯溶液中，回流條件下反應時間為l.(T3. 0h，用乙腈、甲醇重結晶。
6.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於所述步驟4中，攪拌反應時間為12h。
7.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於氨醇與丙酮環化成噁唑烷，對甲苯磺酸為酸催化劑。
8.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於氨醇與化合物C的摩爾比為I:廣1: 5，苯、乙酸乙酯、氯仿、甲苯為夾帶劑，回流反應時間約f 4h。
9.根據權利要求I所述的呋喃解草唑的製備方法，其特徵在於氫氧化鈉為縛酸劑，氨醇與氫氧化鈉的摩爾比為I: I. (Tl: I. 5，反應溫度在-1(T5°C，反應時間為8 14h，用乙醇、苯、乙腈重結晶。
全文摘要
本發明公開了一種呋喃解草唑的製備方法，由四步構成，第一步呋喃甲醛與三甲基矽腈的親核加成反應，第二步а-(2-呋喃)-а-三甲基矽氧乙腈的還原反應，第三步，а-氨甲基-2-呋喃甲醇與丙酮的加成消除反應，第四步5-(2-呋喃)-2,2-二甲基噁唑烷的醯胺化反應，本發明工藝操作簡單，目標產物純，收率高，這為該類除草劑安全劑的合成提供了另一途徑。
文檔編號C07D413/04GK102617560SQ20111003287
公開日2012年8月1日 申請日期2011年1月30日 優先權日2011年1月30日
發明者石永飛, 蔡春, 魏曉廷, 黃啟鳳 申請人:南京理工大學, 常州華南化工有限公司