五步法合成三氟啶磺隆

2024/4/9 8:53:30 作者:电离式

介绍

三氟啶磺隆是先正达公司于2001年开发的高效磺酰脲类除草剂,化学名称为1-(4,6-二甲氧嘧啶-2-基)-[3-(2,2,2-三氟乙氧基)-2-吡啶磺酰基]脲,主要通过抑制植物体内的乙酰乳酸合成酶的活性,影响支链氨基酸的合成,从而抑制杂草生长达到灭草效果。

三氟啶磺隆.jpg

图一 三氟啶磺隆

合成

三氟啶磺隆可以由中间体3(-2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-磺酰胺和2-氨基-4,6-二甲基嘧啶偶联得到。后者可以大量得到,前者目前有3条合成路线。合成路线一是选用2-氯-3-羟基吡啶为起始原料,首先与对甲苯磺酸三氟乙酯反应,再与硫脲反应得到2-巯基-3-三氟乙氧基吡啶,通入氯气后氨解得到3-三氟乙氧基吡啶-2-基磺酰胺。合成路线二是以烟酰胺为起始原料,首先发生Hofmann降解得到3-氨基吡啶,然后被过氧化氢氧化后氯代得到2-氯-3-氨基吡啶,重氮化后再用三氟乙醇醇解得到2-氯-3-三氟乙氧基吡啶,再与硫氢化钠反应得到2-巯基-3-三氟乙氧基吡啶,用次氯酸钠氧化得到3-三氟乙氧基吡啶-2-基磺酰胺。这两条路线步骤较短,不用保护羟基,直接反应。

在已有的合成路线的基础上,以2-硝基-3-羟基吡啶为起始原料,首先和甲磺酰氯反应,然后和苄硫醇发生亲核取代,和2,2,2-三氟乙基甲磺酸酯发生醚交换,再经过次氯酸钠的氧化,氨气氨化得到目标中间体,最后和2-氨基-4,6-二甲基嘧啶偶联,共五步反应得到三氟啶磺隆。

三氟啶磺隆的合成路线.jpg

图二 三氟啶磺隆的合成路线

步骤一:2-硝基吡啶-3-基甲磺酸盐的合成

在50 mL的茄形瓶中加入2-硝基-3-羟基吡啶(1.4 g,10 mmol)、三乙胺(1.39 mL,1.3 eq)和10 m L二氯甲烷,将所得溶液冷却至0℃,然后缓慢滴加甲磺酰氯(1 mL,1.3 eq)。滴加完毕后,温度升高至室温反应1.5 h,反应结束后加入少量稀HCl和NaHCO3溶液洗涤,用乙酸乙酯萃取,得到的有机相用无水硫酸钠干燥后旋干,得到化合物1为深黄色油状物,质量为2.02 g,不作进一步提纯。

步骤二:2-(苄硫基)吡啶-3-基甲磺酸盐的合成

在50 mL的茄形瓶中加入化合物1(2.02 g)、苄硫醇(1.29 mL,1.1 eq)和15 mL N,N-二甲基甲酰胺,冰浴下搅拌。将氢氧化钾(1.9 g,1.4 eq)溶解于4.4 m L H2O中制备30%的氢氧化钾水溶液,冰浴下将氢氧化钾溶液缓慢滴加至上述溶液中。滴加完毕后继续冰浴反应1 h,反应结束后将混合液倒入盐水中,用乙酸乙酯萃取,得到的有机相用无水硫酸钠干燥后旋干,柱层析得到化合物2为淡黄色固体,质量为1.51 g,前两步总产率为51%。

步骤三:2-(苄硫基)-3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶的合成

在50 mL的茄形瓶中加入化合物2(1.48 g,5 mmol)、2,2,2-三氟乙基甲磺酸酯(1.6 g,1.8 eq)、碳酸钾(1.03 g、1.5 eq)、10 mL N,N-二甲基甲酰胺,在120℃油浴下反应2 h。反应结束后,加入水淬灭,用乙酸乙酯萃取,得到的有机相用无水硫酸钠干燥后旋干,柱层析得到化合物3为白色固体,质量为1.2 g,产率为80%。

步骤四:3-(2,2,2-三氟乙氧基)吡啶-2-磺酰胺的合成

在100 m L的茄形瓶中加入化合物3(1.49 g,5 mmol)、15 mL二氯甲烷、10 mL浓盐酸,将所得溶液冷却至-5℃,然后缓慢滴加有效氯含量为8%的次氯酸钠(18.5 mL,10 eq),滴加完毕后室温搅拌1.5 h,反应结束后,用乙酸乙酯萃取,得到的有机层用无水硫酸钠干燥,旋干后加入10 m L二氯甲烷,冷却至0℃,然后通入氨气20 min,旋干溶剂,柱层析得到化合物4为白色固体,质量为0.78 g,产率为61%。

步骤五:三氟啶磺隆的合成

在50 mL的茄形瓶中加入化合物4(1.28 g,5 mmol)、4,6-二甲氧基-2-(苯氧基羰基)氨基嘧啶(1.6 g,1.2 eq)、10 mL乙腈,冰浴降温至0℃并缓慢滴加三乙胺(0.8 m L,2 eq),滴加完毕后室温下搅拌1 h,反应结束,旋干溶剂,残液中加入少量稀HCl洗涤,然后用乙酸乙酯萃取,有机层用无水硫酸钠干燥后柱层析得到化合物5,质量为1.88 g,产率为86%。

参考文献

[1]丁华平,陈素云.三氟啶磺隆的合成[J].世界农药,2020,42(02):33-35.

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