氟胺磺隆的作用

2020/4/27 8:12:27

背景及概述[1-2]

氟胺磺隆(triflusulfuron-methyl),商品名称Dubut、Sufari、Upbeat,是由杜邦公司开发的磺酰脲类除草剂。氟胺磺隆主要用于防除甜菜田阔叶杂草和禾本科杂草,药效好、安全性高、对环境友好,即使按2倍的推荐用量施用,对甜菜仍极安全。氟胺磺隆是一种芽后除草剂,用于防除某些阔叶和禾本科杂草。目前共有3种氟胺磺隆产品在加拿大获得登记,包括一种原药、一种生产用浓缩液和商业用终端产品。

该除草剂于2009年已过专利保护期,不仅对当茬作物安全,而且对后茬作物无影响。是目前十分理想的值得推广和发展的除草剂之一,因此探索一条经济合理的工业化路线对其工业化生产具有重要意义。

作用机理[3]

氟胺磺隆作用机理是抑制植物的乙酰乳酸酶合成,阻断侧链氨基酸生物合成,从而影响细胞的分裂和生长,氟胺磺隆用于甜菜田的苗后除草,可有效防除许多一年生和多年生阔叶杂草,但对禾本科杂草防效不佳。

制备[1]

以邻甲基水杨酸为原料,经甲酯化、加成、Newman-Kwart重排、氯磺化4步反应得到2-氯磺酰基-3-甲基-苯甲酸甲酯,再与2-氨基-4-二甲胺基-6-三氟乙氧基-均三嗪一步缩合反应生成氟胺磺隆。在优化的条件下,产物纯度高达99%,总收率57.8%。

1)邻甲基水杨酸甲酯(1)的合成

在1000mL反应瓶中加入邻甲基水杨酸(100g,0.65mol)、甲醇(500mL,400g),搅拌至邻甲基水杨酸完全溶解。室温滴加98%浓硫酸(55mL,100g),约20min左右滴加完毕,然后升温至回流反应20h。反应毕先常压后减压蒸馏除去甲醇,然后将反应瓶用冰盐水冷却至0℃,依次加入二氯甲烷300mL和水300mL,搅拌20min后分出二氯甲烷层,水层再用300mL二氯甲烷萃取1次,合并二氯甲烷层。依次用10%碳酸氢钠洗,水洗,无水硫酸镁干燥,蒸馏除去二氯甲烷得产品邻甲基水杨酸甲酯(102g,0.61mol),淡黄色液体,沸点239℃,收率92.5%。含量98%(GC),GC/MS(positiveion)m/z(%):166(M+,100)。

2)2-二甲基氨基硫代甲酰氧基-3-甲基-苯甲酸甲酯(2)的合成

在1000mL反应瓶中加入96%氢氧化钠(16.3g,0.39mol)、二甲基亚砜200mL和邻甲基水杨酸甲酯(50g,0.30mol),室温搅拌反应30min。然后冰盐水冷却至0℃以下,加入二甲氨基硫代甲酰氯(40g,0.30mol),控温在5℃左右反应2h。反应毕,向反应瓶中加入400mL水,搅拌10min,过滤,水洗,干燥得产品66g[3,6],含量95%(HPLC),收率86.8%,粗品可用石油醚重结晶得淡黄色晶体,熔点93~94℃(文献值:94~96℃)。

3)2-二甲基氨基甲酰硫基-3-甲基-苯甲酸甲酯(3)的合成在500mL带有回流冷凝管的反应瓶中加入2-二甲基氨基硫代甲酰氧基-3-甲基-苯甲酸甲酯(100g,0.39mol),80mL三氯苯升温216℃回流反应,气相色谱跟踪至反应完全,约6h左右。然后冷却至150℃左右,减压蒸馏除去三氯苯得暗黄色油状物质100g,含量92%(GC),收率92%。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:2.44(s,3H,3-Me),3.09(brs,6H,NMe2),3.84(s,3H,CO2Me),7.31(t,1H,Ph-H),7.43(d,1H,Ph-H),7.56(d,1H,Ph-H)。

4)2-氯磺酰基-3-甲基-苯甲酸甲酯(4)的合成

在1000mL反应瓶中加入2-二甲基氨基甲酰硫基-3-甲基-苯甲酸甲酯(50g,0.18mol)、350mL二氯甲烷和400mL水,于20℃左右通入氯气,液相色谱跟踪至反应完全,停止通氯,室温搅拌反应30min,停止搅拌,静置分层。分出下层二氯甲烷层,水层用300mL二氯甲烷再萃取1次,合并二氯甲烷层,无水硫酸镁干燥,减压脱溶除去二氯甲烷,过滤得白色晶体38.5g,收率85%,含量98%(HPLC),熔点115~116℃(文献值:114~116℃)。1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:2.78(s,3H,3-Me),3.84(s,3H,CO2Me),7.31(d,1H,Ph-H),7.44(d,1H,Ph-H),7.56(t,1H,Ph-H)。GC/MS(positiveion)m/z(%):248([M+1]+,100)。

5)氟胺磺隆(5)的合成

在500mL反应瓶中加入氰酸钠(70g,92%,0.90mol)、2-氯磺酰基-3-甲基-苯甲酸甲酯(156g,0.62mol)、吡啶(123g,1.55mol)和160mL乙腈,控温在20~25℃反应4h左右。然后加入2-氨基-4-二甲胺基-6-三氟乙氧基-均三嗪(130g,98%,0.52mol),液相色谱跟踪至反应完全,然后加入5%盐酸120mL,滴加水300mL,约1h滴加毕,过滤,水洗得白色固体47g,收率92%,含量99%(HPLC),熔点161~162℃(文献值:161~162℃)。

1HNMR(300MHz,CDCl3)δ:2.93(s,3H,3-Me),3.20(s,6H,N(CH3)2),3.85(s,3H,CO2Me),4.71(q,2H,CH2CF3),7.08(s,1H,N-H),7.26(d,1H,Ph-H),7.39(d,1H,Ph-H),7.51(t,1H,Ph-H),12.39(s,1H,N-H)。

主要参考资料

[1] 氟胺磺隆的合成

[2] 杜邦除草剂氟胺磺隆获加拿大批准续展登记

[3] CN201811608831.1一种含氟胺磺隆的除草组合物及其制备方法

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