除草剂碘甲磺隆钠盐的合成硕士论文.pdf

苏州大学 硕士学位论文 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 姓名 王智敏 申请学位级别 硕士 专业 化学工程 指导教师 曹正白 孔繁蕾 20080501 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 中文摘要 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 中文摘要 碘甲磺隆钠盐是一种高效 低毒 对环境友好的磺酰脲类除草剂 该品种在国外已经有多种商品化的产品上市 在国内尚为完全推广 具 有广泛的应用前景 我们对合成碘甲磺隆钠盐工艺路线进行了研究 设 计了两条与文献不同的合成路线 并对这两条路线进行了对比和研究 优选出了以染料中间体4 4 二硝基二苯乙烯 2 2 二磺酸 d n s 为起始 原料 经过氧化 磺酰氯化 酯化 胺化 硝基还原 碘代 缩合等反 应合成碘甲磺隆钠盐的路线 并且对该路线的工艺条件进行了部分研究 优化了部分工艺参数 使其切实可行 更利于工业化生产 该工艺路线 国内未见报道 关键词 碘甲磺隆钠盐 合成 新工艺 作者 王智敏 指导老师 曹正白 孔繁蕾 s y n t h e s i so f l o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u m s y n t h e s i so fi o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u m a b s t r ac t i o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u mi sah i g h p e r f o r m a n c e l o wt o x i c i t ya n de n v i r o n m e n t a l f r i e n d l ys u l f o n y l u r e ah e r b i c i d ew h i c hh a sl i s t e dav a r i e t yo fc o m m e r c i a lp r o d u c t sa b r o a d w h i l eh a s h tb e e nf i l l l ye x t e n d e di nt h ec o u n t r yy e t t h u s i th a sab r o a da p p l i c a t i o n p r o s p e c t s w ea n a l y z e dt h es y n t h e s i so fi o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u ma n dt h e nd e s i g n e d t w od i f f e r e n tr o u t e s a f t e rc o m p a r e da n dr e s e a r c h e dt h e s er o u t e s w es e l e c t e dt h ed y e s t u f f i n t e r m e d i a t e4 4 d i n i t r o s t i l b e n e 2 2 d i s u l f o n i ca c i d d n s 弱s t a r t i n gm a t e r i a l s v i a o x i d a t i o n s u l f o c h l o r i n a t i o n e s t e r i f i c a f i o n a m i d a t i o n n i t r or e d u c t i o n i o d i n a t i o na n d c o n d e n s a t i o nt op r e p a r ei o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u m f u r t h e rs t u d yw a sc a r r i e do u tt o o p t i m i z et h ep r o c e s sp a r a m e t e r ss o 鹤t ob ep r a c t i c a la n df e a s i b l ef o ri n d u s t r i a lp r o d u c t i o n a n dt h ep r o c e s sw a sn o tr e p o r t e di no u r c o u n t r y k e yw o r d s i o d o s u l f u r o n m e t h y ls o d i u m s y n t h e s i s n e wp r o c e s s n w r i t t e nb y s u p e r v i s e db y w a n gz h i r m n c a oz h e n g b a l k o n gf a n l e i 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权的声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明 所提交的学位论文是本人在导师的指导下 独立进 行研究工作所取得的成果 除文中已经注明引用的内容外 本论文不含 其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果 也不含为获得苏州大学 或其它教育机构的学位证书而使用过的材料 对本文的研究作出重要贡 献的个人和集体 均已在文中以明确方式标明 本人承担本声明的法律 责任 研究生签名 圣塑丝 日 学位论文使用授权声明 期 耻d 歌 牛 疹 苏州大学 中国科学技术信息研究所 国家图书馆 清华大学论文 合作部 中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的 复印件和电子文档 可以采用影印 缩印或其他复制手段保存论文 本 人电子文档的内容和纸质论文的内容相一致 除在保密期内的保密论文 外 允许论文被查阅和借阅 可以公布 包括刊登 论文的全部或部分 内容 论文的公布 包括刊登 授权苏州大学学位办办理 研究生签名 歪智数日期 越垒型 导师签名 重垂鱼 日 除草荆碘甲磺隆钠盐的合成一 前言 上 j o 一 刖吾 1 1 农药市场及碘甲磺隆钠盐的市场前景 目前 世界上的人口正在以每年8 0 0 0 万的速度递增 从而对粮食的 需求速度也在不断的增长 增长率为2 6 0 0 万吨 年 人口的增长以及随之 而来的对粮食的需求给今天全球的农业生产系统增加了沉重的压力 提 高作物产量的任务已迫在眉睫 历史上是通过扩大土地种植面积和提高单产量来满足人们对粮食需 求的增加 而今 扩大种植面积已经不再是一个现实的办法 事实上世 界各国正面临着耕地面积不断减少的困境 到2 0 3 0 年 中国和印度的人 口增长总数近7 5 亿 从而需建家园近一亿户 经济学家预测还需新建工 厂1 5 0 2 0 0 万座 而主要人口增长的地区和工业发展地区 不可避免的会 在目前的耕地上破土建设 1 9 5 0 年 世界人均耕地面积为0 2 3 公顷 而 2 0 3 0 年人均耕地仅为那时的1 3 即o 0 8 公顷 摆在全球人民面前的任 务是 在不断减少的耕地上生产出更多的粮食f l j 中国可耕土地仅占世界 的7 却要养活占全球2 2 的人口 粮食问题日益突出 农田杂草从人类开始在大地上耕种那天起就一直是困扰农业生产发 展 阻碍农作物产量提高的一个重要因素 它不但会降低粮食的产量和 质量 毒害人和家畜 还会激发病虫害以及提高农业生产成本 据估计 全球耕地每年杂草危害就造成了7 6 3 亿美元的损失 占病 虫 草 鼠 所造成的总损失 2 4 3 7 亿美元 的l 3 仅粮食就损失了1 2 5 亿吨 足 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 前言 够2 5 亿人生活一年 在我国 列入名录的杂草有7 0 4 种 对农业生产造成危害的重要农 田杂草有6 0 多种 我国的全部耕地因农田杂草的危害 每年作物产量损 失达1 0 以上 仅粮食就损失近7 0 亿公斤 减少农田杂草对农作物的损 害 已经成为提高农作物产量的一个很重要的途径 对于杂草的防除 发达国家以大量使用除草剂为主 除草剂在发达国家农药产品中所占的 比例较大 如美国约为5 0 而我国仅占1 5 而且大多是一些比较老 的传统除草剂品种 为此 我国每年需进口大量的除草剂以弥补不足 其进出口品种也为三大类农药之首 尤其是近年来 随着乡镇经济和农 村经济的迅速发展 大量农村劳动力向城市和乡镇转移 以化学除草来 代替繁重而低效的人工除草尤为迫切 化学除草作为农业实用技术已逐 渐为农民所认识和接受 随着时间的推移和各方面的进步 除草剂的研 究开发和应用将会得到进一步发展 研制出我国自己的 具有专利权的 高效安全的除草剂新品种势在 必行 但新型除草剂的研制很不容易 众所周知 新农药的创制研究具 有周期长 投资惊人 成功率低 风险高 利润丰厚 竞争激励等特点 一个新品种 从研制到最终商品化 约8 1 0 年 约需合成和筛选数万个 化合物 耗资约8 0 0 0 万 1 5 亿美元 与此同时 不论待开发的化合物活 性多么优异 一旦发现其不利于入和环境 即停止开发而前功尽弃 因 此风险很高 为此 在加大新农药研究创制的同时 也要在专利法允许 的范围内 走适合我国国情的路子 即仿制某些专利过期或即将过专利 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成一 前言 期的性能优异而安全的品种 2 研究开发非专利的农药即可以提供国内市场 又可以出口创汇 仿 制农药是农药市场中发展最为迅速的部分 随着世界农药贸易的不断增 加 过专吞i j 期产品的销售额估计将从1 9 9 7 年的2 0 0 亿美元上升到2 0 0 7 年的2 7 5 亿美元 因此有着十分巨大的国际市场 磺酰脲类除草剂的开发是除草剂进入超高效时代的标志 此领域的 研究是化学农药最活跃的研究领域之一 从1 9 7 9 年氯磺隆问世至目前为 止 已有3 0 多个品种问世 其大多为低毒 高效 对后茬作物安全的优 良品种 碘甲磺隆钠盐 通用名称 i o d o s u l f u r o n m e t h y l s o d i u m 试验代号 a e f l l 5 0 0 8 化学名称为4 碘 2 一 3 一 4 一甲氧基一6 甲基 1 3 5 一三嗪一2 基 脲基磺酰基 苯甲酸甲酯钠盐 由艾格福公司研制的 通过抑制乙酰 乳酸合成酶而起作用 主要用于小麦田苗后早期防除黑麦草 野燕麦 梯牧草和多种阔叶杂草的磺酰脲类除草剂 碘甲磺隆钠盐2 0 0 1 年上市 当年即成为安万特公司 罗纳 普朗克加 艾格福 4 个主要农药品种之一 除草剂碘甲磺隆纳盐 异嗯唑草酮 草 胺膦以及杀虫剂氟虫腈 4 个主要农药品种占2 0 0 1 年安万特公司总销售 额的4 7 2 0 0 3 年销售额达到1 0 亿美元 2 0 0 4 年0 9 2 亿欧元 该品 种2 0 0 1 年在布莱顿植保会议上介绍 同年在中国冬春小麦田登记 2 0 0 3 年获得中国行政保护 授权号 n b e p 2 0 0 3 0 6 1 7 2 7 有效期 七年零六个 月 2 0 0 3 年与甲酰氨磺隆 f o r a m s u l f u r o n 复配并在美国上市 该复配 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 一 前言 剂还以商品名m a i s t e r 和e q u i p 分别在北欧和南欧销售 并以f o r t u n a 的 商品名在奥地利登记 与甲磺胺磺隆 m e s o s u l f u r o n m e t h y l 的复配形式 销售 在进入土耳其和中国之后 2 0 0 2 年又以商品名c o s s a c k 首次在南 非上市 并以商品名a r c h i p e l 和a t l a n t i s p a b s o l u 进入法国市场p 1 目前 碘甲磺隆钠盐即将过保护期 提前研究生产碘甲磺隆钠盐的 工艺 对企业抢占市场先机有着极为重要的作用 1 2 碘甲磺隆钠盐的性质及合成路线 碘甲磺隆钠盐 通用名称 i o d o s u l f u r o n m e t h y l s o d i u m 化学名称 为4 碘 2 3 4 甲氧基 6 甲基 1 3 5 三嗪 2 基 脲基磺酰基 苯甲酸 甲酯钠盐 由艾格福公司研制的磺酰脲类除草剂 通过抑制乙酰乳酸合 成酶而起作用 主要用于小麦田苗后早期防除黑麦草 野麦草 梯牧草 和多种阔叶杂草嗍 其结构式如下 碘甲磺隆钠盐原药 含量 8 秭 外观为浅黄色结晶粉末 熔点1 4 8 1 5 5 c 蒸气压2 6xl o 9 p a 2 0 溶解度 9 3 2 0 水中6 0 p h 7 6 丙酮中 3 8 0 二氯甲烷q b 5 0 0 正已烷中1 2x1 0 d 甲醇中1 2 在碱性 介质中比在酸性介质中稳定 碘甲磺隆钠盐原药大鼠急性经口l d 5 0 4 h 2 81 m g k g 对眼睛中 度刺激 对皮肤无刺激性 无致敏性 大鼠 1 3 周 亚慢性喂饲试验 五 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成一 前言 小鼠微核试验均为阴性 未见致畸作用 未见致癌作用 环境生物安全 性评价 碘甲磺隆钠盐对翻车鱼 虹鳟鱼l c 5 0 9 6 h 10 0 m l l 日本鹌鹑 l d 5 0 2 0 0 0 m g l g 蚯蚓l c s o 1 4 d 1 0 0 0 m g k g 在土壤中易降解 对鱼类 鸟 蜜蜂 蚯蚓均为无毒 5 碘甲磺隆钠盐的合成工艺文献报道比较少 6 目前文献报道路线主要 有一条 即以2 乙酰胺基 4 碘 苯甲酸甲酯为起始原料 经过8 步反应制 得碘甲磺隆钠盐 刁 具体过程如下 虽然从文献报道来看 该路线每步收率都还可以 8 0 以上 但是 该路线存在一个致命问题 即原料2 乙酰胺基 4 碘 苯甲酸甲酯国内还没 有工业化生产 而且合成该原料的工艺路线收率并不高 起始原料成本 5 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成一 前言 过高 另外 过早的接上大原子量的碘基团 从原子经济来看并不划算 况且碘的价格昂贵 因此 我们认为该路线工业化价值不大 从我国的国情出发 我们设计以下两条合成碘甲磺隆钠盐的路线 路线1 采用染料中间体4 4 二硝基二苯乙烯 2 2 二磺酸 d n s 为起始原料 经过氧化 磺酰氯化 酯化 酰胺化 硝基还原 碘取代 缩合 成盐一系列反应 合成目标物 硖甲磺l 奎钠叠 路线2 采用2 氨基 4 硝基苯甲酸为起始原料 经过酯化 磺酰氯化 胺化 硝基还原 重氮化碘代 缩合成盐等一系列反应 合成目标产物 生 酸一 氰一合异一维 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 一 前言 醣化 n h 2 1 重氮化 2 磷酰氯化 旦拶一一 l cooch3 成盐 i s 0 2 n h 2 1 重氰化 碘甲磺隆钠盏 7 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 二 实验部分 2 1 仪器 红外光谱n i c o l e t 越後r a r3 6 0 f m 仪 气相色谱h ps p 5 0 2 型气相色谱仪 液相色谱h p l1 0 0 液相色谱仪 质谱 a g i l e n t110 0h p l c m s d 液质联用 熔点w p s 1 型数字熔点仪 未校正 2 2 试剂 a r 级氢氧化钾 高锰酸钾 盐酸 氯化亚砜 n n 二甲基甲酰胺 甲醇 无水乙醇 1 0 p d c 冰醋酸 亚硝酸钠 碘化钾 草酰氯 三乙 烯二胺 乙腈 氢氧化钠 丙酮 硫酸 氯化铜 碳酸氢钠 碳酸钠 乙酸乙酯 氯化铵 工业级4 4 二硝基二苯乙烯 2 2 二磺酸 d n s 液氨 双光气 异氰酸正丁酯 2 氨基 4 硝基苯甲酸甲酯 对硝基甲苯 二氧化硫钢瓶 铁粉 2 3 实验过程 2 3 1 路线1 2 3 1 1对硝基邻磺基苯甲酸的合成1 8 i 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 u n 5 5 0 0m l 四1 2 1 烧瓶中 加入1 9 0g 氢氧化钾 o 2 8t o o l 8 2 3 0 0m l 水搅拌溶解 再加入5 3 0gd n s 0 1 0m o l 8 1 5 搅拌 加热升温至 7 0 c 开始分批加入高锰酸钾 放热反应 温度自然上升至9 5 c 2 小 时加完 共计加入6 3 2g 0 4 0m 0 1 然后在9 5 c 保温反应3h 结束冷 却至7 0 c 真空抽滤 用热水洗涤滤渣 合并滤液洗液 冷却至室温 用盐酸酸化至p h l 有固体析出 真空抽滤 水洗 烘干得黄色固体3 2 0 g 对硝基邻磺基苯甲酸 m l c9 4 熔点1 3 8 1 4 0 文献值 1 4 2 c t 9 1 收率6 0 2 3 1 22 氯磺酰基 4 硝基苯甲酸甲酯的合成1 1 q 5 0 0m l 四口烧瓶 加入2 4 0m l 氯化亚砜 搅拌 冰水浴冷至5 c 分批加入对硝基邻磺基苯甲酸6 4 0g 9 4 0 2 4 m 0 1 加完后 滴入5m l d m f 撤去冰浴 放热升温 并放出大量气体 至2 5 c 再加热升温至回 流 回流反应4h 结束 减压回收氯化亚砜 向残留物中滴加甲醇1 0 0m l 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成二 实验部分 滴完后 室温搅拌过夜 冰浴析晶 真空抽滤 烘干 得浅黄色固体6 0 0 g2 氯磺酰基一4 一硝基苯甲酸甲酯 h p l c9 3 纯品熔点8 8 9 0 c 文 献值 8 6 8 8 0 c t l l l 收率8 3 2 3 1 32 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺的合成 1 2 l 5 0 0m l 四口烧瓶 加入2 5 0m l 二氯甲烷 再加入6 0 0g 9 3 0 2 0 t 0 0 1 2 氯磺酰基 4 硝基苯甲酸甲酯 搅拌溶解 冰水浴冷却至0 c 通 入6 0 0g 氨气 结束 浓缩 回收二氯甲烷 水洗残留物 抽滤 干燥 得5 0 0g2 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺 h p l c9 5 熔点1 9 6 1 9 8 文 献值1 9 6 1 9 8 cc 1 3 m s m z 2 6 1 m 收率9 1 2 3 1 42 甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺的合成 n q啦 方法1 t 1 4 5 0 0m l 四1 3 烧瓶 加入4 0 0m l 无水乙醇 2 5 0g2 甲氧羰基 5 一硝基 苯磺酰胺 9 5 2 0g1 0 p d c 室温搅拌下通入8 小时氢气 过滤 l o 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成二 实验部分 滤液浓缩 干燥得淡黄色固体2 0 0g2 一甲氧羰基 5 一氨基苯磺酰胺 h p l c 9 5 熔点1 6 8 一 1 7 0 c 5 c 献值1 6 8 一1 7 0 c m s 州z 2 3 1 m 收率9 1 方法2 1 5 1 5 0 0m l 四口瓶中 加入3 0 0g 铁粉 2 5 0m l 水 2 5m l 浓盐酸 搅拌 加热升温至9 8 1 0 0 反应1 h 然后 降温至9 0 c 分批加入 4 4 0g 9 8 2 甲氧羰基一5 一硝基苯磺酰胺 3 小时加完 继续在9 0 c 搅 拌反应1 小时 结束 降至室温 加入n a 2 c 0 3 使反应液p h 9 抽滤 滤 液用9 0m l 水洗涤 合并滤液和洗液 滴加浓盐酸酸化至p h l 冰水浴 冷却 抽滤 滤渣用水洗 7 0 0 c 干燥得白色固体3 4 0g2 甲氧羰基一5 氨 基苯磺酰胺的合成 h p l c9 6 熔点1 6 9 1 7 0 c 文献值1 6 8 1 7 0 c m s m z 2 3 1 m 收率9 2 3 2 3 1 52 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺的合成 方法l 1 6 1 5 0 0m l 四口烧瓶 加入1 5 0m l 冰醋酸 1 1 5m l 水 2 8m l 浓盐酸 搅拌 在1 5 2 0 c 下加入2 0 og o 0 8 0m 0 1 2 一甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺 冰水浴冷至o 5 滴加5 6g 亚硝酸钠的8m l 水溶液 滴完后5 c f 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成二 实验部分 搅拌3 0 分钟 结束后 所得悬浊液滴入1 3 6g 0 0 8 2m 0 1 碘化钾的1 5 0 m l 水溶液中 放热升温至5 0 c 并放出气体 冷却至室温 抽滤 水 洗 干燥 得2 3 0g2 一甲氧羰基一5 一碘代苯磺酰胺 h i l c9 5 熔点1 7 6 1 7 7 1 2 文献值1 7 6 1 7 7 c t l 7 m s m z 3 4 2 m 收率8 2 方法2 t 1 9 1 5 0 0m l 四1 3 瓶中 加入4 4 0g 浓盐酸 2 0 0m l 水 搅拌均匀 室温 加入6 8 0g2 甲氧羰基 5 一氨基苯磺酰胺 搅拌1 h 冷水浴冷却至0 c 滴 加2 5 0g 亚硝酸钠与6 0 0g 水溶液 半小时滴完 再反应半小时 滴加4 6 0 g 碘化钾的8 0 0g 水溶液 l h 滴完 加热升温至6 5 c 反应l h 结束 冰水浴冷至0 c 抽滤 水洗 收集固体 干燥得8 7 0g2 甲氧羰基一5 一碘 代苯磺酰胺 h p l c9 5 熔点1 7 6 1 7 7 4 c 文献值1 7 6 1 7 7 c t l 7 1 m s m z 3 4 2 m 收率8 7 2 3 1 6 碘甲磺隆的合成 方法1 t 1 9 5 0 0m l 四口烧瓶 加入2 3 0g2 一甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺 1 5 0m l 无水甲苯 0 3 5m o l 草酰氯 搅拌 加入1 0g 三乙烯二胺催化剂 搅拌下 慢慢升温至6 0 在6 0 6 5 c 保温反应6 小时 再慢慢升温至9 0 c 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成二 实验部分 在9 0 1 0 0 c 反应1 8h 过滤除去固体 减压脱去甲苯和过量的草酰氯 得深色油状异氰酸酯粗品 再加入1 0 0m l 乙腈 加入0 0 7m o l 三嗪室温 搅拌1 8h 冷却至0 c 抽滤 用乙腈洗涤 收集固体 烘干 得碘甲磺 隆2 3 0g h p l c9 3 m s 毗 5 0 8 m 收率6 8 方法2 t 2 0 l 2 0 0 0i n l 四口瓶 回流管 干燥管 机械搅拌 室温加入2 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺 9 5 1 4 0 0g 二甲苯4 4 0m l 异氰酸正丁酯4 6m l 与3 6 0m l 二甲苯溶液 少许三乙烯二胺 加完后 加热升温至回流 1 3 5 1 4 0 c 回流反应2 5h 结束冷却至1 3 0 c 左右 滴加双光3 0 4m l 有气体产生 3h 滴完 加热升温至1 3 9 回流反应2 h 结束后 常压蒸馏 釜温1 4 0 1 5 0 c 顶温1 4 5 蒸出大部分溶剂 结束后 冷至6 0 加入2 5 0m l 甲苯 再加入4 2 0g2 甲基 4 一氨基一6 一甲氧基均三嗪 再加入1 5 0m l 甲苯 5 0 c 搅拌反应5 h 结束后冷却至室温 抽滤 7 0 c 烘干得15 0 0g 碘甲磺隆 肌c9 3 m s m z 5 0 8 m 收率7 5 2 3 1 7 碘甲磺隆钠盐的合成 2 1 1 5 0 0r n l 四口瓶中 室温下加入2 3 0g 碘甲磺隆 9 3 3 n k2 0 0m l 丙酮 搅拌 溶解 滴加4 0g5 0 氢氧化钠水溶液 搅拌3 0 分钟 冰水 1 3 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 浴冷至o 以下 析晶 抽滤 用水洗涤 收集固体 烘干 得钠盐2 1 0 g 9 0 h p l c 定量分析纯度为9 0 熔点 1 5 0 1 5 3 c 文献值1 4 8 1 5 5 收率8 5 3 碘甲磺隆钠盐的质量标准 目前市场上销售的碘甲磺隆钠盐允许水 份含量为5 1 0 内标含量i 8 8 2 3 2 路线2 2 3 2 12 氨基 4 硝基苯甲酸甲酯的合成 2 2 1 5 0 0m l 四1 3 瓶中 加入4 0 0g2 氨基 4 硝基苯甲酸 3 0 0m l 甲醇 4 0m l 浓硫酸 混合物加热至沸腾 回流反应1 0h 减压浓缩回收甲醇 残余物加入3 0 0m l 乙酸乙酯溶解 混合物用饱和的碳酸氢钠水溶液洗至 中性 浓缩有机相 回收大部分乙酸乙酯 抽滤 收集固体 烘干 得 2 氨基 4 硝基 苯甲酸甲酯3 6 2 9 h p l c9 5 熔点1 5 6 1 5 8 c 文献 值 1 5 6 1 5 8 收率8 0 2 3 2 22 氯磺酰基 4 硝基苯甲酸甲酯的合成 i 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 5 0 0m l 四口瓶中 加入3 6 og 0 1 7 5 m 0 1 2 氨基 4 硝基一苯甲酸甲 酯 1 3 0m l 冰醋酸 5 4m l 浓盐酸 搅拌混合 然后滴加1 2 7g 亚硝酸 钠的1 8m l 水溶液 滴加温度为1 3 1 5o c 滴完后 搅拌3 0 分钟 加 热至2 5 1 2 向溶液中滴完后 将混合物倒入冰水中 析出固体加用s 0 2 饱和的含1 7g 氯化铜的1 3 0m l 冰醋酸溶液 当气体挥发 抽滤 收集 固体 用水洗涤 烘干后得到3 6 0g h p l c9 4 2 氯磺酰基 4 硝基苯 甲酸甲酯 熔点 8 8 一9 0 c 文献值 8 8 9 0 c 收率7 0 4 2 3 2 32 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺的合成 5 0 0m l 四口烧瓶 加入2 5 0n 儿二氯甲烷 再加入6 0 0g 9 3 0 2 0 t 0 0 1 2 氯磺酰基 4 硝基苯甲酸甲酯 搅拌溶解 冰水浴冷却至0 c 通 入6 0 0g 氨气 结束 浓缩 回收二氯甲烷 水洗残留物 抽滤 干燥 得5 0 0g2 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺 h p l c9 5 熔点1 9 6 1 9 8 1 2 文 献值1 9 6 1 9 8 c 1 1 3 m s m z 2 6 1 m 收率9 1 2 3 2 42 甲氧羰基 孓氨基苯磺酰胺的合成 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 5 0 0m l 四口烧瓶 加入4 0 0m l 无水乙醇 2 5 0g2 甲氧羰基 5 硝 基苯磺酰胺 9 5 2 0g1 0 p d c 室温搅拌下通入8 小时氢气 过 滤 滤液浓缩 干燥得淡黄色固体2 0 0g 即2 甲氧羰基 5 氨基苯磺 酰胺 h p l c 9 5 熔点1 6 8 1 7 0 c 文献值1 6 8 1 7 0 c m s m z 2 3 1 m 收率9 1 2 3 2 52 一甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺的合成 5 0 0m l 四口烧瓶 加入1 1 5m l 水 2 8m l 浓盐酸 搅拌在1 5 2 0 2 下加入2 0 0g o 0 8m 0 1 2 一甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺 冰水浴冷 至0 5 c 滴加5 6g 亚硝酸钠的8m l 水溶液 滴完后5 c 下搅拌3 0 分钟 结束后 所得悬浊液滴入1 3 6g 0 0 8 2m 0 1 碘化钾的1 5 0n d 水溶液中 放热升温至5 0 c 并放出气体 冷却至室温 抽滤 水洗 干燥 得2 3 0g2 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺 h p l c9 5 熔点1 7 6 1 7 7 c 文献值1 7 6 1 7 7 c1 1 6 j m s m z 3 4 2 m 收率8 2 2 3 2 6 碘甲磺隆的合成 1 6 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 二 实验部分 5 0 0m l 四1 3 烧瓶 加入2 3 0g2 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺 15 0m l 无水甲苯 0 3 5t o o l 草酰氯 搅拌 加入1 0g 7 烯二胺催化剂 搅拌下 慢慢升温至6 0 c 在6 0 6 5 c 保温反应6 小时 再慢慢升温至9 0 c 在9 0 1 0 0 6 c 反应1 8h 过滤除去固体 减压脱去甲苯和过量的草酰氯 得深色油状异氰酸酯粗品 再加入1 0 0m l 乙腈 加入0 0 7m o l 三嗪室温 搅拌1 8h 冷却至0 c 抽滤 用乙腈洗涤 收集固体 烘干 得碘甲磺 隆2 3 0g h p l c9 3 m s m z 5 0 8 m 收率6 8 2 3 2 7 碘甲磺隆钠盐的合成 5 0 0m l 四口瓶中 室温下加入2 3 0g 碘甲磺隆 9 3 加入2 0 0r n l 丙酮 搅拌 溶解 滴加4 0g5 0 氢氧化钠水溶液 搅拌3 0 分钟 冰水 浴冷至0 c 以下 析晶 抽滤 用水洗涤 收集固体 烘干 得钠盐2 1 0 g 9 0 h p l c 定量 熔a g 1 5 0 1 5 3 c 文献值1 4 8 1 5 5 2 收率 8 5 3 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 结果与讨论 结果与讨论 日木叫p j 匕 3 1 两条工艺路线对比 路线1 采用染料中间体d n s 为起始原料 经过氧化 磺酰氯化 酯 化 氨化 硝基还原 碘取代 缩合成盐等七步反应 合成了目标物 总收率为1 9 6 该路线起始原料由于是染料中间体 比较容易得到 价 格较为便宜 所采用反应都为常见反应 操作较为方便 适合工业化生 产 该合成路线未见文献报道 路线2 采用2 氨基 4 硝基苯甲酸为起始原料 经过酯化 磺酰氯化 氨化 硝基还原 重氮化碘代 缩合成盐等六步也合成目标物 总收率 为2 4 4 但该路线起始原料比路线1 的起始原料d n s 价格贵 而且生 产厂家少 该合成法也是未见文献报道 综合以上 我们认为还是采用路线1 产品原料成本更为低廉 更适 合工业化生产 3 2 路线1 的工艺研究 3 2 1 对硝基邻磺基苯甲酸的合成 表3 2 1 1 氧化剂种类对反应的影响 实验编号氧化剂种类收率 1高锰酸钾6 0 o 2 重铬酸钠 5 0 1 3氧化铬5 1 2 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 结果与讨论 从上表可以看出 在氧化剂使用中 使用高锰酸钾比铬盐氧化收率 高得比较多 而且使用高锰酸钾后处理相对方便 点 使用重铬酸盐 产生大量的含铬废水 环境污染比较严重 因此 多方面来考虑 还是 采用高锰酸钾为好 表3 2 1 2 氧化剂用量对反应的影响 实验编号氧化剂用量收率 1 3 2 9 摩尔比1 2 5 0 5 2 6 3 9 摩尔比1 4 6 0 0 3 7 9 9 摩尔比1 5 6 0 3 从上表可以看出 高锰酸钾 用量不足 氧化不彻底 收率较低 用量过多 提高收率不明显 需用大量亚硫酸钠处理 原料成本上升 所以 磺胺与高锰酸钾摩尔比为1 4 比较合适 3 2 22 氯磺酰基 4 硝基苯甲酸甲酯的合成 表3 2 2 1 反应温度对反应的影响 实验编号温度 收率 10 8 0 22 0 8 3 35 0 7 0 从上表可以看出 温度过低 酰氯与甲醇反应不完全 收率较室温 低 温度过高 磺酰氯可能产生副反应 反应收率下降厉害 因此采用 室温 2 0 反应较为适宜 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成结果与讨论 3 2 32 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺的合成 3 2 3 1 氨气用量对反应的影响 实验编号氨气用量收率 1摩尔比1 1 09 0 5 2摩尔比l 1 89 1 o 3摩尔比1 2 5 8 9 2 从上表中可以看出 过量的氨气可以使磺酰氯反应完全 太多的氨 气对于反应没有多大好处 可能会生成其他副产物 降低收率 采用磺 酰氯与氨气摩尔比1 1 8 即可 3 2 42 甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺的合成 表3 2 4 1 还原剂品种对反应的影响 实验编号催化剂收率 l铁粉8 2 3 2 f e 2 0 0 目 8 1 2 3f e 8 0 目 8 5 0 41 0 p d c9 1 o 5z n 粉7 3 3 从上表可以看出 锌粉催化反应 效果较差 主要是后处理比较困 难 大量固体混杂 产品提取困难 不同品质的铁粉 反应效果不同 必须是铸铁屑粉 才能达到较好还原效果 铁粉还原比较经济 但产生 铁泥污染 p d c 还原收率与铁粉差不多 工艺过程也比较干净 但成本 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 结果与讨论 较高 因此 在生产量不大的工业生产中 可视情况采用f e 粉或p d c 还原 3 2 52 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺的合成 表3 2 5 1 酸的种类对反应的影响 实验编号酸种类收率 1c h 3 c o o h h c l8 2 2h c l8 7 3 h 2 s 0 4 8 0 从上表可以看出 采用c h 3 c o o h h c l 或h c l 作为反应介质 收率 差不多 h 2 s 0 4 作为介质稍低 主要是由于该芳胺的重氮盐较为稳定 采 用c h 3 c o o h h c l 操作比较麻烦 溶剂消耗大 回收困难 因此 重氮 化反应采用h c i 为反应介质即可 表3 2 5 2 重氮化温度对反应的影响 实验编号温度 收率 l 1 0 7 8 o 从上表可以看出 反应温度过低 反应较慢 对收率有一点影响 反应温度过高 重氮盐可能分解 也影响反应收率 0 5 比较适宜 3 2 6 碘甲磺隆的合成 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成结果与讨论 表3 2 6 1 光化剂对反应的影响 实验编号反应剂种类收率 1草酰氯6 6 2双光7 2 从上表可以看出 使用双光比草酰氯收率高一点 虽然使用双光操 作比使草酰氯复杂 且有一定危险性 但就目前国内情况来看 使用双 光进行通光操作的企业比较多 因此工业生产来讲 使用双光比较实际 表3 2 6 2 缩合溶剂对反应的影响 实验编号反应剂种类收率 1乙腈7 2 2二甲苯6 7 3甲苯 6 8 从上表可以看出 在缩合溶剂使用中 乙腈对产品溶解较小 所以 反应收率也较二甲苯及甲苯为高 且相对杂质较少 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成附图一2 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺的质谱 附图一2 甲氧羰基 5 硝基苯磺酰胺的质谱 v o u 弩口i p e u 上 h 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 附图二2 甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺的质谱 附图二2 甲氧羰基 5 氨基苯磺酰胺的质谱 n to fw i n d o w8 0 m ss p e c t r u m 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成附图三2 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺的质谱 附图三2 甲氧羰基 5 碘代苯磺酰胺的质谱 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成附图四碘甲磺隆的质谱 附图四碘甲磺隆的质谱 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 附图五碘甲磺隆钠盐的检验报告 附图五碘甲磺隆钠盐的检验报告 江苏省农用激素工程技术研究中心有限公司 j i a n g s ua g r o c h e ml a b o r a t o r y c o l t d 9 8m i n j i n gr o a d h i t e c hz o n e c h a n s o n j i a n g s u2 13 0 2 2 c h i n a f a x 8 6 519 510 8 0 9 7e m 叠 瀣噬 韭 嫂她璺 盛出艘 t e l 8 6 5 t 9 5 1 0 9 9 6 3u r l h t t p w w w j s m o n o c o m 分析单 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成 参考文献 8 9 1 0 11 1 2 1 3 1 4 1 5 f 1 6 1 7 参考文献 柏亚军 严兴祥 世界农药公司改组动向 农药 j 2 0 0 0 1 0 1 4 刘长令 新农药研究开发文集 化学工业出版社 2 0 0 2 6 2 刁杰 敖飞 新型除草剂碘甲磺隆钠盐f a 农药 2 0 0 7 4 6 7 4 8 4 4 8 5 范志金 磺酰脲除草剂的现状和发展趋势分析 a 农药 1 9 9 9 3 8 5 7 刘长令 世界农药大全 除草剂卷 化学工业出版社 2 0 0 0 4 4 4 6 刘长令编 世界农药信息手册 化学工业出版社 2 0 0 0 2 9 2 2 9 3 o r to s w a l d d e b a u e rk l a u s d e b i e r i n g e rh e r m a n n 回e a r y l s u l f o n y l u r e a s p r o c e s s e sf o rt h e i rp r e p a r a t i o n a n dt h e i ru s e a sh e r b i c i d e sa n dg r o w t hr e g u l a t o r s u s 5 4 6 3 0 8 1 1 9 9 5 s c h n a b e lg e r h a r d d e w i l l m sl o t h a r d e i n t e r m e d i a t e sf o rt h ep r e p a r a t i o n o f p h e n y l s u l f o n y l u r e ah e r b i c i d e sa n dp l a n tg r o w t hr e g u l a t o r s u s 5 7 2 3 4 0 9 19 9 8 b u c k i n g h a m j d i c t i o n a r yo f o r g a n i cc o m p o u n d s 5 t he d 1 9 8 2 4 2 9 5 s c h n a b e lg e r h a r d d e w i l l m sl o t h a r d e b a u e rk l a u s d e b i e r i n g e r h e r m a n n e i n t e r m e d i a t e sf o rt h ep r e p a r a t i o no fp h e n y l s u l f o n y l u r e ah e r b i c i d e s a n dp l a n tg r o w t hr e g u l a t o r s u s 5 4 4 9 812 19 9 5 s c h n a b e l g e h a r d n e wp h e n y l s u f o n y l u r e a s t h e i rp r e p a r a t i o n a n d u s ea sh e r b i c i d e sa n dp l a n tg r o w t hr e g u l a t o r s d e 4 2 3 6 9 0 219 9 4 o r to s w a l df o e b a u e rk l a u s d e b i e r i n g e rh e r m a n n d e a r y ls u l p h o n y l u r e ac o m p o u n d s am e t h o do fp r e p a r i n gt h e m a n dt h e i ru ea sh e r b i c i d e sa n d g r o w t hr e g u l a t o r s w 0 9 2 138 4 5 19 9 2 l o v e b e r n a r d 2 一s u i f o b e n z o i ca c i de s t e r s j o c 19 6 2 2 7 2 17 7 8 0 李正民等 磺酰脲化合物及除草活性 c n l0 0 3 3 6 8 0 6 c 2 0 0 5 段彳 7 4 5 编 实用精细有机合成手册 化学 z at i x 社2 0 0 0 2 9 4 章思规 辛忠编 精细有机化工制备手册 科学技术文献出版社 2 0 0 0 1 5 2 1 5 4 o r to s w a l d d e b a u e rk l a u s d e b i e r i n g e rh e r m a n n d e a r y ls u l p h o n y l 1 j 1 j 1 j 1 j 1 j 1 j 1 j n 皿p m p k p 除草剂碘甲磺隆钠盐的合成参考文献 b r e ac o m p o u n d s am e t h o do fp r e p a r i n gt h e m a n dt h e i r1 1 ea sh e r b i c i d e sa n d g r o w t hr e g u l a t o r s e p 0 5 7 4 418 19 9 3 1 8 樊能廷编 有机合成事典 北京理工大学出版社 1 9 9 2 4 9 0 1 9 李正民等 磺酰脲化合物及除草活性 c n l 7 0 2 0 6 4 2 0 0 5 2 0 曹顺民 扬一葵 双光气法合成苯黄隆 农药 1 9 9 7 3 6 1 6 7 2 l m u e u e rk l a u