[发明专利]一种制备除草剂苯唑草酮的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种以3-硝基邻二甲苯为原料制备除草剂苯唑草酮的方法。 

技术背景

[2-甲基-3-(4，5-二氢-3-异噁唑基)-4-(甲基磺酰基)苯基]-(5-羟基-1-甲基-1H-比唑-4-基)甲酮(Topramezone)苯唑草酮(CAS210631-68-8，ISO通用名为Topramezone)，其化学结构如下： 

苯唑草酮是德国巴斯夫公司发现和开发的结构中同时包含吡唑和异噁唑两种结构的对羟基苯基丙酮酸酯双氧化酶(4-HPPD)抑制剂，4-HPPD抑制剂是20世纪90年代确定的新的除草剂靶标它通过抑制质体醌生物合成中的4-羟基苯基丙酮酸双氧化酶(HPPD)，从而间接影响类胡萝卜素的合成，干扰叶绿体在光照下合成与功能，最终导致杂草死亡。由于HPPD抑制剂在动植物体内的作用机制不同，所以它对对哺乳动物是安全的。因此，迄今为止，已开发的HPPD抑制剂类除草剂仍是目前对哺乳动物毒性最小的除草剂品种之一，目前尚未发现其抗性方面的文献报道，因此，这是一类发展前景良好的需光型除草剂。 

苯唑草酮可用于玉米田苗后茎叶处理，是一种杀草谱广、适用范围广、安全性高、作用速度快、与其他除草剂兼容性好的除草剂。杀草谱广表现在其对玉米地一年生禾本科和阔叶杂草，如以以马唐、牛筋草、狗尾草、光头稗、通泉草、辣子草、凹头苋、碎米莎草、扁穗莎草、苘麻等一年生杂草和自生油菜苗有良好作用，恶性杂草如铁苋菜、鸭跖草、饭苞草、酢浆草、水竹叶等，可与莠去津90％可湿性粉剂50g混用，可以达到良好的除草效果；施用范围广表现在一般玉米苗后除草剂只能在玉米的2-6叶期用药，超过此时期用药就会有明显的药害，苯唑草酮使用时间范围更广；另外苯唑草酮除了一般玉米外，对甜玉米，糯玉米和爆裂玉米安全性也很高，因此，苯唑草酮是被认为是目前市场上国内外所有玉米苗后除草剂品种中最安全的；再加上它作用速度快表现用在药后2～5天效果显著；并且兼容性好，能与莠去津、氟嘧磺隆、烟嘧磺隆和异丙甲草胺混合使用，取得较好的除草效果。所以，2009年当苯唑草酮在中国以商品名苞卫上市，其市场反应积极，与烟嘧磺隆、硝磺草酮三足鼎立，在国内迅速得到推广应用，已成为玉米田除草剂市场的主流产品，有着良好的应用前景。 

通过大量文献调研发现，因苯唑草酮尚处于专利保护期，目前国内有关苯唑草酮的研究主要集中于其作用机理，田间应用、安全性研究以及原药的分离和定量分析等方面，有关合成的文献较少，德国巴斯夫公司和日本曹达株式会社以及分别对苯唑草酮的合成做过专利报道。其中曹达公司报道的专利路线中的初始原料3-二甲基-4-甲磺酰基苯甲酸甲酯很难得到，市面上没有现成的产品出售，并且实验中有多步不能反应完全的步骤，需要进行柱层析纯化分离；另外，此路线还用到丙酮氰醇等剧毒试剂，总产率只有5％左右；路线长，总产率低，成本高，操作麻烦，不利于工业化生产。巴斯夫公司报道了两条完整合成路线和几条可能的合成路线，其中报道的两条完整路线总产率都能达到20％以上，但多步需要用到高压及加热设备，对设备要求高；另外需要用到金属钯、金属铂等贵重金属化合物催化剂，这些催化剂价格昂贵、回收困难，使总成本比较高。 

本论文提供一种合成苯唑草酮的方法，意在避免了巴斯夫合成方法中难以回收再利用的昂贵的金属钯／铂类催化剂的使用，具体反应路线如下： 

以3-硝基邻二甲苯为起始原料，经过肟化、加成、还原、重氮化、溴代、与正丁基锂进行卤锂交换后与二氧化碳反应、氧化、与和1-甲基-5-羟基吡唑缩合重排八步反应得到最终产物苯唑草酮，在优化条件下，总产率30.2％。其原料简单易得，后处理简单，总收率较高，可以为工业化生产提供重要的参考。 

发明内容

本发明的目的是提供一种[2-甲基-3-(4，5-二氢-3-异噁唑基)-4-(甲基磺酰基)苯基]-(5-羟基-1-甲基-1H-吡唑-4-基)甲酮(Topramezone)的合成制备的方法，其原料简单易得，后处理简单，总收率较高，以克服现有技术和成本上存在的缺陷，可以为工业化生产提供重要的参考。