[发明专利]甲基磺草酮的结晶工艺

说明书

技术领域

本发明涉及选择性控制甲基磺草酮多晶型体结晶的方法。本发明进而涉及 利用半连续或连续方式控制多晶型体的形成。本发明进而涉及将一种多晶型体 转化为另一种的方法。

背景技术

在农业中保护农作物的生长不受到野草和其它植物的抑制是恒久不变的问 题。为了解决这一问题，合成化学领域的研究者已经研制出能有效防治这些不 需要的生长的种类庞大的化学品和化学制剂。许多类型的化学除草剂已经在文 献中公开并在商业上大量应用。在由British Crop Protection Council2003 年出版的The Pesticide Manual第13版中对已商业化的和一些尚在研发中的 除草剂进行了描述。

许多除草剂也会损害农作物。因此生长中的农作物的杂草防治需要利用所 谓的“选择性”除草剂，其被选择用来除草而不损害农作物。实际上，几乎没 有除草剂是完全选择性的，因为只有在特殊的施用率下才会除去所有野草而不 会影响农作物。最具选择性除草剂的应用实际上是应用足够的除草剂以令人满 意的程度控制最大量的杂草并只对最少量的农作物造成伤害的平衡。一种已知 的选择性除草剂是甲基磺草酮[2-(4-甲基磺酰-2-硝基苯甲酰)环己烷-1，3-二 酮]。

已知某些物质能够形成不同的晶体结构或多晶型体。在许多情况下，只有 一种多晶型体是热力学稳定的。甲基磺草酮，一种阔叶除草剂，就是一例能够 形成多晶型晶体的物质。甲基磺草酮的结晶是通过在主要是水溶液的溶液中的 pH变化来进行的，其中可溶盐转化为不可溶游离酸从而实现高产率。最近发现 甲基磺草酮存在两种多晶型体形式：热力学稳定形式，本文中指1型；和亚稳 定形式，本文中指2型。

对水相结晶，1型和2型甲基磺草酮在尺寸上存在很大差异，因此这是评定 2型存在的非常有用的技术。两种多晶型体的粉末X射线衍射图(PXRD)和数据 也是明显不同的。

在甲基磺草酮的商业生产中生产热力学稳定的多晶型体，即1型是很重要 的。然而，由于该结晶的尺寸，在配制为农业化学上可接受的组合物时需要碾 磨以减小结晶尺寸。2型已经具有适合用于配制为农业化学上可接受的组合物的 尺寸，然而2型是热力学不稳定的且会逐渐转化为1型；因此由其制备的任何 制剂都会在储存期产生不稳定问题，或会导致产品在田间施用时的困难。

还存在一个问题是1型是目前用于制备农业化学可接受的组合物的形式， 但在制备过程中，甲基磺草酮在水溶液中重结晶时容易形成2型。由于2型非 常细小，收集固体很困难且生产时间也在试图将其从体系中去除时浪费掉。如 果在重结晶期间得到的2型不能转化为1型，则必须将其去除，从而导致盈利 损失和低效的生产工艺。

除草剂的工业生产通常在间歇反应器(batch reactor)中进行。因此，通 常作为制备工艺最后一步的结晶工艺也经常以间歇模式进行。在这一运行模式 中，少数批次产生包含不需要的2型晶体的产品。2型晶体的形成可以通过在结 晶期间使用溶剂来避免。然而，溶剂的运用由于溶剂的回收或处理会显著增加 生产成本。

WO03/099409教导了利用溶剂控制多晶型。溶剂的使用产生了废液，其由于 高溶剂负荷而难于处理，或其需要附加步骤和设备以从废液中回收溶剂。

发明概述

本发明的一个目的是提供选择性生产甲基磺草酮1型多晶型体的方法。

本发明的第二个目的是提供将2型多晶型体方便地转化为1型多晶型体的 方法。

因此，本发明提供了选择性控制甲基磺草酮的1型多晶型体从甲基磺草酮 水溶液中结晶的方法，包括运用半连续或连续结晶法，其中该结晶法以半连续 或连续方式在结晶器中进行并最终得到所述1型的甲基磺草酮。

本发明是基于以下发现，即在结晶过程中运用大量的1型晶种能够可靠地 制备包含所需的1型晶体的甲基磺草酮产品。这里所用的术语“大量”意指运 用的晶种量大于结晶器(在本文中还称为结晶反应器)中溶液中存在的甲基磺 草酮量的50％重量，优选至少70％重量。以半连续或连续方式进行结晶使控制 和处理相对于间歇模式的甲基磺草酮结晶得到改善。在半连续和连续结晶模式 中，结晶母液总是包含高浓度的1型晶体，而在间歇结晶工艺中却不是这样。 根据本发明的方法，具有所需晶体形态的甲基磺草酮产品能够通过半连续或连 续方式进行结晶从而可靠地制备，而不需要溶剂。

附图说明