[发明专利]一种2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及新型的农药除草剂2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮(MST)的制备方法和生产工艺，本发明的方法是以2-硝基-4-甲砜基-苯甲醛和1,3-环己二酮为原料，经过亲核加成、氧化等反应来制备2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮，产品纯度大于99%，总收率69%以上，本发明的制备方法具有路线简短，反应条件温和，操作流畅，绿色环保等特点，有望应用于实际生产。。

背景技术

2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮(MST)又名甲基磺草酮、硝磺酮，是由瑞士先正达公司开发的一个三酮类除草剂品种，它是对羟基丙酮酸双加氧酶(HPPD)的抑制剂，能将酪氨酸转化为质体醌。甲基磺草酮通过修饰磺草酮结构，其生物活性超过磺草酮10倍以上，从而具有更好的开发潜质和市场竞争力。作为一种玉米田专用的新型内吸性除草剂，它以杀草谱广、活性高、可混性强、毒性低、对环境友好、对后茬作物安全、使用灵活等特点在国外已取得巨大成功，在我国也有较大的开发价值及较好的推广使用前景。

目前关于MST的合成报道基本都采用2-硝基-4-甲砜基苯甲酸/苯甲酰氯和1,3-环己二酮为原料，反应过程如下：

其中1,3-环己二酮可由间苯二酚氢化还原制得，2-硝基-4-甲砜基苯甲酸/苯甲酰氯在国内外均有较多的合成方案，主要路线汇总如下：

1) 对甲基苯甲砜路线：以对甲基苯甲砜为原料，经过硝化、甲基氧化两步反应合成(Jingxi Huagong Zhongjianti, 35(2), 50-51, 56, 2005; 浙江工业大学学报, 35(5), 493-494, 2007; CN1995014)。所用原料易于采购，但在硝化过程中需要使用浓硝酸/浓硫酸的混酸体系，三废量很大。

2) 邻硝基甲苯路线：以邻硝基甲苯为原料，进一步可分为甲砜化氧化的方法和磺酰氯化→甲砜化→氧化的方法

甲砜化氧化的方法步骤更为简短，但所用试剂较为特殊，并且收率较低(47%)，实际应用还需进行大量研究工作。(Russian Journal of Organic Chemistry(Translation of Zhurnal Organicheskoi Khimii), 34(11), 1573-1578, 1998)

第二种方法:磺酰氯化方法所用原料价格易得到，生产过程中三废量较少，但目前尚无文献用该路线直接合成目标物的报道，只能参考分步反应及类似反应的相关文献,因此该工艺尚不够成熟，且反应步骤更多，仍有大量的优化完善工作亟需完成。(Bioorganic & Medicinal Chemistry, 10(6), 1841-1854, 2002; Nippom Kagaku Kaishi, 11, 1694-1697, 1977; J. Org. Chem., 56, 4974-4976, 1991)

3) 4-甲基-3-硝基苯甲硫醚路线：以4-甲基-3-硝基苯甲硫醚为原料，经两步氧化反应合成。该路线目前尚无文献报道，只是存在理论上的可能，且所用原料在市场上尚未形成商品化供应，暂时不具备实用价值。

此外，也有文献采用2-硝基-4-甲砜基甲苯与1,3-环己二酮为原料，经过溴代、加成、氧化三步反应合成(江苏农业学报, 23(6), 661-662, 2006)。该路线具有一定新颖性，但过程中需用价格昂贵的无水溴素，成本偏高，目前只适合实验室制备小量样品，大规模的工业化生产缺乏竞争力。

发明内容

本发明在认真分析目标化合物合成方法的优缺点基础上，设计了以2-硝基-4-甲砜基苯甲醛和1,3-环己二酮为起始原料制备2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮(MST)的方法，该路线经由亲核加成、氧化两步反应，高收率的合成高含量的目标产物，所有的步骤无苛刻条件，操作简单，三废量少，具有独创意义，适合工业化生产。

为实现上述目的，本发明提供的一种2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮(MST)的合成方法包括以下步骤：

2-(2-硝基-4-甲砜基-苯甲酰基)环己烷-1,3-二酮的结构式如下：

    

其合成路线为：

具体操作步骤如下：