Способ получения тифенсульфурон-метила Российский патент 2023 года по МПК A01N47/36 C07D409/12 C07D251/02 C07D333/02 

Изобретение относится к области получения пестицидов, более конкретно - к способу получения тифенсульфурон-метила (метил 3-[(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)карбамоилсульфамоил]тиофен-2-карбоксилата (I), регистрационный номер CAS [79277-27-3]). Это соединение является селективным системным послевсходовым гербицидом из класса сульфонилмочевин и применяется в сельском хозяйстве для борьбы с широколистными и злаковыми сорняками на посевах льна, пшеницы, ячменя, овса, сои, кукурузы и др. (см., напр., Modern Crop Protection Compounds, Edited by P. Jeschke et al., 3^rd Ed., Vol. 1: Herbicides. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2019, p. 60). Тифенсульфурон-метил был разработан и выведен на рынок компанией «E. I. du Pont de Nemours and Company» в середине 80-х годов XX века (патент US №4481029А).

Все известные методы получения тифенсульфурон-метила являются сложными и включают многостадийный синтез двух его ключевых предшественников, которые являются производными метил 3-(Х-сульфонил)тиофен-2-карбоксилата (А) [Х = Cl, NCO, NH₂, NClNa, NHCO₂Me, N=IPh или N=SePh₂] и 2-Y-4-метокси-6-метилтриазина-1,3,5 (Б) [Y = NH₂, NHCO₂R (R = Me, Et), N(CO₂R)₂ (R = Me, Et, Ph) или NClK] (Схема 1). На заключительной стадии синтеза осуществляют формирование сульфонилмочевинного фрагмента тифенсульфурон-метила, для чего используют реакцию одной из возможных пар соответствующих предшественников А и Б между собой в подходящих условиях (патенты US №4481029А, US №4546179A, US №5153324A, EP №0101670A2, DE №3906910A1, DE №19501174A1, WO №2017092446A1, WO №2017092468A1, WO №1993010086A1; Y. Lu et al., Xiandai Nongyao, 2006, 5(5), 22-24; X.-J. Zhou et al., Xiandai Nongyao, 2014, 13(2), 27-29; B. Zhao et al., Nongyao, 2003, 42(7), 9-10).

Исходя из этих данных, наиболее востребованными в промышленном производстве тифенсульфурон-метила являются реакции следующих пар предшественников А и Б между собой: X = NCO, Y = NH₂ и Х = NHCO₂Me, Y = NH₂ (Схема 1). В то время как 2-амино-4-метокси-6-метилтриазин-1,3,5 (предшественник Б, Y = NH₂) коммерчески доступен, синтез соединений A (X = NCO, NHCO₂Me) осуществляют из доступного метилового эфира 3-(аминосульфонил)тиофен-2-карбоновой кислоты (II) (предшественник А, где Х = NH₂, далее по тексту - сульфонамид II). Получение последних и их дальнейшая трансформация в целевой тифенсульфурон-метил требует использования в процессе не только опасных и токсичных фосгена, трифосгена, н-бутилизоцианата, метилхлорформиата, но и повышенных температур (до 135°С), большой продолжительности процесса (до 16 ч), применения специальных мер промышленной безопасности и защиты оборудования от попадания влаги и воздуха по причине высокой реакционной способности изоцианата (X = NCO) или образующегося в ходе реакции фосгенирования карбомоилхлорида (X = NHC(O)Cl) и др. Все эти факторы снижают технико-экономические показатели процесса производства тифенсульфурон-метила и усложняют его осуществление.

Схема 1.

Другие известные методы получения тифенсульфурон-метила включают использование в синтезе ограниченно стабильных при нормальных условиях сульфонилхлорида (предшественник А, где Х = Cl) или солей хлораминов (предшественники А, Б, где X = NClNa, Y = NClK) или ограниченно доступных и токсичных органических производных селена(IV) или йода(III), монооксида углерода, солей или комплексов палладия и др., что ограничивает применение таких подходов в промышленной практике.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение технико-экономических показателей процесса производства тифенсульфурон-метила за счет использования новой технологии его синтеза из метилового эфира 3-(аминосульфонил)тиофен-2-карбоновой кислоты и 2-(феноксикарбонил)амино-4-метокси-6-метилтриазина-1,3,5 (III) (далее по тексту - фенилкарбамат III).

Техническим результатом является а) улучшение технико-экономических показателей технологического процесса производства тифенсульфурон-метила вследствие упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем повышенных температур и нестабильных и токсичных исходных соединений или реагентов; б) повышение безопасности процесса; в) получение целевого продукта высокого качества с выходом 80-85%.

Технический результат достигается при использовании способа получения тифенсульфурон-метила, включающего взаимодействие метилового эфира 3-(аминосульфонил)тиофен-2-карбоновой кислоты с 2-(феноксикарбонил)амино-4-метокси-6-метилтриазином-1,3,5 в безводном полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч в атмосфере инертного газа или на воздухе без доступа влаги с последующей обработкой полученной реакционной массы минеральной или органической кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой.

В качестве органического растворителя используют ацетонитрил, пропионитрил, тетрагидрофуран (ТГФ) или 1,4-диоксан; в качестве органического основания используют 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен (DBU) или 1,5-диазабицикло[4.3.0]нон-5-ен (DBN); в качестве инертного газа используют азот или аргон; в качестве минеральной кислоты используют соляную или серную кислоту, а качестве органической кислоты используют муравьиную или уксусную кислоту.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (Схема 2).

Схема 2.

Пример 1.

В реактор синтеза в атмосфере аргона помещают сульфонамид II (45,0 г, 0,2 моль), фенилкарбамат III (52,9 г, 0,20 моль) и безводный ацетонитрил. К полученной суспензии при перемешивании добавляют DBU (31,0 г, 0,20 моль), поддерживая температуру реакционной массы не выше 25°С. По окончании прибавления основания содержимое реактора выдерживают при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч (контроль ТСХ или ВЭЖХ), после чего разбавляют водой и подкисляют концентрированной соляной кислотой до pH 2-3. Образовавшийся осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают. Получают 67,0 г (85%) тифенсульфурон-метила в виде белого порошка с т.пл. 173-175°С (разл.) и чистотой не менее 97,0% (по данным ВЭЖХ).

Пример 2.

Способ получения тифенсульфурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 50,0 г (0,23 моль) сульфонамида II и 58,8 г (0,23 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании в ходе реакции атмосферы азота вместо аргона, ТГФ вместо ацетонитрила, DBN (28,1 г, 0,23 моль) вместо DBU и 70%-ной водной уксусной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты. Получают 72,5 г (83%) тифенсульфурон-метила в виде белого порошка.

Пример 3.

Способ получения тифенсульфурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 25,0 г (0,11 моль) сульфонамида II и 29,4 г (0,11 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании пропионитрила вместо ацетонитрила, DBN (14,0 г, 0,11 моль) вместо DBU и 50%-ной водной муравьиной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе в отсутствии влаги. Получают 35,0 г (80%) тифенсульфурон-метила в виде белого порошка.

Пример 4.

Способ получения тифенсульфурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 30,0 г (0,14 моль) сульфонамида II. Отличие состояло в использовании 1,4-диоксана вместо ацетонитрила и 40%-ной водной серной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе в отсутствии влаги. Получают 43,0 г (82%) тифенсульфурон-метила в виде белого порошка.

В результате использования предлагаемого способа получения тифенсульфурон-метила удается а) улучшить технико-экономические показатели технологического процесса его производства вследствие упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем повышенных температур и нестабильных и токсичных исходных соединений или реагентов; б) повысить безопасность процесса; в) получить целевой продукт высокого качества с выходом 80-85%.

Изобретение относится к области получения пестицидов, конкретно к способу получения тифенсульфурон-метила (3-[(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)карбамоилсульфамоил]тио-фен-2-карбоксилата), являющегося селективным системным послевсходовым гербицидом. Способ получения целевого гербицида заключается во взаимодействии метилового эфира 3-(аминосульфонил)тиофен-2-карбоновой кислоты с 2-(феноксикарбонил)амино-4-метокси-6-метилтриазином-1,3,5 в безводном полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч в атмосфере инертного газа или на воздухе без доступа влаги с последующей обработкой полученной реакционной массы минеральной или органической кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой. Техническим результатом изобретения является упрощение аппаратурного оформления, сокращение продолжительности синтеза, повышение безопасности процесса и получение целевого продукта высокого качества с выходом 80-85%. 5 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения тифенсульфурон-метила, заключающийся во взаимодействии метилового эфира 3-(аминосульфонил)тиофен-2-карбоновой кислоты с 2-(фенокси-карбонил)амино-4-метокси-6-метилтриазином-1,3,5 в безводном полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч в атмосфере инертного газа или на воздухе без доступа влаги с последующей обработкой полученной реакционной массы минеральной или органической кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой.

2. Способ получения тифенсульфурон-метила по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического растворителя используют ацетонитрил, пропионитрил, тетрагидрофуран или 1,4-диоксан.

3. Способ получения тифенсульфурон-метила по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органического основания используют 1,8-диазабицикло[5.4.0]ундец-7-ен или 1,5-диазабицикло[4.3.0]нон-5-ен.

4. Способ получения тифенсульфурон-метила по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азот или аргон.

5. Способ получения тифенсульфурон-метила по п. 1, отличающийся тем, что в качестве минеральной кислоты используют соляную или серную кислоту.

6. Способ получения тифенсульфурон-метила по п. 1, отличающийся тем, что в качестве органической кислоты используют муравьиную или уксусную кислоту.