Способ получения сульфометурон-метила Российский патент 2023 года по МПК C07D239/42 C07B61/00 C07C311/48 A01N47/36 

Изобретение относится к области получения пестицидов, более конкретно - к способу получения сульфометурон-метила (метил 2-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)карбамоилсульфамоил]бензоата (I), регистрационный номер CAS [74222-97-2]). Это соединение является неселективным системным пред- и послевсходовым гербицидом из класса сульфонилмочевин, который используют для борьбы с одно- и многолетними травянистыми и широколистными сорными растениями, в основном для сплошного уничтожения растительности на землях несельскохозяйственного назначения, таких как территории промышленной застройки, леса, полосы отчуждения, аэродромы и др. (см., напр., Modern Crop Protection Compounds, Edited by P. Jeschke et al., 3rd Ed., Vol. 1: Herbicides. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2019, p. 56, 60; Sittig's Handbook of Pesticides and Agricultural Chemicals, Edited by R.P. Pohanish, 2d Ed. Norwich, NY, USA: William Andrew Publishing, 2015, p. 764-766). Сульфометурон-метил был разработан и выведен на рынок компанией «E. I. du Pont de Nemours and Company» в 1982 году (патент EP №0007687A1).

Все известные методы получения сульфометурон-метила являются сложными и включают предварительный многостадийный синтез двух его ключевых предшественников, которые являются производными метил 2-(Х-сульфонил)бензоата (А) [Х = Cl, NCO, NH₂, NClK, NHCO₂R (R = Me, Et), N=IPh или N=SePh₂] и 2-Y-4,6-диметилпиримидина (Б) [Y = NH₂, NHCO₂R (R = Me, Et) или N(CO₂R)₂ (R = Me, Et, Ph)] (Схема 1). На заключительной стадии синтеза осуществляют формирование сульфонилмочевинного фрагмента сульфометурон-метила, для чего используют реакцию одной из возможных пар соответствующих предшественников А и Б между собой в подходящих условиях (патенты WO №2020042052A1, WO №1993010086A1, EP №0030138A1, EP №0007687A1, EP №0101670A2, CN №105439970A, CN №103497162A, CN №103483270A, US №4305884A, US №4394506A, US №4546179A, US №5153324A, DE №3906910A1, DE №19501174A1; Y. Feng et al., Huaxue Shijie, 1994, 35(3), 134-138).

Исходя из этих данных, наиболее востребованной в промышленном производстве сульфометурон-метила является реакция следующей пары предшественников А и Б между собой: X = NCO, Y = NH₂ (Схема 1). В то время как 2-амино-4,6-диметилпиримидин (Б, Y = NH₂) коммерчески доступен или может быть легко получен из ацетилацетона и гуанидина, синтез метил 2-(изоцианосульфонил)бензоата (A, X = NCO) осуществляют фосгенированием соответствующего метил 2-(сульфамоил)бензоата (II) (А, Х = NH₂, далее по тексту - сульфонамид II), доступного из сахарина или метилантранилата. Это превращение и дальнейшая трансформация полученного изоцианата, как правило используемого без выделения из реакционного раствора непосредственно после стадии фосгенирования из-за его высокой химической активности, в сульфометурон-метил требуют использования в процессе не только избытка опасных и токсичных фосгена и н-бутилизоцианата, но и повышенных температур (120-140°С, кипящий толуол, ксилол или хлорбензол), большой продолжительности процесса (до 20 ч), катализаторов (третичные амины), а также применения специальных мер промышленной безопасности и защиты оборудования от попадания влаги и воздуха и др. Все эти факторы снижают технико-экономические показатели процесса производства сульфометурон-метила и усложняют его осуществление.

Схема 1.

Другие известные методы получения сульфометурон-метила включают использование в синтезе нестабильных при длительном хранении при нормальных условиях сульфохлорида (А, Х = Cl) или солей хлораминов (А, Б, X = Y = NClK) или ограниченно доступных и (или) токсичных органических производных селена(IV) или йода(III), монооксида углерода, этилхлорформиата, раствора метилата натрия в метаноле, 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 сульфометурон-метила за счет использования новой технологии его синтеза из метил 2-(сульфамоил)бензоата и 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметилпиримидина (III) (далее по тексту - фенилкарбамат III).

Техническим результатом является а) улучшение технико-экономических показателей технологического процесса производства сульфометурон-метила за счет упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем повышенных температур и нестабильных и (или) токсичных исходных соединений или реагентов; б) повышение безопасности процесса; в) получение целевого продукта высокого качества с выходом 78-82%.

Технический результат достигается при использовании способа получения сульфометурон-метила, включающего взаимодействие метил 2-(сульфамоил)бензоата с 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметилпиримидином 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 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 кислоты используют соляную, серную, муравьиную или уксусную кислоту.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (Схема 2).

Схема 2.

Пример 1.

В реактор синтеза в атмосфере азота помещают сульфонамид II (45,0 г, 0,21 моль), фенилкарбамат III (50,9 г, 0,21 моль) и безводный ацетонитрил. К полученной суспензии при перемешивании добавляют DBU (31,8 г, 0,21 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 70%-ной водной уксусной кислотой до pH 2-3. Выпавший осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают. Получают 62,5 г (82%) сульфометурон-метила в виде белого порошка с чистотой не менее 98,0% (по данным ВЭЖХ); масс-спектр (APCI): [M+H]⁺: 365,1.

Пример 2.

Способ получения сульфометурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 30,0 г (0,14 моль) сульфонамида II и 33,9 г (0,14 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании в ходе реакции атмосферы азота вместо аргона, тетрагидрофуран вместо ацетонитрила, 17,3 г DBN (0,14 моль) вместо DBU и концентрированной соляной кислоты вместо 70%-ной водной уксусной кислоты. Получают 40,6 г (80%) сульфометурон-метила в виде белого порошка.

Пример 3.

Способ получения сульфометурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 45,0 г (0,21 моль) сульфонамида II. Отличие состояло в использовании 1,4-диоксана вместо ацетонитрила и 40%-ной водной серной кислоты вместо 70%-ной водной уксусной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе без доступа влаги. Получают 59,5 г (78%) сульфометурон-метила в виде белого порошка.

Пример 4.

Способ получения сульфометурон-метила осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 30,0 г (0,14 моль) сульфонамида II и 33,9 г (0,14 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании пропионитрила вместо ацетонитрила, 17,3 г DBN (0,14 моль) вместо DBU и муравьиной кислоты вместо 70%-ной водной уксусной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе без доступа влаги. Получают 40,0 г (79%) сульфометурон-метила в виде белого порошка.

В результате использования предлагаемого способа получения сульфометурон-метила удается а) улучшить технико-экономические показатели технологического процесса его производства за счет упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем повышенных температур и нестабильных и (или) токсичных исходных соединений или реагентов; б) повысить безопасность процесса; в) получить целевой продукт высокого качества с выходом 78-82%.

Изобретение относится к области методов синтеза пестицидов, в частности неселективных системных гербицидов, конкретно к способу получения сульфометурон-метила (метил 2-[(4,6-диметилпиримидин-2-ил)карбамоилсульфамоил]бензоата формулы I, заключающемуся во взаимодействии метил 2-(сульфамоил)бензоата с 2-(феноксикарбо-нил)амино-4,6-диметилпиримидином 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 кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой. Техническим результатом изобретения является предоставление способа получения целевого продукта с высоким выходом и качеством, упрощение аппаратурного оформления техпроцесса, сокращение продолжительности синтеза, исключение использования в нем повышенных температур и нестабильных и токсичных реагентов. 4 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения сульфометурон-метила, заключающийся во взаимодействии метил 2-(сульфамоил)бензоата с 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметилпиримидином 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 кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой.

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

3. Способ 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 по п. 1, отличающийся тем, что в качестве инертного газа используют азот или аргон.

5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что в качестве кислоты используют соляную, серную, муравьиную или уксусную кислоту.