Способ получения хлорсульфурона Российский патент 2024 года по МПК C07D251/42 

Изобретение относится к области получения пестицидов, более конкретно - к способу получения хлорсульфурона (1-(2-хлорфенилсульфонил)-3-(4-метокси-6-метил-1,3,5-триазин-2-ил)мочевины (I), регистрационный номер CAS [64902-72-3]). Это соединение является одним из первых селективных системных послевсходовых гербицидов из класса сульфонилмочевин и применяется в сельском хозяйстве для борьбы с широколистными сорняками на посевах зерновых культур, таких как пшеница, ячмень, рожь, овес 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. 55, 59). Хлорсульфурон был разработан и выведен на рынок компанией «E. I. du Pont de Nemours and Company» в 1982 году (патент US №4127405A).

Все известные методы получения хлорсульфурона являются сложными и включают предварительный многостадийный синтез двух его ключевых предшественников, которые являются производными 1-(Х-сульфонил)-2-хлорбензола (А) [Х = Cl, NCO, NH₂, NClK, NHCO₂R [R = Et, Ph, N(C(O)R')₂), 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 хлорсульфурона, для чего используют реакцию одной из возможных пар соответствующих предшественников А и Б между собой в подходящих условиях (патенты US №4127405A, US №4546179A, US №5153324A, EP №0101670A2, DE №3906910A1, DE №19501174A1, DD №261785A1, HU №196880В, HUT №58473А, SU №1685080A3, RU №2103263C1, CN №105439970A, WO №1993010086A1; X.-W. Hua et al., RSC Adv., 2016, 6, 23038-23047; G. Sun et al., Shanghai Huagong, 1995, 20(1), 15-17; J. Maslosz et al., Pestycydy (Warsaw), 1989, 3, 1-8).

Исходя из этих данных, до сих пор наиболее востребованной в промышленном производстве хлорсульфурона является реакция следующей пары соединений А и Б между собой: X = NCO, Y = NH₂ (Схема 1). В то время как 2-амино-4-метокси-6-метилтриазин-1,3,5 (Б, Y = NH₂) коммерчески доступен, синтез 2-(хлорфенил)сульфонилизоцианата (A, X = NCO) осуществляют фосгенированием 2-хлорбензолсульфонамида (II) (А, где Х = NH₂, далее по тексту - сульфонамид II). Это превращение и дальнейшая трансформация полученного сульфонилизоцианата, как правило используемого без выделения из раствора после стадии фосгенирования из-за своей высокой реакционной способности, в хлорсульфурон требует использования в процессе не только избытка опасного и токсичного фосгена, н-бутилизоцианата, оксалилхлорида и др., но и повышенных температур (110-140°С, кипящий толуол, ксилол, хлорбензол), большой продолжительности процесса (до 20 ч), катализаторов (третичные амины), применения специальных мер промышленной безопасности и защиты оборудования от попадания влаги и воздуха и др. Все эти факторы снижают технико-экономические показатели процесса производства хлорсульфурона и усложняют его осуществление.

Схема 1.

Другие известные методы получения хлорсульфурона включают использование в синтезе нестабильных при нормальных условиях сульфохлорида (А, где Х = Cl) или солей хлораминов (А, Б, где X, Y = NClK) или малодоступных и/или токсичных органических производных йода(III) или селена(IV) (А, где X = N=IPh или N=SePh₂), монооксида углерода в сочетании с солями или комплексами палладия, метил- или этилхлорформиата (А, Б, где X, Y = NHCO₂R (R = Me, Et)) и др., что ограничивает применение таких подходов в промышленной практике.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение технико-экономических показателей процесса производства хлорсульфурона за счет использования новой технологии его синтеза из 2-хлорбензолсульфонамида 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 хлорсульфурона 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 80-83%.

Технический результат достигается при использовании способа получения хлорсульфурона, включающего взаимодействие 2-хлорбензолсульфонамида 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 азота или аргона 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 кислоты используют соляную, серную, муравьиную или уксусную кислоту.

Изобретение иллюстрируется следующими примерами (Схема 2).

Схема 2.

Пример 1.

В реактор синтеза в атмосфере аргона помещают сульфонамид II (50,0 г, 0,26 моль), фенилкарбамат III (67,9 г, 0,26 моль) и безводный ацетонитрил. К полученной суспензии при перемешивании добавляют DBN (32,4 г, 0,26 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 77,5 г (83%) хлорсульфурона в виде белого порошка с т.пл. 174-175°С (разл.) и чистотой не менее 98,0% (по данным ВЭЖХ).

Пример 2.

Способ получения хлорсульфурона осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 30,0 г (0,16 моль) сульфонамида II и 40,7 г (0,16 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании в ходе реакции атмосферы азота вместо аргона, 1,4-диоксана вместо ацетонитрила, DBU (23,8 г, 0,16 моль) вместо DBN и 70%-ной водной уксусной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты. Получают 44,8 г (80%) хлорсульфурона в виде белого порошка.

Пример 3.

Способ получения хлорсульфурона осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 60,0 г (0,31 моль) сульфонамида II, 81,5 г (0,31 моль) фенилкарбамата III и 38,9 г DBN (0,31 моль). Отличие состояло в использовании ТГФ вместо ацетонитрила и 50%-ной водной муравьиной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе в отсутствии влаги. Получают 93,0 г (83%) хлорсульфурона в виде белого порошка.

Пример 4.

Способ получения хлорсульфурона осуществлялся аналогично примеру 1 с загрузкой 25,0 г (0,13 моль) сульфонамида II и 34,0 г (0,13 моль) фенилкарбамата III. Отличие состояло в использовании пропионитрила вместо ацетонитрила, 19,9 г DBU (0,13 моль) вместо DBN и 40%-ной водной серной кислоты вместо концентрированной соляной кислоты, при этом процесс проводили на воздухе в отсутствии влаги. Получают 37,8 г (81%) хлорсульфурона в виде белого порошка.

В результате использования предлагаемого способа получения хлорсульфурона 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 80-83%.

Изобретение относится к области получения пестицидов, более конкретно - к способу получения хлорсульфурона, являющегося селективным системным послевсходовым гербицидом из класса сульфонилмочевин. Способ включает взаимодействие 2-хлорбензолсульфонамида с 2-(феноксикарбонил)амино-4-метокси-6-метилтриазином-1,3,5 в безводном полярном органическом растворителе в присутствии органического основания. Взаимодействие осуществляют при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч в атмосфере азота или аргона или на воздухе без доступа влаги. После взаимодействия проводят обработку полученной реакционной массы кислотой с получением целевого продукта, его выделение и очистку. Технический результат - упрощение аппаратурного оформления процесса, сокращение продолжительности, исключение использования в нем повышенных температур, а также нестабильных и токсичных исходных соединений или реагентов, повышение безопасности процесса и получение целевого продукта высокого качества с выходом 80-83%. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения хлорсульфурона, заключающийся во взаимодействии 2-хлорбензолсульфонамида 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 азота или аргона 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 кислоты используют соляную, серную, муравьиную или уксусную кислоту.