Способ получения бенсульфурон-метила Российский патент 2024 года по МПК C07D239/69 

Изобретение относится к области синтеза органических соединений, более конкретно - к получению действующих веществ пестицидов, в частности - к способу получения бенсульфурон-метила (метил2-[(4,6-диметоксипиримидин-2-ил)карбамоилсульфамоилметил]бензоата (I), регистрационный номер CAS [83055-99-6]). Это соединение является селективным системным до- и послевсходовым гербицидом из класса сульфонилмочевин и применяется в сельском хозяйстве для борьбы с широколиственными сорняками, осокой и др. при выращивании риса на заливных полях (Modern Crop Protection Compounds, Edited by P. Jeschke et al., 3rd Ed., Vol. 1: Herbicides. Weinheim: Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, 2019, p. 59). Бенсульфурон-метил был разработан и выведен на рынок компанией «E. I. du Pont de Nemours and Company» в 80-е годы XX века (патенты EP №0051466 A2, US №4420325 A).

Основной промышленный метод производства бенсульфурон-метила (Схема 1) основан на реакции фосгенирования стабильного метил 2-(аминосульфонилметил)бензоата (II) (далее по тексту - сульфонамид II), доступного в несколько стадий из 2-метилбензойной кислоты, фосгеном, ди- или трифосгеном в присутствии бутилизоцианата (BuCNO) при нагревании с образованием в реакционном растворе сульфонилизоцианата III, который после выделения его из реакционного раствора в чистом виде перегонкой при пониженном давлении или без такого выделения используют в реакции с 2-амино-4,6-диметоксипиримидином (IV) (далее по тексту - пиримидин IV) в отсутствие или в присутствии третичных аминов в качестве катализатора с получением целевого продукта I с выходом до 90% в расчете на исходный сульфонамид II (см., напр., патенты EP №0051466 A2, US №4420325 A, US №5153324 A, JP №2023065730 A, CN №102796049 A, CN №103483274 A; F. Kong et al., Huaxue Shijie (Chemical World), 1990, 31 (5), 211-213).

Схема 1

Очевидно, что фосгенирование сульфонамида II является ключевой и самой сложной в технологическом исполнении стадией процесса получения целевого бенсульфурон-метила. Это превращение и дальнейшая трансформация полученного сульфонилизоцианата III, как правило применяемого без выделения из реакционного раствора после стадии фосгенирования из-за его высокой реакционной способности, приводящей к быстрому разложению в присутствии влаги и кислорода воздуха, в целевой продукт I требует использования в процессе не только избытка опасного и токсичного фосгена или его аналогов (дифосген, трифосген), н-бутилизоцианата и др., но и повышенных температур (110-140°С (кипящий толуол, ксилол)), большой продолжительности процесса, катализаторов (третичные амины), специального коррозионно-стойкого оборудования с его защитой от попадания влаги и воздуха, специальных мер промышленной безопасности и др. Все эти факторы снижают технико-экономические показатели процесса производства бенсульфурон-метила и усложняют его осуществление.

В другой группе известных методов получения бенсульфурон-метила исходят из двух его предшественников, предварительно синтезированных в несколько стадий из доступного сырья, которые являются производными метил 2-(Х-сульфонилметил)бензоата [Х = Cl, NH₂, NHCO₂Et] (А) и 2-Y-4,6-диметоксипиримидина [Y = NH₂, N(CO₂R)₂ (R = Me, Et, Ph)] (Б) (Схема 2). На заключительной стадии синтеза осуществляют сборку сульфонилмочевинного фрагмента бенсульфурон-метила, для чего используют реакцию одной из возможных пар соответствующих предшественников А и Б между собой в подходящих условиях (см., напр., патенты US №4546179 A, WO №1996022284 A1, RU №2177002 C2, JPH №01221366 A, CN №102702112 A; Y. Wang et al., Huaxue Shijie (Chemical World), 2008, 49 (11), 685-687).

Схема 2

Помимо продолжительности и стадийности, к недостаткам таких бесфосгенных подходов можно также отнести использование в синтезе неустойчивого при нормальных условиях сульфохлорида (А, где Х = Cl) или токсичных низших хлорформиатов (метил-, этилхлорформиата), так или иначе используемых на стадиях предварительной подготовки сульфонамида II или пиримидина IV к взаимодействию по Схеме 2 (синтез соединений А, Б, где X = NHCO₂Et или Y = N(CO₂R)₂ (R = Me, Et, Ph)) и др., что ограничивает применение таких подходов в промышленной практике.

Задачей предлагаемого технического решения является улучшение технико-экономических показателей технологического процесса производства бенсульфурон-метила за счет использования новой технологии его синтеза исходя из сульфонамида II и 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметоксипиримидина (далее по тексту - фенилкарбамат V).

Техническим результатом является а) улучшение технико-экономических показателей технологического процесса производства бенсульфурон-метила за счет упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем нестабильных, опасных и токсичных исходных соединений, полупродуктов и (или) реагентов и повышенной температуры; б) повышение безопасности и общей эффективности процесса; в) получение целевого продукта высокого качества с выходом 92-95%.

Технический результат достигается при использовании способа получения бенсульфурон-метила, заключающегося во взаимодействии метил 2-(аминосульфонилметил)бензоата с 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметоксипиримидином в полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч с последующей обработкой полученной реакционной массы водой и кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой.

В качестве полярного 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 3).

Схема 3

Пример 1

В реактор синтеза помещают сульфонамид II (15,0 г, 0,07 моль), фенилкарбамат V (18,0 г, 0,07 моль) и ацетонитрил и к полученной суспензии при перемешивании добавляют DBU (10,0 г, 0,07 моль), поддерживая температуру 20-25°С. Содержимое реактора выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч (контроль ТСХ), затем разбавляют водой и подкисляют концентрированной соляной кислотой до pH 2-3. Образовавшийся осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают на воздухе. Получают 25,5 г (95%) бенсульфурон-метила в виде белого порошка с т.пл. 173-174°С (разл.) и чистотой не менее 98,0% (по данным ВЭЖХ).

Пример 2

В реактор синтеза помещают сульфонамид II (20,0 г, 0,09 моль), фенилкарбамат V (24,0 г, 0,09 моль) и ТГФ и к полученной суспензии при перемешивании добавляют DBN (10,8 г, 0,09 моль), поддерживая температуру 20-25°С. Содержимое реактора выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч (контроль ТСХ), затем разбавляют водой и подкисляют 70%-ным водным раствором уксусной кислоты до pH 2-3. Образовавшийся осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают на воздухе. Получают 32,9 г (92%) бенсульфурон-метила в виде белого порошка.

Пример 3

В реактор синтеза помещают сульфонамид II (10,0 г, 0,04 моль), фенилкарбамат V (12,0 г, 0,04 моль) и 1,4-диоксан и к полученной суспензии при перемешивании добавляют DBU (6,6 г, 0,04 моль), поддерживая температуру 20-25°С. Содержимое реактора выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч (контроль ТСХ), затем разбавляют водой и подкисляют муравьиной кислотой до pH 2-3. Образовавшийся осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают на воздухе. Получают 16,6 г (93%) бенсульфурон-метила в виде белого порошка.

Пример 4

В реактор синтеза помещают сульфонамид II (15,0 г, 0,07 моль), фенилкарбамат V (18,0 г, 0,07 моль) и пропионитрил и к полученной суспензии при перемешивании добавляют DBN (8,1 г, 0,07 моль), поддерживая температуру 20-25°С. Содержимое реактора выдерживают при этой температуре в течение 1-2 ч (контроль ТСХ), затем разбавляют водой и подкисляют 20%-ным водным раствором серной кислоты до pH 2-3. Образовавшийся осадок продукта отфильтровывают, промывают на фильтре водой и высушивают на воздухе. Получают 25,2 г (94%) бенсульфурон-метила в виде белого порошка.

В результате использования предлагаемого способа получения бенсульфурон-метила удается а) улучшить технико-экономические показатели технологического процесса его производства за счет упрощения аппаратурного оформления процесса, сокращения его продолжительности, исключения использования в нем нестабильных, опасных и токсичных исходных соединений, полупродуктов и (или) реагентов и повышенной температуры; б) повысить безопасность и общую эффективность процесса; в) получить целевой продукт высокого качества с выходом 92-95%.

Изобретение относится к области синтеза органических соединений, а именно к способу получения бенсульфурон-метила (метил 2-[(4,6-диметоксипиримидин-2-ил)карбамоилсульфамоилметил]бензоата (I)), заключающемуся во взаимодействии метил 2-(аминосульфонилметил)бензоата с 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметоксипиримидином в полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч с последующей обработкой полученной реакционной массы водой и кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой. Технический результат - улучшение технико-экономических показателей технологического процесса производства бенсульфурон-метила за счет упрощения его аппаратурного оформления, сокращения продолжительности, исключения использования в нем нестабильных, опасных и токсичных исходных соединений, полупродуктов и (или) реагентов и повышенной температуры, повышения безопасности и общей эффективности процесса и получение целевого продукта высокого качества с выходом 92-95%. 3 з.п. ф-лы, 4 пр.

1. Способ получения бенсульфурон-метила, заключающийся во взаимодействии метил 2-(аминосульфонилметил)бензоата с 2-(феноксикарбонил)амино-4,6-диметоксипиримидином в полярном органическом растворителе в присутствии органического основания при температуре 20-25°С в течение 1-2 ч с последующей обработкой полученной реакционной массы водой и кислотой с получением целевого продукта, его выделением и очисткой.

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

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