153197-14-9 / 惡嗪草酮的應用與制備

背景及概述^[1]

惡嗪草酮是有新型惡嗪草酮母體的水稻和草坪用除草劑。惡嗪草酮對移栽水稻安全性高，對水稻一年生雜草，特別對稗草高效、殘效長。它對日本草坪很安全，對芽前的一年生禾本科雜草高效且殘效長。2000年，其在日本農藥登記，至今作為水稻用除草劑，已有含磺酰胺類除草劑的混劑和不含類除草劑的混劑等十幾個品種。作為草坪用除草劑，有從萌芽期到生長期，直至終期都能使用的液劑上市。在我國、韓國和泰國等作為水稻用除草劑進行了農藥登記。

作用機理^[1]

惡嗪草酮由雜草的根部吸收，使新根和新葉停止生長，隨之莖葉部黃化，雜草枯死。通過生化試驗得知，惡嗪草酮和已知除草劑的呼吸阻害、光合成阻害、DNA生化合成阻害、RNA生化合成阻害、蛋白質生化合成阻害、脂質生化合成阻害、脂肪酸合成酶阻害、ACc酶阻害、氨基酸生化合成阻害和天冬酰氨合成酶阻害等作用機理不一致，是一種新型的作用機理。

應用^[2]

惡嗪草酮主要用來防除重要的闊葉雜草、莎草科雜草及稗屬雜草等，除稗草有特效，也可用于草坪除草。對水稻安全，對后茬作物小麥、大麥、胡蘿卜、白菜、洋蔥等無不良影響。水稻田播后苗前用除草劑，直播田使用劑量為25一509a.1./h擴，移栽田使用劑量為30一809a.1./hmZ。在整個生長季節，防除稗草僅用一次藥即可。若與其它除草劑如吡嗪磺隆等混用，不僅可擴大殺草譜，還具有顯著的增效作用。在我國，惡嗪草酮主要用于水稻移栽田、直播田防除稗草、千金子、異型莎草、溝繁縷等，使用劑量為40一509a.1./h擴(畝用量為2.“一3.339a.1.)，使用方法為瓶甩或噴霧。

制備^[3]

以3，5-二氯苯甲酸為原料與二氯亞砜反應制備3，5-二氯苯甲酰氯，經氫氣還原得到3，5-二氯芐醇，再用鹽酸取代得到3，5-二氯芐氯，再與氰化鈉反應得到3，5-二氯芐腈，再用碘甲烷制得3，5-二氯芐腈的二甲基取代的芐腈，水解成酰胺，再經霍夫曼降解得到1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺，最后與甲醛生成N-亞甲基-1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺。以苯基乙酸乙酯為原料與乙酸乙酯經克萊森反應得到3-苯基乙酰乙酸乙酯，3-苯基乙酰乙酸乙酯水解后再與丙酮反應得到5-苯基-2，2，6-三甲基-2H，4H-1，3-二氧雜環己烯-4酮。5-苯基-2，2，6-三甲基-2H，4H-1，3-二氧雜環己烯-4酮與N-亞甲基-1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺反應制得嗪草酮。

1）將50.0g(0.26mol)3，5-二氯苯甲酸與93g(0.78mo1)二氯亞砜混合攪拌，加熱回流3h，蒸餾除去剩余的二氯亞砜，高真空蒸餾收集產品3，5-二氯苯甲酰氯48.8g，收率89%。將48.5g(0.23mo1)的3，5-二氯苯甲酰氯、Raney鎳(2.3g)和乙醇500mL組成的混合物在5MPa、60℃下攪拌反應15h，反應完畢后，濾除Raney鎳，減壓蒸除溶劑得到47.1g3，5-二氯芐醇。

2）于0℃下，向17.6g(0.1mol)3，5-二氯芐醇的350mL二氯甲烷溶液中，滴加15g(0.15mol)36.5%的鹽酸，加畢，升溫回流反應4h，TLC監測反應完畢后，減壓蒸出過溶劑，殘余物加水，乙酸乙酯萃取，有機相依次經水洗，飽和碳酸氫鈉洗，飽和鹽水洗，干燥，過濾，脫溶得3，5-二氯芐氯。

3）于40℃下，將2.69g(55mmol)氰化鈉溶解于300mL二甲基亞砜中，然后向其中加入9.7g(50mmol)3，5-二氯芐氯，加入催化量的18-冠-6，反應混合物升溫至80℃反應2h，TLC監測反應完畢后，將反應液倒入水中，甲苯萃取，有機相依次經水洗，飽和鹽水洗，干燥，過濾，脫溶，殘余物柱層析(洗脫劑為乙酸乙酯與石油醚(沸程60~90℃)，體積比為1∶3)純化得3，5-二氯芐腈。

4）向37g(0.2mol)3，5-二氯芐腈的350mLN，N-二甲基甲酰胺溶液中，分批加入70%的氫化鈉17.2g(0.5mol)，于室溫攪拌反應4h，再向其中分批加入56.8g(0.4mol)碘甲烷，加畢，反應混合物升溫至100℃反應10h，TLC監測反應完畢后，將反應液倒入水中，乙酸乙酯萃取，有機相依次經水洗，飽和鹽水洗，干燥，過濾，脫溶得產品2-(3，5-二氯苯基)-2-甲基丙腈。

5）在三口瓶中加入濃硫酸104.2mL，冷卻下，通入氮氣。滴加2-(3，5-二氯苯基)-2-甲基丙腈88.8g(0.417mol)。反應過程放熱，因此滴加必須緩慢。滴加完后混合物在室溫攪拌3d。然后慢慢倒入約150g冰水中。用221g碳酸鈉及38mL50%氫氧化鈉中和至pH=9。用二氯甲烷萃取2次。蒸去二氯甲烷。得產品2-(3，5-二氯苯基)-2-甲基丙酰胺。

6）在三口瓶中加入10%氫氧化鈉溶液1L，加入92.4g(0.4mol)2-(3，5-二氯苯基)-2-甲基丙酰胺，降溫至0℃，緩慢滴加次溴酸鈉(56g，0.417mol，溶解于15%氫氧化鈉溶液350mL)。滴加完畢，將混合物保持在室溫下反應1d，然后再冷卻至0℃后，用50%硫酸將pH值調至5，并將混合物保持在室溫下反應2d。乙酸乙酯萃取，有機相依次經水洗，飽和鹽水洗，干燥，過濾，脫溶得1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺。

7）在室溫下將7.6g上步所得產品慢慢地加入到4.7g37%的甲醛水溶液中，加完后恒溫反應7h。加入飽和碳酸氫鈉水溶液，并用乙醚萃取，有機層用飽和食鹽水洗滌，無水硫酸鈉干燥。減壓蒸掉溶劑得到8.6gN-亞甲基-1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺白色晶體。將9.6g2-苯基乙酰乙酸、6.8mL丙酮和8.8mL乙酸酐的混合物保持在-15℃下，往其中加入0.53mL濃硫酸。再將此混合物保持在-15℃下使其反應24h。將反應混合物倒入250mL10%碳酸鈉溶液中，在室溫下攪拌，濾取生成的白色結晶，用水、己烷充分洗凈，在減壓下充分干燥，獲得9.0g5-苯基-2，2，6-三甲基-2H，4H-1，3-二氧雜環己烯-4酮。在將0.65g5-苯基-2，2，6-三甲基-2H，4H-1，3-二氧雜環己烯-4酮與0.65gN-亞甲基-1-甲基-1-(3，5-二氯苯基)乙胺混合并加熱至150℃反應30min。混合物用正己烷與乙酸乙酯和混合溶劑進行重結晶得到0.9g嗪草酮。

主要參考資料

[1] 除草劑(口惡)嗪草酮的開發

[2] 新型殺稗劑—惡嗪草酮

[3] 噁嗪草酮合成方法述評