一种制备芳基尿嘧啶类化合物的方法与流程

本发明属于有机合成方法，具体涉及一种制备芳基尿嘧啶类化合物的方法。

背景技术：

1、杂草每年给农作物生产造成很大损失，目前防治杂草的主要方法是喷洒除草剂。cn110078673a报道了一种全新的芳基脲嘧啶类化合物，该类芳基脲嘧啶类化合物具有优良的除草性能，具有选择性高、除草谱广、杂草不易产生抗性，尤其对牛筋草等恶性杂草具有较好的防除效果，且对哺乳动物毒性低，对农作物影响小等优点。

技术实现思路

1、基于现有技术，本发明提供了一种新的制备芳基尿嘧啶类化合物的方法，具体为一种制备式(x)化合物的方法，所述方法包括以下步骤：

2、

3、(a)在溶剂存在下，式(i)化合物与硝化剂反应得到式(ii)化合物：

4、

5、(b)在催化剂存在下，式(ii)化合物与r1oh反应制备得到式(iii)化合物：

6、

7、(c)在溶剂存在下，式(iii)化合物与还原剂反应制备得到式(iv)化合物：

8、

9、(d)在溶剂存在下，式(iv)化合物与氯甲酸酯反应制备得到式(v)化合物：

10、

11、(e)在溶剂存在下，式(v)化合物与氯化剂反应制备得到式(vi)化合物：

12、

13、(f)在溶剂和碱的存在下，式(vi)化合物和式(vii)化合物反应制备得到式(viii)化合物：

14、

15、(g)在溶剂和碱的存在下，式(viii)化合物与甲基化试剂反应制备得到式(ix)化合物：

16、

17、(h)在催化剂和溶剂的存在下，式(ix)化合物与乙二醇反应制备得到式(x)化合物：

18、

19、其中，r1和r2各自独立地选自c1～c4烷基。

20、前述步骤(a)中，所述硝化剂选自硝酸钾、硝酸钠、硝酸铵、硝酸中的一种或几种。

21、前述步骤(a)中，所述硝化剂为硝酸时，所述硝酸的质量浓度不低于50％，优选不低于68％，更优选不低于98％。

22、前述步骤(a)中，所述式(i)化合物与硝化剂中硝酸根离子的摩尔比为1比1至10，优选1比1至5，更优选1比1至1.2，最优选1比1.1。

23、前述步骤(a)中，所述硝化剂加入体系的温度为-10℃至20℃，优选-5℃至10℃，更优选0℃至5℃。进一步地，硝化剂可选择分批或滴加的方式进行以维持体系在可控的温度范围内。

24、前述步骤(a)中，所述溶剂为浓硫酸或浓硫酸与第二溶剂的混合物；进一步地，所述式(i)化合物与溶剂的质量比为1比1至30，优选1比3至20，更优选1比5至15，最优选1比10。

25、前述步骤(a)中，所述浓硫酸的质量浓度不低于70％，优选不低于95％；

26、前述步骤(a)中，所述第二溶剂为卤代烷烃，优选c1-c4氯代烷烃，更优选二氯甲烷、二氯乙烷中的一种或一种以上；

27、前述步骤(a)中，所述浓硫酸与第二溶剂的质量比为1比1至10，优选1比2至8，更优选1比3至5，最优选1比4。

28、前述步骤(a)中，所述反应的温度为0℃至50℃，优选10℃至40℃，更优选20℃至30℃。在一些实施例中，所述反应可以在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃或50℃下进行。

29、前述步骤(b)中，包括如下步骤：

30、(b1)所述式(ii)化合物与r1oh混合形成混合液1；

31、(b2)所述催化剂加入到混合液1中，保温搅拌得混合液2；

32、(b3)混合液2升温反应得到式(iii)化合物。

33、前述步骤(b)中，所述r1为乙基。

34、前述步骤(b1)中，式(ii)化合物与r1oh的质量比为1比1至10，优选1比2至8，更优选1比3至5，最优选1比4。

35、前述步骤(b2)中，所述催化剂为浓硫酸或二氯亚砜，进一步地，浓硫酸的质量浓度不低于95％。

36、前述步骤(b2)中，所述催化剂为浓硫酸时，式(ii)化合物与催化剂的摩尔比为1比0.01至1，优选1比0.1至0.5，更优选1比0.2。

37、前述步骤(b2)中，所述催化剂为氯化亚砜时，式(ii)化合物与催化剂的摩尔比为1比0.5至5，优选1比1至3，更优选1比2。

38、前述步骤(b2)中，所述催化剂加入的温度为-10℃至20℃，优选-5℃至10℃，更优选0℃至5℃。

39、前述步骤(b2)中，所述保温搅拌的温度为-10℃至20℃，优选-5℃至10℃，更优选0℃至5℃。

40、前述步骤(b2)中，所述保温搅拌的时间为0min至60min，优选10min至40min，更优选20min至30min。

41、前述步骤(b3)中，所述升温反应的温度为回流温度或70℃至90℃。在一些实施例中，所述反应可以在70℃、75℃、80℃、85℃或90℃下进行。

42、前述步骤(c)中，所述还原剂为铁粉、二氯亚锡或氢气。

43、前述步骤(c)中，所述还原剂为铁粉时，所述溶剂为酸类溶剂或醇类溶剂，优选乙酸、甲醇和乙醇中的一种或一种以上，更优选乙酸。

44、前述步骤(c)中，所述还原剂为铁粉时，所述反应的温度为50℃至80℃，优选60℃至70℃，最优选65℃。在一些实施例中，所述反应可以在50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃下进行。

45、前述步骤(c)中，所述还原剂为铁粉时，所述还原剂总用量与式(iii)化合物的摩尔比为1至10比1，优选2至5比1，更优选3比1。

46、前述步骤(c)中，所述为二氯亚锡时，所述溶剂为醇类溶剂，优选c1～c4醇，更优选乙醇。

47、前述步骤(c)中，所述为二氯亚锡时，所述反应的温度为30℃至60℃，优选35℃至50℃，更优选40℃。在一些实施例中，所述反应可以在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃下进行。

48、前述步骤(c)中，所述为二氯亚锡时，所述还原剂二氯亚锡与式(iii)化合物的摩尔比为1至10比1，优选2至5比1，更优选3比1。

49、前述步骤(c)中，所述还原剂为氢气时，所述反应还包括加入催化剂的步骤，所述催化剂为钯碳或雷尼镍，优选钯碳。

50、前述步骤(c)中，所述还原剂为氢气时，所述溶剂为醇类溶剂，优选c1～c4醇，更优选甲醇或乙醇。

51、前述步骤(c)中，所述还原剂为氢气时，所述反应的温度为30℃至60℃，优选35℃至50℃，更优选40℃。在一些实施例中，所述反应可以在30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃或60℃下进行。

52、前述步骤(c)中，所述还原剂为氢气时，所述反应的压力为0.5mpa至5mpa，优选0.5mpa至3mpa，更优选1mpa至2mpa。

53、前述步骤(d)中，所述r2为甲基或乙基，优选乙基。

54、前述步骤(d)中，所述式(iv)化合物与氯甲酸酯的摩尔比为1比1至1.5，优选1比1至1.2，更优选1比1至1.1，最优选1比1.05。

55、前述步骤(d)中，所述溶剂为非质子性溶剂，优选1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或一种以上，优选四氢呋喃、甲基四氢呋喃和乙腈中的一种或一种以上，更优选四氢呋喃或甲基四氢呋喃。

56、前述步骤(d)中，所述反应的温度为0℃至80℃，优选20℃至60℃，更优选30℃至40℃，最优选35℃。在一些实施例中，所述反应可以在0℃、5℃、10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃或80℃下进行。

57、前述步骤(d)中，所述步骤还包括加入碱的步骤，所述碱为有机碱或无机碱。进一步地，所述无机碱选自碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸盐或碱土金属碳酸氢盐，优选碳酸钾。更进一步地，所述碱为无机碱时，所述无机碱与式(iv)化合物的摩尔比为1比1至1.5，优选1比1至1.2。

58、前述步骤(e)中，所述溶剂为乙腈。

59、前述步骤(e)中，所述反应的温度为40℃至100℃，优选60℃至90℃，更优选80℃。在一些实施例中，所述反应可以在40℃、45℃、50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃、85℃、90℃、95℃或100℃下进行。

60、前述步骤(e)中，所述氯化试剂为磺酰氯或氯气。

61、前述步骤(e)中，所述氯化试剂为磺酰氯时，所述式(v)化合物与氯化试剂的摩尔比为1比1至10，优选1比2至5，更优选1比2.5至3.5。

62、前述步骤(e)中，所述氯化试剂为氯气时，所述式(v)化合物与氯化试剂的摩尔比为1比0.5至10，优选1比1至3，更优选1比1.5。

63、前述步骤(e)中，所述氯化试剂为氯气时，所述方法还包括加入路易斯酸催化剂的步骤。所述路易斯酸催化剂为三氯化铁或三氯化铝。

64、前述步骤(f)中，所述式(vi)化合物与式(vii)化合物的摩尔比为1比1至1.5，优选1比1.05至1.2，更优选1比1.1。

65、前述步骤(f)中，所述式(vi)化合物与碱的摩尔比为1比1至10，优选1比2至5，更优选1比2.5至3.5，最优选1比3。

66、前述步骤(f)中，所述碱为无机碱或有机碱，所述无机碱为碱金属氢氧化物或碱金属碳酸盐，优选氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸钾的一种或一种以上，所述有机碱选自叔丁醇钠、叔丁醇钾、乙醇钠和乙醇钾的一种或一种以上。

67、前述步骤(f)中，所述溶剂选自极性非质子溶剂，优选二甲基亚砜、n,n-二甲基乙酰胺、n,n-二甲基甲酰胺中的一种或一种以上，更优选n,n-二甲基甲酰胺。

68、前述步骤(f)中，所述反应的温度为80℃至150℃，优选100℃至120℃，更优选115℃。在一些实施例中，所述反应可以在80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、或150℃下进行。

69、前述步骤(g)中，所述甲基化试剂选自硫酸二甲酯、碳酸二甲酯或碘甲烷中的一种或一种以上。

70、前述步骤(g)中，所述式(viii)化合物与碱的摩尔比为1比1至2，优选1比1.1至1.5，更优选1比1.1至1.3，最优选1比1.2。

71、前述步骤(g)中，所述碱为无机碱，所述无机碱选自碱金属碳酸盐、碱金属碳酸氢盐、碱土金属碳酸盐或碱土金属碳酸氢盐中的一种或一种以上，优选碳酸钾。

72、前述步骤(g)中，所述溶剂为非质子性溶剂，优选1,4-二氧六环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、乙腈、n,n-二甲基甲酰胺和二甲基乙酰胺中的一种或一种以上，优选四氢呋喃、甲基四氢呋喃和乙腈中的一种或一种以上，更优选四氢呋喃或甲基四氢呋喃。

73、前述步骤(g)中，所述反应的温度为20℃至50℃，优选30℃至40℃，更优选35℃。在一些实施例中，所述反应可以在20℃、22℃、25℃、28℃、30℃、32℃、35℃、38℃、40℃、42℃、45℃、48℃或50℃下进行。

74、前述步骤(g)中，所述甲基化试剂为碳酸二甲酯或硫酸二甲酯时，所述式(viii)化合物与甲基化试剂的摩尔比为1比1至5，优选1比1.5至4，更优选1比2至3，最优选1比2.2。

75、前述步骤(g)中，所述甲基化试剂碘甲烷时，所述式(viii)化合物与甲基化试剂的摩尔比为1比1.5至10，优选1比2至6，更优选1比3至5，最优选1比4。

76、前述步骤(h)中，所述溶剂为乙二醇或甲苯。

77、前述步骤(h)中，所述式(ix)化合物与溶剂的质量比为1比1至20，优选1比2至15，更优选1比5至10，最优选1比8。

78、前述步骤(h)中，所述催化剂为浓硫酸、钛酸四异丙酯、钛酸四丁酯或单丁基氧化锡中的一种或一种以上，优选浓硫酸。

79、前述步骤(h)中，所述式(ix)化合物与催化剂的摩尔比为1比0.01至0.3，优选1比0.01至0.3，更优选1比0.05至0.15，最优选1比0.1；和/或，

80、前述步骤(h)中，所述反应的温度为80℃至150℃，优选100℃至120℃，更优选110℃。在一些实施例中，所述反应可以在80℃、85℃、90℃、95℃、100℃、105℃、110℃、115℃、120℃、125℃、130℃、135℃、140℃、145℃、或150℃下进行。

81、前述方法还包括后处理的步骤，所述后处理包括萃取、分相、过滤、洗涤、干燥或蒸馏步骤中的一种或一种以上的组合。

82、发明的效果

83、相对于现有技术，本发明提供了一条新的制备芳基尿嘧啶类化合物的方法。