5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮的合成

丙苯磺隆(Procarbazone)是由拜耳公司開發的新型磺酰脲類即磺酰胺基羰基三唑啉酮類除草劑[1]。其作用機理與其它磺酰脲類除草劑一樣是乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制劑，雜草通過莖葉和根部吸收，脫綠、枯萎，最后死亡。丙苯磺隆不僅對禾谷類作物安全且對后茬作物無影響，環境相容性和安全性極高，主要用于防除禾本科雜草如看麥娘、雀麥等和一些闊葉雜草。

丙苯磺隆可由鄰甲氧羰基磺酰胺異氰酸酯和三唑啉酮中間體縮合而成，其中三唑啉酮中間體的合成是關鍵。大部分合成三唑啉酮中間體的路線是以異硫氰酸甲酯為起始原料，經甲醇縮合、碘甲烷取代、環化、甲基化而得到[2～5]。為了簡化工藝條件，降低生產成本，作者研究了新的合成方法。采用氯甲酸乙酯和硫氰化鈉為起始原料，經取代、甲基化、環合、N-甲基化四步合成目標化合物5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮。合成路線見圖1。

圖1 5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮的合成路線

1 實驗

1.1 試劑與儀器

甲基異丁基酮、氯甲酸乙酯、硫氰化鈉、水合肼、硫酸二甲酯，市售。

XT4型顯微熔點儀(溫度計未校正)，北京泰克儀器公司；Varian Mecurry 300型核磁共振儀(TMS作為內標)；HP-1100型液質連用儀。

1.2 丙氧硫代羰基氨基甲酸乙酯(化合物Ⅰ)的合成

在1000 mL四口燒瓶中加入500 mL甲基異丁基酮、4 mL喹啉、81 g硫氰化鈉,在20℃水浴下，1 h內滴加102 mL氯甲酸乙酯，滴加完畢，攪拌反應3 h。在常溫下，再滴加120 g丙醇，滴加完畢，攪拌過夜。加入30 mL濃鹽酸的270 mL水溶液，分層，取上層有機層，下層用100 mL甲基異丁基酮萃取，合并有機層，常壓下蒸去溶劑，殘留物自然晾干，得162 g固體，即為中間體化合物Ⅰ，產率85%。1HNMR(CDCl3),δ：1.30(t,3H,-CH2CH3),4.12(m,2H,-CH2CH3)，0.96(t,3H,-CH2CH2CH3),1.52(m,2H,-CH2CH2CH3),3.53 (t,3H,-CH2CH2CH3),8.00(b,H,-NH-);MS(m/z)：191(M)+。

1.3 甲硫丙氧基亞甲氨基甲酸乙酯(化合物Ⅱ)的合成

在1000 mL四口燒瓶中加入49.2 g化合物Ⅰ、420 mL水、36 g碳酸鉀，攪拌15 min，過濾，取濾液，在0.5 h內滴加24.5 mL硫酸二甲酯，滴加完畢，攪拌反應1 h。過濾，得固體，加入100 mL二氯甲烷、100 mL水洗，取有機層，除去溶劑，得37 g液體，即為中間體化合物Ⅱ，產率73%。不經進一步純化直接用于下一步反應。

1.4 5-丙氧基-1,2,4-三唑啉酮(化合物Ⅲ)的合成

在250 mL三口燒瓶中，加入23.2 g化合物Ⅱ、75 mL無水乙醇，常溫下在10 min內滴加6.9 mL水合肼，滴加完畢，回流攪拌反應2 h。除去溶劑，得白色固體，用二氯甲烷洗滌，得11 g固體，即為中間體化合物Ⅲ，產率68%。1HNMR(CDCl3),δ：0.96 (s,3H,-OCH2CH2CH3),1.52 (m,2H,-OCH2CH2CH3),3.53(t,2H,-OCH2CH2CH3),6.00 (b,H,-NH-)，7.00 (b,H,-NH-)；MS(m/z)：144(M+1)+。

1.5 5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮(化合物Ⅳ)的合成

在250 mL三口燒瓶中加入8.7 g化合物Ⅲ、86 mL乙腈、9.1 g碳酸鉀，常溫下在10 min內滴加6.2 mL硫酸二甲酯，滴加完畢，保溫50～55℃攪拌反應3 h。過濾，除去溶劑，得固體，用熱水溶解，冷卻析出無色晶體，得7.5 g固體，即為目標化合物Ⅳ，產率79%。1HNMR(CDCl3),δ：0.96 (s,3H,-OCH2CH2CH3),1.52 (m,2H,-OCH2CH2CH3),3.53(t,2H,-OCH2CH2CH3),2.74(s,3H,-OCH2CH2CH3)，7.00 (b,H,-NH-)；MS(m/z)：158(M+1)+。

2 結論

該合成工藝巧妙地利用氯甲酸乙酯和硫氰化鈉為起始原料代替需要自制的異硫氰酸甲酯，且用硫酸二甲酯代替價格昂貴的碘甲烷，具有顯著優點。在該工藝中，反應溫和，無需高溫高壓，適用于國內一般生產企業，各步收率都很穩定，原料和生產成本能控制在較好的水平。此工藝已由常州黃隆化工有限公司合作進行中試生產。

參考文獻：

[1] 張敏恒.1999年布賴頓植保會議上公布的除草劑新品種[J].農藥通訊，2000，(2)：1.

[2] Wroblowsky H-Juergen.Process for the preparation of alkoxytri-azolinones[P].EP 0 703 225,1996-03-27.

[3] Wroblowsky H-Juergen.Process for the preparation of alcoxytriazolinones[P].EP 0 703 226,1996-03-27.

[4] Mueller Klaus-Helmut.Sulfonylaminocarbonyltriazolinones with oxygen-bound substituents[P].EP 507 171,1992-10-07.

[5] Mueller Klaus-Helmut.Substituted 5-alkoxy-1,2,4-triazol-3-(thi)ones[P].USP 5 541 337,1996-07-30.