5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮的合成

丙苯磺隆(Procarbazone)是由拜耳公司开发的新型磺酰脲类即磺酰胺基羰基三唑啉酮类除草剂[1]。其作用机理与其它磺酰脲类除草剂一样是乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂，杂草通过茎叶和根部吸收，脱绿、枯萎，最后死亡。丙苯磺隆不仅对禾谷类作物安全且对后茬作物无影响，环境相容性和安全性极高，主要用于防除禾本科杂草如看麦娘、雀麦等和一些阔叶杂草。

丙苯磺隆可由邻甲氧羰基磺酰胺异氰酸酯和三唑啉酮中间体缩合而成，其中三唑啉酮中间体的合成是关键。大部分合成三唑啉酮中间体的路线是以异硫氰酸甲酯为起始原料，经甲醇缩合、碘甲烷取代、环化、甲基化而得到[2～5]。为了简化工艺条件，降低生产成本，作者研究了新的合成方法。采用氯甲酸乙酯和硫氰化钠为起始原料，经取代、甲基化、环合、N-甲基化四步合成目标化合物5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮。合成路线见图1。

图1 5-丙氧基-4-甲基-1,2,4-三唑啉酮的合成路线

1 实验

1.1 试剂与仪器

甲基异丁基酮、氯甲酸乙酯、硫氰化钠、水合肼、硫酸二甲酯，市售。

XT4型显微熔点仪(温度计未校正)，北京泰克仪器公司；Varian Mecurry 300型核磁共振仪(TMS作为内标)；HP-1100型液质连用仪。

1.2 丙氧硫代羰基氨基甲酸乙酯(化合物Ⅰ)的合成

在1000 mL四口烧瓶中加入500 mL甲基异丁基酮、4 mL喹啉、81 g硫氰化钠,在20℃水浴下，1 h内滴加102 mL氯甲酸乙酯，滴加完毕，搅拌反应3 h。在常温下，再滴加120 g丙醇，滴加完毕，搅拌过夜。加入30 mL浓盐酸的270 mL水溶液，分层，取上层有机层，下层用100 mL甲基异丁基酮萃取，合并有机层，常压下蒸去溶剂，残留物自然晾干，得162 g固体，即为中间体化合物Ⅰ，产率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 甲硫丙氧基亚甲氨基甲酸乙酯(化合物Ⅱ)的合成

在1000 mL四口烧瓶中加入49.2 g化合物Ⅰ、420 mL水、36 g碳酸钾，搅拌15 min，过滤，取滤液，在0.5 h内滴加24.5 mL硫酸二甲酯，滴加完毕，搅拌反应1 h。过滤，得固体，加入100 mL二氯甲烷、100 mL水洗，取有机层，除去溶剂，得37 g液体，即为中间体化合物Ⅱ，产率73%。不经进一步纯化直接用于下一步反应。

1.4 5-丙氧基-1,2,4-三唑啉酮(化合物Ⅲ)的合成

在250 mL三口烧瓶中，加入23.2 g化合物Ⅱ、75 mL无水乙醇，常温下在10 min内滴加6.9 mL水合肼，滴加完毕，回流搅拌反应2 h。除去溶剂，得白色固体，用二氯甲烷洗涤，得11 g固体，即为中间体化合物Ⅲ，产率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三口烧瓶中加入8.7 g化合物Ⅲ、86 mL乙腈、9.1 g碳酸钾，常温下在10 min内滴加6.2 mL硫酸二甲酯，滴加完毕，保温50～55℃搅拌反应3 h。过滤，除去溶剂，得固体，用热水溶解，冷却析出无色晶体，得7.5 g固体，即为目标化合物Ⅳ，产率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 结论

该合成工艺巧妙地利用氯甲酸乙酯和硫氰化钠为起始原料代替需要自制的异硫氰酸甲酯，且用硫酸二甲酯代替价格昂贵的碘甲烷，具有显著优点。在该工艺中，反应温和，无需高温高压，适用于国内一般生产企业，各步收率都很稳定，原料和生产成本能控制在较好的水平。此工艺已由常州黄隆化工有限公司合作进行中试生产。

参考文献：

[1] 张敏恒.1999年布赖顿植保会议上公布的除草剂新品种[J].农药通讯，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.