4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯关键中间体的合成研究

摘要

4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯属于磺酰脲类除草剂，可以高效除去农田间杂草。其作用机制独特、广谱、高效、环境友好，并具有优良的持效性，同时对哺乳动物安全。3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺的合成是4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯制备过程的关键步骤，该产品目前仍在专利保护期内，其技术被德国拜耳公司掌握，因此，该中间体的合成研究具有深远意义。
　　本文综述了4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯中间体的合成方法，通过理论分析及研究，设计了4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯的中间体3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺的合成方法：以对甲苯腈为原料，经混酸硝化反应制得4-甲基-3-硝基苯氰、再以重铬酸钾作为氧化试剂进行氧化反应制得4-氰基-2-硝基苯甲酸、再用碘甲烷作为甲基化试剂进行甲基化反应得到相应产物4-氰基-2-硝基苯甲酸甲酯，最后经氢化还原，得到最终产品3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺。
　　研究结果表明：在制备4-甲基-3-硝基苯氰的反应中，选用65％的浓硝酸为硝化试剂，物料比n（HNO3）：n（原料）=1：1，反应温度为-15℃，强力搅拌，收率93.0%，纯度98.8%；氧化反应中，选用重铬酸钾-高锰酸钾体系，物料比n(重铬酸钾)/(4-甲基-3-硝基苯氰)=1.3:1，催化剂用量为n（KMnO4）：n（原料）=0.06：1，催化剂的加入极大地缩短了反应时间（24h，文献值48h）滴加温度为-15℃，溶剂为80%浓硫酸。收率：51.5%，纯度：98.3%；甲基化反应中，以DMF作为溶剂，碘甲烷作为甲基化试剂，n（CH3I）：n（原料）=2：1，DBU作为催化剂参与反应，最佳DBU用量n(DBU)：n(原料)=2：1，反应温度为25℃，收率为：91%，纯度：98.9%，m.p.89.1-89.3℃。还原反应过程中，溶剂为甲醇，甲醇用量v(甲醇)：m(原料)=20：1，氧化铂为催化剂，n(催化剂)：n(原料)=2：100，反应压力为2MPa，反应温度为25℃，本步收率为88.2%，熔点为188.2～190.0℃。

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第一章 绪论

1.1 引言

1.2 除草剂概述

1.3 磺酰脲类除草剂的概述

1.4 甲基二磺隆概述

1.5 4-甲磺酰氨基甲基-2-氨基磺酸基苯甲酸甲酯的合成

1.6 中间体3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺简介

1.7 本课题主要研究内容及意义

第二章 实验试剂及仪器

2.1 化学原料及试剂

2.2 实验仪器及设备

2.3 分析方法简介

第三章 3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺的合成

3.1 3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺的合成路线设计

3.2 实验研究与结果讨论

第四章 结构表征与分析

4.1 4-甲基-3-硝基苯氰的表征与分析

4.2 4-氰基-2-硝基苯甲酸表征和分析

4.3 4-氰基-2-硝基苯甲酸甲酯表征和分析

4.4 3-氨基-4-甲氧基羰基苄胺表征和分析

第五章 结论

参考文献

攻读硕士期间所获得的科研成果

致谢