新型除草劑甲基磺草酮及其合成路線概述

梁建國 凌廣軒 相聰 吳浪 王佳柳（河北亞諾化工股份有限公司，河北 石家莊 052165）

1 甲基磺草酮又名米斯通、硝磺草酮、千層紅，化學(xué)名稱

2-（4-甲磺酰基-2-硝基苯甲酰基）環(huán)己基-1,3-二酮，CAS[104206-82-8]，分子式：C14H13NO7S，分子量 339.3;熔點：165℃;蒸汽壓5.09×10-3mPa;顯酸性，pKa：3.12(20℃)。水中溶解度：2.2g/L(pH=4.8),15g/L(pH=6.9),22g/L(pH=9)。常溫下，在 pH=4-9水中比較穩(wěn)定，不會發(fā)生水解反應(yīng)[1]。

結(jié)構(gòu)式：

甲基磺草酮是由先正達公司開發(fā)的一種抑制HPPD除草劑，是繼磺草酮之后開發(fā)的第二個三酮類除草劑。在歐洲多國推廣使用，效果良好，近年進入中國市場。為內(nèi)吸、選擇性除草劑，芽前或芽后用于玉米田防除一年生闊葉雜草和一些禾本科雜草。溫度高，有利于甲基磺草酮藥效發(fā)揮;施藥后1 h降雨，對甲基磺草酮藥效無影響。

2001 年首先在美國上市，先正達的該產(chǎn)品在2002年，2003年，2005年，2007年，2009年，2011年的銷售額分別為1.03億，2.18億,3.35億,4.2億,4.45億,5.35億美元，成為先正達重磅級農(nóng)藥品種，在除草劑中銷售額排名第五。

甲基磺草酮1985年申請了EP0186118的化合物專利，2005年到期。美國專利US5006158也已經(jīng)于2008年到期。2005年在中國取得7.5年的行政保護，也已經(jīng)于2012年8月到期。至2015年7月除先正達外有沈陽科創(chuàng)、山東濱農(nóng)、上虞穎泰、大連松遼、美國默賽、河北三農(nóng)、安徽中山、遼寧丹東、四川樂山福華通達、利民化工股份等15家公司取得了正式的甲基磺草酮原藥生產(chǎn)登記證。除沈陽科創(chuàng)2011年、山東濱農(nóng)、上虞穎泰2012年外，其它廠家均為2013年或以后取得登記證。其它制劑登記也已經(jīng)有146家[2-4]。

甲基磺草酮的劑型主要為10-15%的水劑、懸浮劑，還有與丙草胺、莠去津、煙嘧磺隆的復(fù)配的懸浮劑、可分散乳油、水分散粒劑等劑型。是目前玉米田苗前、苗后除草劑炒的火熱的品種，對磺酰脲類產(chǎn)生抗藥性的雜草有特效，特別對玉米的安全性要高于煙嘧磺隆；但煙嘧磺隆在雨后應(yīng)用優(yōu)于甲基磺草酮，特別是在多雨的季節(jié)，煙嘧磺隆更是優(yōu)于甲基磺草酮。隨著生產(chǎn)的規(guī)模化和市場價格的降低，甲基磺草酮可能會搶占煙嘧磺隆較大一部分市場。

2 甲基磺草酮的工業(yè)化合成路線[5]：

以中間體2-硝基-4-甲磺酰基甲苯為原料經(jīng)氧化、酰氯化得2-硝基-4-甲砜基苯甲酰氯，再于1,3-環(huán)己二酮縮合而得。

3 中間體2-硝基-4-甲砜基甲苯的合成[6]

目前主流有兩種路線方法：

3.1 以對甲基苯磺酰氯為原料合成中間體2-硝基-4-甲磺酰基甲苯[6]

該方法原料易得，工藝成熟，缺點是三廢量大。

3.2 以2 -硝基甲苯為原料合成中間體2-硝基-4-甲磺酰基甲苯[7]

以2-硝基甲苯經(jīng)磺酸化、酰氯化，最后與亞硫酸鈉、碳酸鈉和氯乙酸反應(yīng)得到目標(biāo)產(chǎn)物。

4 中間體1,3-環(huán)己二酮的合成[7]

已有的合成1,3-環(huán)己二酮的方法主要有兩種：縮合法和還原法。工業(yè)上采用在催化劑存在下直接加氫還原法生產(chǎn)。

根據(jù)文獻報道，催化劑的選擇可為Pd/C或改性骨架鎳（為鉬和鉻雙改性骨架鎳催化劑，所述鉬占所述改性骨架鎳催化劑的質(zhì)量百分比為0.1%-0.4%，所述鉻占所述改性骨架鎳催化劑的質(zhì)量百分比為0.05%-0.2%）

5 結(jié)語

5.1 甲基磺草酮是一個很有前景的除草劑品種，特別在磺酰脲類除草劑已經(jīng)產(chǎn)生耐藥性的情況下。

5.2 中間體1,3-環(huán)己二酮的合成路線比較綠色環(huán)保，但另一個關(guān)鍵中間體2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的合成存在大量的廢水、廢氣、廢渣，對這一中間體工藝的綠色化改進迫在眉睫，綠色競爭力的工藝也是進入該品種的砝碼。

5.3 對甲基苯磺酸甲酯的還原、重排是一個值得嘗試的方法。

5.4 2 -硝基-4-甲砜基甲苯的空氣/氧氣催化氧化是一個最有可能突破的方向。目前已經(jīng)有這方面的成功報道。[8]

[1]The Pesticide Manual（12th edition）2000，602.

[2]柏亞羅，專利農(nóng)藥新品種手冊，2011年6月第一版，291.

[3]柏亞羅，2012—2016年專利過期農(nóng)藥品種，中國農(nóng)藥，2014，1，16.

[4]孫克，全球十大除草劑的市場與展望，52，5（2013），317.

[5]EP0186118.

[6]DE4235155;CN103772243 A.

[7]WO 9214701;CN103121961A.

[8]Organic Syntheses(1947),27,21-3；JP04013644；EP822173；JP2001348352；JP 2003313150.

[9]一種生產(chǎn)2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的催化工藝CN104016894A(2014).