《武汉工程大学学报》  2011年10期 1-3   出版日期:2011-11-30   ISSN:1674-2869   CN:42-1779/TQ
新型除草剂甲磺胺磺隆


0引言甲磺胺磺隆(通用名称:Mesosulfuronmethyl,实验代号:AEF13006000)化学名称为:2[[[(4,6二甲氧基2嘧啶基)氨基]甲酰]胺]磺酰]4[[(甲磺酰)氨基]甲基]苯甲酸甲酯,为德国拜耳作物科学公司研制的磺酰脲类除草剂,通过抑制乙酰乳酸合成酶而起作用.杂草根和叶吸收其成分后,在植株内传导,使杂草停止生长而后枯死.药效试验表明,该药对春小麦、冬小麦的一年生禾本科杂草和牛繁缕等部分阔叶杂草有较好的防效[13].甲磺胺磺隆(Mesosulfuronmethyl)结构式如下:甲磺胺磺隆原药(质量分数为93%)外观为浅黄色粉末;熔点195.4 ℃;蒸气压3.5×10-12 Pa(20 ℃);溶解度(g/L,20 ℃):水中2.14×10-2(pH 5.66),正己烷中<2.29×10-4,丙酮中13.66.制剂常温下贮存稳定.原药对大鼠急性剂量经口、皮LD50>5 000 mg/kg,急性吸入试验的最大可能质量浓度为1.33 mg/L;对皮肤、眼睛无刺激性,无致敏性;大鼠(90 d):亚慢性喂饲试验无作用剂量:雄性为907 mg/(kg·d)、雌性为976 mg/(kg·d);致突变试验:Ames试验、小鼠微核试验和其它致突变试验均为阴性;未见致畸作用,无致癌性.制剂对大鼠急性剂量经皮LD50>2 000  mg/kg,急性经皮LD50>5 000 mg/kg;对皮肤、眼睛有刺激性;无致敏性.该药属低毒除草剂.质量分数为3%甲磺胺磺隆油悬浮剂为新的高活性磺酰脲类苗后除草剂.其作用机理与其它磺酰脲类除草剂一样为乙酰乳酸合成酶(ALS)的抑制剂.通过杂草根和叶吸收后,在植株内传导,使杂草停止生长而枯死.药效试验表明,该药对春小麦、冬小麦的一年生禾本科杂草和部分阔叶杂草有较好的防效.每公顷用有效成分9.00~15.75 g/hm2,配药时加入药液质量的0.2%~0.5%非离子表面活性剂.使用方法为小麦苗后早期茎叶喷雾处理,最佳喷药时期为小麦3~6叶期,杂草2~5叶期.该药作用缓慢,药后1~2个月后显出最佳防效.各种杂草的敏感性有差异,对禾本科杂草如看麦娘、硬草、棒头草、节节草等,以及牛繁缕等部分阔叶杂草有较好防效,对雀麦草、野燕麦的用药量应选择上限.施药时期在返青拔节时要适当增加用药量.小麦正常成熟收获后,播种下茬作物水稻、玉米、大豆、棉花和花生均无不良影响.阔世玛水分散粒剂是甲磺胺磺隆(世玛)与甲基碘磺隆钠盐(使阔得)的复配剂,含质量分数为3%的甲磺胺磺隆和质量分数为0.6%甲基碘磺隆钠盐,甲磺胺磺隆和甲基碘磺隆钠盐均为磺酰脲类除草剂,残效期较长.甲磺胺磺隆以杂草茎叶吸收为主,使用时应严格按推荐的施用剂量、时期和方法均匀喷施,不可超量、超范围使用,严禁“草多处多喷”,不重喷、漏喷;在遭受冻、涝、盐、病害的小麦田中不得使用;小麦拔节或株高达13厘米后不得使用.甲磺胺磺隆的合成路线[45]如下:

14甲基3硝基苯氰(2)的制备11 g(0.098 mol)4氰基甲苯和20 mL浓硫酸冷却至0 ℃,滴加20 mL硝酸,滴加时间约1 h.滴加完毕,在0 ℃继续反应4 h.将反应物倾入碎冰中,得到的沉淀物过滤,水洗干燥.得白色固体15.2 g,收率95%.1HNMR(500 MHz,CDCl3):8.27(d,J=1.6 Hz,1 H),7.78(dd,J=8.0,1.7 Hz,1 H),7.51(d,J=8.0 Hz,1 H),2.69(s,3 H).24氰基2硝基苯甲酸(3)的制备5.0 g(0.031 mol)的4甲基3硝基苯氰溶于83 mL浓硫酸中,冷却至0 ℃,滴加14 g(0.047 mol)的重铬酸钾和15 mL的浓硫酸混合物,滴加时间约2 h.滴加完毕升至室温,继续反应48 h.得到的绿色反应物倾入碎冰中,过滤,滤饼溶于60 mL 5%的碳酸钠溶液中,过滤除去不溶物.溶液用稀盐酸中和,得到的沉淀经过滤,干燥.得白色固体2.7g,收率46%.1HNMR(500 MHz,CDCl3):8.39(d,J=1.3 Hz,1 H),8.12(dd,J=8.0,1.3 Hz,1 H),8.00(d,J=8.0 Hz,1 H).34氰基2硝基苯甲酸甲酯(4)的制
备2.7 g(0.014 mol)4氰基2硝基苯甲酸溶于10 mL DMF溶剂中,加入3.9 mL(0.028 mol)的1,8二氮杂双环[5.4.0]十一烷7烯(DBU),反应物搅拌15 min,冷却至0 ℃,加入1.8 mL(0.028 mol)的碘甲烷,升至室温,反应过夜.加入乙酸乙酯,反应物水洗3次,有机层硫酸镁干燥,过滤,浓缩,色谱分离(正己烷/乙酸乙酯)得目的化合物2.63 g,收率91%.1HNMR(500 MHz CDCl3):8.24(d,J=1.4 Hz,1 H),7.97(dd,J=8.0,1.5 Hz,1 H),7.87(d,J=7.8 Hz,1H),3.97(s,3 H).第10期刘安昌,等:新型除草剂甲磺胺磺隆
武汉工程大学学报第33卷
43氨基4甲氧基羰基苯胺(5)的制
备在高压反应釜中加入浓盐酸365 mL(4.37 mol),9 g氧化铂(PtO2),900 g(4.37 mol)4氰基2硝基苯甲酸甲酯和13.5 L甲醇.在室温下一个大气压,冲入氢气,反应1 h.然后将压力升至1.7×103 kPa.当氢气吸收完全后,减至常压,过滤除去催化剂,真空浓缩,残液用乙酸乙酯结晶,得3氨基4甲氧基羰基苯胺盐酸盐757 g,收率80%,熔点185~190 ℃(分解).52氨基4甲磺酰基氨基甲基苯甲酸
甲酯(6)的制备将3 g(18.8 mol)3氨基4甲氧基羰基苯胺盐酸盐溶于50 mL二甲氨基乙酰胺(DMAC),加入2.8 g(27.7 mol)三乙胺.在温度为0~10 ℃下加入1.6 g(13.8 mmol)甲烷磺酰氯,反应1 h后,真空除去溶剂,残液用水和二氯甲烷萃取,Na2SO4干燥.浓缩,粗品用水重结晶,得2氨基4甲磺酰基氨基甲基苯甲酸甲酯3 g,收率84%,熔点120~121 ℃.62氯磺酸4甲磺酰胺基甲基苯甲酸
甲酯(7)的制备在一反应瓶中加入5 mL冰醋酸,3 g (11.6 mmol)2氨基4甲磺酰基氨基甲基苯甲酸甲酯和20 mL浓盐酸,在0~5 ℃下滴加0.81 g(11.7 mmol)亚硝酸钠的10 mL水溶液,在5 ℃反应0.5 h;在另一反应瓶中加入0.34 g(3.5 mmol)CuCl和30 mL冰醋酸,冲入SO2气体至饱和.然后加入30 mL甲苯.在35 ℃条件下,滴加上述制备好的重氮盐,滴加时间为0.5 h,此时有气体放出.反应1 h后,加入水使其分层,水相用二氯甲烷萃取,合并有机相,Na2SO4干燥.浓缩,加入甲苯搅拌析出晶体2氯磺酸4甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯2.5 g,收率63%,熔点93~94 ℃.72磺酰胺4甲磺酰胺基甲基苯甲酸
甲酯(8)的制备11 g(32 mmol) 2氯磺酸4甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯溶于200 mL四氢呋喃中,冷却至0 ℃,冲入1.1 g(64 mmol)的氨气.反应完毕,浓缩.残液加入水搅拌,有固体析出,过滤,真空干燥得2磺酰胺4甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯8.3 g,收率80%,熔点185~187 ℃.82[3(4,6二甲氧基嘧啶2基)脲
基磺酰基]4甲磺酰胺基甲基苯甲酸
甲酯(1)的制备87.15 g(0.267 7 mol)的2磺酰胺4甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯和74.42 g(0.267 7 mol)的N(4,6二甲氧基嘧啶2基)甲酸苯酯溶于600 mL的乙腈溶剂中,冰浴至5 ℃.加入40.4 mL(0.267 7 mol/L)1,8二氮杂双环[5.4.0]十一烷7烯(DBU),室温反应2 h.除去三分之二的溶剂.残余物加入600 mL 2 mol/L HCl和400 mL异丙醚,剧烈搅拌,有大量固体析出,过滤,分别用水和异丙醚洗涤,真空干燥,得2[3(4,6二甲氧基嘧啶2基)脲基磺酰基]4甲磺酰胺基甲基苯甲酸甲酯125 g,收率92%,熔点191~193 ℃.