论文总字数：14434字

摘 要

本文介绍了啶磺草胺的性质、用途以及制备方法，并对磺酰胺类除草剂的合成进行了阐述。根据化学反应过程中控制变量原则，同时查阅大量的文献及手册，初步确定影响反应的因素为反应物的量及反应溶剂。建立了变化单一反应物控制其他反应物的量不变的对照实验及变化反应不同溶剂控制反应物的量不变的对照实验。通过对比生成物的量实验结果，对比分析不同反应物的量及不同溶剂对反应的影响，最终筛选出该反应中最佳的反应条件。本文研究为进一步提高烟酰胺Hoffman反应降解产率提供依据。

关键词: Hoffman降解 烟酰胺

ABSTRACT

This article describes the nature uses and preparation methods of pyridine sulfinpyrazone, and synthesis of sulfonamide herbicide is elaborated,too. According to the controlling variables principle in the chemical reaction process，meanwhile，referring to a lot of hand books，initially identifies the factors affecting response to reactants and reaction solvent. We establish a single reactant to control other reactants constant controlled experiments and change in response of different solvent controls the amount of reactant constant controlled experiments. By comparing the amount of laboratory test results, the comparative analysis of different amounts of reactant and the effect of different solvents on the reaction, we established one contrast experiment which changes a single reactant while controls other reactants“amount and the other one which changes different reaction volumes while controls reactants”amount.

Keywords: Hoffman Nicotinamide

目 录

摘 要 I

ABSTRACT II

第一章 文献综述 1

1.1 啶磺草胺的介绍 1

1.1.1 理化性质 1

1.1.2 毒性 1

1.1.3 环境安全性评价 2

1.1.4 应用 2

1.2 磺酰胺类除草剂的合成 2

1.2.1 N-(杂环羰基)芳基磺酰胺的合成方法 2

1.2.2 较成熟的磺酰胺类除草剂合成路线 3

1.3 霍夫曼降解反应 7

1.3.1 霍夫曼降解反应的原理 7

1.3.2 霍夫曼降解反应的实际应用 8

1.3.3 Boc-3-氨基哌啶的合成 10

1.3.4 2-托品酮的合成 11

1.3.5 苯氨基甲酸酯的合成 11

1.3.6 2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶的合成 13

1.4 烟酰胺的hoffmann降解反应机理 13

第二章 4-三氟甲基-2-甲氧基吡啶胺的合成 14

2.1 合成路线 14

2.2 实验部分 14

2.2.1 试剂与仪器 14

2.2.2 实验方法 14

2.3 结果与讨论 15

2.4 小结 16

第三章 结论与展望 17

3.1 结论 17

3.2 展望 17

附 录 20

致 谢 21

第一章 文献综述

1.1 啶磺草胺的介绍

1.1.1 理化性质

啶磺草胺是磺酰胺类除草剂。啶磺草胺原药质量分数gt;=96.5 %；外观为棕褐色粉末；熔点：208.3 ℃，分解温度：213 ℃；蒸气压(20℃)：lt;1×10^-7 Pa；溶解度(g/L,20℃);纯净水中0.0626，pH=7缓冲液中3.20，甲醇中1.01，丙酮中2.79，正辛醇中0.073，乙酸乙酯中2.17，二氯乙烷中3.94，二甲苯中0.0352，庚烷中lt;0.001；化学名称:N-(5，7-二甲氧基[1,2,4]三唑[1.5-a]嘧啶-2-基)-2-甲氧基-4-(三氟甲基)-3-吡啶磺酰胺

结构式：

啶磺草胺7.5%水分散粒剂外观为棕褐色固体；悬浮率gt;70 %；润湿时间lt;1 s；常温贮存稳定。

1.1.2 毒性

啶磺草胺原药大鼠急性经口，经皮LD_50.gt;2000 mg/kg;对大白兔眼睛和皮肤无刺激性；豚鼠皮肤变态反应（致敏）试验结果为中毒致敏性；大鼠90d亚慢性喂养试验最大无作用剂量为100 mg/kg·d;致突变试验：Ames试验，小鼠骨髓细胞微核试验，大鼠淋巴细胞体外染色体畸变试验，哺乳动物细胞体外染色体基因突变试验结果均为阴性，未见致突变性。啶磺草胺7.5 %水分散粒剂大鼠急性经口，经皮LD_50.gt;5000 mg/kg；对大白兔眼睛有瞬时刺激性，7d恢复，皮肤无刺激性；豚鼠皮肤变态反应（致敏）试验结果为无致敏性。啶磺草胺原药属于低毒除草剂，啶磺草胺7.5 %水分散粒剂微毒除草剂。

1.1.3 环境安全性评价

啶磺草胺的蒸气压低，挥发性小；土壤中降解，在耗氧条件下，半衰期DT₅₀ 2~10d；不易水解；人工光照（相当于北纬40度夏季日光条件下）半衰期DT₅₀ 3.2d。对鸟，蜜蜂，家蚕均为低毒，对鱼等水生生物有一定的毒性。施药时应注意，不要在河塘等水域中洗涤施药器具，防止污染水源。

1.1.4 应用

啶磺草胺是磺酰胺类內吸传导型，选择性冬小麦田苗后除草剂，杀草谱广，除草活性高，药效作用快。该药经由杂草叶片，鞘部、茎部或根部吸收，在生长点累积， 抑制乙酰乳酸合成酶，无法合成支链氨基酸，进而影响蛋白质合成，影响杂草细胞分裂，造成杂草停止生长、黄化、然后死亡。经室内活性测定和田间药效试验结果表明，对冬小麦田多种一年生杂草有较高活性和较好防效，用药剂量为10.55~14.06g a.i./hm²,使用时期限定于冬小麦冬前使用， 麦苗3～6叶期，禾本科杂草2.5～5叶期时施药， 使用方法为茎叶喷雾。对冬小麦田的看麦娘、繁缕、播娘蒿、野燕麦、荠菜等具有较好的防效。用药量超过15g a.i./hm²就有明显的药害症状；用药量28g a.i./hm²以上就有一定程度的减产。对后茬作物的安全性试验：药量28g a.i./hm²以下，施药后3个月，一般可安全种植小麦、大麦、燕麦、玉米、大豆、水稻、棉花、花生，施药后12个月以上，方可种植番茄、小白菜、甜菜、马铃薯、苜蓿、三叶草。应注意勿在套、间种麦田使用本药剂。由于该药剂的活性较高，要严格按推荐的用药剂量、施药时期和方法施用，否则容易出现药害；喷雾时应恒速，均匀喷雾，避免重喷、漏喷或超范围施用；在推荐的施药时期范围内，原则上禾本科杂草出齐后用药越早越好，小麦起身拔节后不得施用。药剂施用后，前期麦苗有时会出现临时性黄化或蹲苗现象，正常使用条件下小麦返青起身后黄化消失，不影响产量，每季最多使用次数为1次。

1.2磺酰胺类除草剂的合成

1.2.1 N-(杂环羰基)芳基磺酰胺的合成方法

(1) DDC合成法

本法反应条件温和，易于控制，但成本较高，产品分离困难，适用研究初期。

(2) 酰氯法

本法操作简便，产率较高，产品易于分离，适合研究及产品的工业化。

(3) 酯类合成法

有些首先合成杂环酸的酯类物质，本法对此类杂环酰基磺酰胺的合成更为适用。

1.2.2 较成熟的磺酰胺类除草剂合成路线

(1) 阔草清

阔草清(Flumctsulam) 是美国陶氏益农公司研制开发的磺酰胺类大豆、玉米苗前防治阔叶杂草的优良除草剂，适用于小麦及大豆、玉米小麦混作或间作田，具有杀草谱宽、适用作物广泛、用药量低、抗旱、可混性好、对作物与环境安全和除草效果好等优点。西方各国已大量使用，被誉为绿色环保农药，具有广阔的市场前景，也是今后的重点发展方向。

以5-氨基-3-巯基-1,2,4-三唑(简称AZT) 为原料，首先将AZT 的巯基苄基化，生成5-氨基-3-苄硫基-1,2,4-三唑，然后与4,4-二甲氧基2-丁酮缩合环化生成5-甲基2-苄硫基-1,2,4-三唑[ 1,5-a ]嘧啶，接着前者巯基氧氯化生成5-甲基-1,2,4-三唑[1,5-a]嘧啶-2-磺酰氯，最后与2,6-二氟苯胺反应得到阔草清。

(2) 甲氧磺草胺

Metosulam为一种新颖、高效的三唑并嘧啶磺酰胺类除草剂，可用以防除禾谷类和玉米田中多种阔叶杂草用量为15g/hm²。该药剂系1985年由美国Dow化学公司开发，于1992年进行大田应用，亦是一种乙酰乳酸酶（ALS酶）抑制剂。

Metosulam代号为DE-511，其化学名称为N-(2，6-二氯-3-甲基苯基)-5，7-二甲氧基-1，2，4-三唑[1,5-a]嘧啶-2-磺酰胺，结构式为：

该药剂可由原料易得的氨基孤碳酸氢盐为原料，在乙醇-冰醋酸混合溶剂中与二硫化碳环合制得5-氨基3-琉基-1,2,4-三唑，再经以下步骤制取。而另一中间体，2,6-二氯一甲基苯胺则可以间甲基苯胺为原料，经乙酰胺化、硝化、重氮化、氯置换、氯化以及加氢还原制得。

(3) TP

稠杂磺酰胺类除草剂是由美国Dow公司在80年代后期所开发的又一类乙酰乳酸合成酶为作用靶标的超高效除草剂。TP便是这类除草剂中的一个典型代表， 其化学名称为N-(2,6-二氯苯基）-5,7-二甲基-1,2,4-三唑并[1,5-a]嘧啶-2-磺酰胺。化学结构式如下：

TP可广泛用于一些重要的农作物,如小麦、大麦、水稻和玉米田杂草的防除， 尤其是阔叶杂草,使用剂量为有效成分15-20g/hm²。采用水合肼和硫氰酸钾为起始原料,通过6步反应成功地合成了目标化合物,总收率达29.5%。合成路线如下：

(4) 五氟磺草胺

五氟磺草胺(Penoxsulam)主要用于水稻田除草。化学名称：3-(2,2-二氟乙氧基)-N-(5,8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶-2-基)-α,α,α-三氟甲苯基-2-磺酰胺,结构式：

将2-氟-6-三氟甲基-N-(5,8-二甲氧基-[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶-2-基)苯磺酰胺 (Ⅲ) 与2,2-二氟乙醇反应即得产品五氟磺草胺。

其中，中间体Ⅲ的合成方法为：将2-氨基-5，8-二甲氧基[1,2,4]三唑并[1,5-c]嘧啶 (Ⅰ) 与2-氟-6-三氟甲基苯磺酰氯 (Ⅱ) 反应得到中间体（Ⅲ）。

中间体Ⅰ的合成方法：

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