CN102936224A

CN102936224A - 一种4,6-二氯嘧啶的制备方法

Info

Publication number: CN102936224A
Application number: CN2012104963911A
Authority: CN
Inventors: 张鑫; 周土林; 汤惠青
Original assignee: LIANYUNGANG GUOSHENG CHEMICAL CO Ltd
Current assignee: LIANYUNGANG GUOSHENG CHEMICAL CO Ltd
Priority date: 2012-11-29
Filing date: 2012-11-29
Publication date: 2013-02-20

Abstract

本发明是一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，取甲酰胺、无水乙醇和乙醇钠投入容器，搅拌并升温，滴加丙二酸二乙酯；滴加结束回流保温；回收无水乙醇和有水乙醇；滴加盐酸水溶液至反应液pH=2～6后，降温，离心、干燥得到4,6-二羟基嘧啶；将4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂投入容器中，搅拌并慢慢升温到回流，滴加氯化亚砜；滴加结束保温后降温；回收二氯乙烷；收集二氯乙烷和成品；成品结晶釜降温，离心、干燥得4,6-二氯嘧啶成品。本发明方法减少了危险性，工艺更为合理，简便，具有成本低，质量高，对环境友好，更适合于工业化生产，反应总收率以丙二酸二乙酯计可达83％以上，产品质量达到了国际标准。

Description

一种4,6-二氯嘧啶的制备方法

技术领域

本发明涉及一种农药原料的制备方法，特别是一种4,6-二氯嘧啶的制备方法。

背景技术

4,6-二氯嘧啶是嘧菌酯的合成原料，嘧菌酯的化学名为（E)2-[2-[6-(2-氰基苯氧基)嘧啶-4-基氧]苯基]-3-甲氧基丙烯酸甲酯，该产品是甲氧基丙烯酸酯(Strobilurin)类杀菌剂，高效、广谱，对几乎所有的真菌界（子囊菌亚门、担子菌亚门、鞭毛菌亚门和半知菌亚门）病害如白粉病、锈病、颖枯病、网斑病、霜霉病、稻瘟病等均有良好的活性。可用于茎叶喷雾、种子处理，也可进行土壤处理，主要用于谷物、水稻、花生、葡萄、马铃薯、果树、蔬菜、咖啡、草坪等。

目前报道的合成方法，因考虑到收率及制造成本，现有技术中合成4,6-二氯嘧啶的环合部分基本用丙二酸二甲酯和甲醇钠作为原料，但甲醇对人体伤害很大；合成4,6-二氯嘧啶的氯化部分合成方法较多，归纳起来主要有二种途径：一种是以双光气或三光气法，另外一种为磷酰氯法而得。

1、光气法：

2、磷酰氯法（三氯氧磷法）：

但在实际生产过程中发现光气危险性大，技术要求高，且收率和产品质量不是很高；磷酰氯法生产需用三氯氧磷，三氯氧磷是剧毒化学品，且生产过程中易产生生产事故，危险性也大，三废量大，分离难、能耗高。

发明内容

[0005] 本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种新的成本低、收率较高的4,6-二氯嘧啶的制备方法，该方法工艺简便，对环境友好。

本发明所要解决的技术问题是通过以下的技术方案来实现的。本发明是一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，其特点是，具体步骤如下：

（1）4,6-二羟基嘧啶的制备：取甲酰胺与无水乙醇按重量比为1：3～5投入容器后；再投入乙醇钠，甲酰胺、乙醇钠的摩尔比为1:1～3.5，打开搅拌10～40分钟并逐步升温至70～90℃，匀速滴加丙二酸二乙酯；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比为2～3.5：1，滴加2～5小时，滴加结束后在回流情况下保温4～8小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的75%时，打开有水乙醇接收槽阀门并关闭无水乙醇接收槽阀门；边慢慢滴加质量浓度为0.5～3%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃，关闭有水乙醇接收槽阀门及蒸汽加热阀门，将有水乙醇经中和、脱水、精馏至无水乙醇后套用；容器继续滴加上述盐酸水溶液至反应液pH=2～6后，降温至-5～5℃后，离心、干燥得到4,6-二羟基嘧啶；

（2）4,6-二氯嘧啶的制备：将4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂按重量比1:3～6：0.005-0.05投入容器中，所述氯化催化剂为无水硼酸或者活化后的氧化铝；开启搅拌并慢慢升温到回流，打开氯化亚砜储罐滴加阀门和尾气吸收系统，均速滴加氯化亚砜；4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比为1:2～4，滴加时间为2～6小时，滴加结束后保温3～8小时后降温至常温；打开二氯乙烷接收槽、成品结晶釜及容器上真空系统，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并打开二氯乙烷接收槽阀门回收二氯乙烷；当二氯乙烷回收量达到投入量的60%时，开启成品结晶釜上的阀门和搅拌并关闭二氯乙烷接收槽阀门收集二氯乙烷和成品；当容器釜温达到115～130℃时，关闭成品结晶釜阀门，结束蒸馏并对容器降温，当容器温度冷却到30～40℃时，放净蒸馏残液；成品结晶釜降温至-8～8℃时，离心、干燥得4,6-二氯嘧啶成品，母液下次蒸馏时套用。

本发明所述的制备方法技术方案的步骤（1）中，甲酰胺与无水乙醇按重量比优选为1：3.5～4.5；甲酰胺与乙醇钠的摩尔比优选为1:1.2～2.5；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比优选为2.2～3:1。盐酸水溶液的质量百分比浓度优选为1～2%。优选滴加盐酸水溶液至反应液pH= 4-5后再降温。步骤（2）中，4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂的重量比优选为1：3.5～5：0.01～0.03，4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比优选为1:2.2～3.5。

本发明制备方法在制备4,6-二氯嘧啶的过程中环合反应采用了乙醇做溶剂，丙二酸二乙酯、乙醇钠做原料，氯化反应采用了氯化亚砜做原料；氯化亚砜产生的氯化氢经多节吸收后去环合工序使用或去其他产品生产工序使用；产生的二氧化硫经过用碳酸钠溶液或30%液碱反应吸收后经过精制处理可以外卖。本发明方法的反应路线如下：

。

与现有技术相比，本发明在制备4,6-二氯嘧啶过程中环合部分使用丙二酸二乙酯和乙醇钠作为原料，乙醇作溶剂，生产时对员工伤害较小；合成4,6-二氯嘧啶的氯化部分使用氯化亚砜为原料，运用自制催化剂等关键技术和独特的分离结晶设备，经氯化、蒸馏、结晶、烘干四步反应获得高品质4，6-二氯嘧啶，原料立足国内，工艺技术成熟可靠，副产物和溶剂可回收套用，使得生产车间生产过程中减少了危险性，产品质量达到了国际标准。本发明制备方法工艺更为合理，简便，具有成本低，质量高，环境友好，更适合于工业化生产。本发明方法的反应总收率以丙二酸二乙酯计可达83%以上。

具体实施方式

以下进一步描述本发明的具体技术方案，以便于本领域的技术人员进一步地理解本发明，而不构成对其权利的限制。

实施例1，一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，具体步骤如下：

（1）4,6-二羟基嘧啶的制备：取甲酰胺与无水乙醇按重量比为1：3投入容器后；再投入乙醇钠，甲酰胺、乙醇钠的摩尔比为1:1，打开搅拌10分钟并逐步升温至70℃，匀速滴加丙二酸二乙酯；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比为2：1，滴加2小时，滴加结束后在回流情况下保温4小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的75%时，打开有水乙醇接收槽阀门并关闭无水乙醇接收槽阀门；边慢慢滴加质量浓度为0.5%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃，关闭有水乙醇接收槽阀门及蒸汽加热阀门，将有水乙醇经中和、脱水、精馏至无水乙醇后套用；容器继续滴加上述盐酸水溶液至反应液pH=2后，降温至-5℃后，离心、干燥得到4,6-二羟基嘧啶；

（2）4,6-二氯嘧啶的制备：将4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂按重量比1:3：0.005投入容器中，所述氯化催化剂为无水硼酸或者活化后的氧化铝；开启搅拌并慢慢升温到回流，打开氯化亚砜储罐滴加阀门和尾气吸收系统，均速滴加氯化亚砜；4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比为1:2，滴加时间为2小时，滴加结束后保温3小时后降温至常温；打开二氯乙烷接收槽、成品结晶釜及容器上真空系统，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并打开二氯乙烷接收槽阀门回收二氯乙烷；当二氯乙烷回收量达到投入量的60%时，开启成品结晶釜上的阀门和搅拌并关闭二氯乙烷接收槽阀门收集二氯乙烷和成品；当容器釜温达到115℃时，关闭成品结晶釜阀门，结束蒸馏并对容器降温，当容器温度冷却到30℃时，放净蒸馏残液；成品结晶釜降温至-8℃时，离心、干燥得4,6-二氯嘧啶成品，母液下次蒸馏时套用。

实施例2，一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，具体步骤如下：

（1）4,6-二羟基嘧啶的制备：取甲酰胺与无水乙醇按重量比为1：5投入容器后；再投入乙醇钠，甲酰胺、乙醇钠的摩尔比为1: 3.5，打开搅拌40分钟并逐步升温至90℃，匀速滴加丙二酸二乙酯；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比为3.5：1，滴加5小时，滴加结束后在回流情况下保温8小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的75%时，打开有水乙醇接收槽阀门并关闭无水乙醇接收槽阀门；边慢慢滴加质量浓度为3%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃，关闭有水乙醇接收槽阀门及蒸汽加热阀门，将有水乙醇经中和、脱水、精馏至无水乙醇后套用；容器继续滴加上述盐酸水溶液至反应液pH=6后，降温至5℃后，离心、干燥得到4,6-二羟基嘧啶；

（2）4,6-二氯嘧啶的制备：将4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂按重量比1: 6：0.05投入容器中，所述氯化催化剂为无水硼酸或者活化后的氧化铝；开启搅拌并慢慢升温到回流，打开氯化亚砜储罐滴加阀门和尾气吸收系统，均速滴加氯化亚砜；4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比为1: 4，滴加时间为6小时，滴加结束后保温8小时后降温至常温；打开二氯乙烷接收槽、成品结晶釜及容器上真空系统，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并打开二氯乙烷接收槽阀门回收二氯乙烷；当二氯乙烷回收量达到投入量的60%时，开启成品结晶釜上的阀门和搅拌并关闭二氯乙烷接收槽阀门收集二氯乙烷和成品；当容器釜温达到130℃时，关闭成品结晶釜阀门，结束蒸馏并对容器降温，当容器温度冷却到40℃时，放净蒸馏残液；成品结晶釜降温至8℃时，离心、干燥得4,6-二氯嘧啶成品，母液下次蒸馏时套用。

实施例3，一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，具体步骤如下：

（1）4,6-二羟基嘧啶的制备：取甲酰胺与无水乙醇按重量比为1：4投入容器后；再投入乙醇钠，甲酰胺、乙醇钠的摩尔比为1:2.5，打开搅拌25分钟并逐步升温至80℃，匀速滴加丙二酸二乙酯；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比为3.0：1，滴加3小时，滴加结束后在回流情况下保温6小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的75%时，打开有水乙醇接收槽阀门并关闭无水乙醇接收槽阀门；边慢慢滴加质量浓度为2%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃，关闭有水乙醇接收槽阀门及蒸汽加热阀门，将有水乙醇经中和、脱水、精馏至无水乙醇后套用；容器继续滴加上述盐酸水溶液至反应液pH=4后，降温至1℃后，离心、干燥得到4,6-二羟基嘧啶；

（2）4,6-二氯嘧啶的制备：将4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂按重量比1:4.5：0.01投入容器中，所述氯化催化剂为无水硼酸或者活化后的氧化铝；开启搅拌并慢慢升温到回流，打开氯化亚砜储罐滴加阀门和尾气吸收系统，均速滴加氯化亚砜；4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比为1:3，滴加时间为4小时，滴加结束后保温5小时后降温至常温；打开二氯乙烷接收槽、成品结晶釜及容器上真空系统，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并打开二氯乙烷接收槽阀门回收二氯乙烷；当二氯乙烷回收量达到投入量的60%时，开启成品结晶釜上的阀门和搅拌并关闭二氯乙烷接收槽阀门收集二氯乙烷和成品；当容器釜温达到120℃时，关闭成品结晶釜阀门，结束蒸馏并对容器降温，当容器温度冷却到35℃时，放净蒸馏残液；成品结晶釜降温至0℃时，离心、干燥得4,6-二氯嘧啶成品，母液下次蒸馏时套用。

实施例4，4,6-二氯嘧啶的制备方法实验一：

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250ml四口瓶中，加入25克甲酰胺、100克无水乙醇，再投入40.8克乙醇钠，打开搅拌并逐步加热至78℃左右有回流，匀速滴加40克丙二酸二乙酯，滴加时间2小时左右，滴加结束后在回流情况下保温5小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的75克时，换一个接受瓶，边慢慢滴加1%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃左右时，停止加热并继续滴加盐酸水溶液，及时测量反应液PH值，当PH=4-5时，降温至-2℃，过滤、干燥得到25.3克4,6-二羟基嘧啶，含量99.2%，收率89.6%。

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的500ml四口瓶中，投入56克4,6-二羟基嘧啶、200克二氯乙烷、1克硼酸，开启搅拌并慢慢升温到回流，打开尾气吸收系统，均速滴加125克氯化亚砜，滴加时间为2.5小时左右，滴加结束后保温4小时后降温至常温；将物料转移至蒸馏瓶中，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并收集二氯乙烷，当二氯乙烷回收量达到投入量的120克时，换成品收集瓶收集二氯乙烷和4,6-二氯嘧啶的混合物；当蒸馏瓶中温度达到125-130℃左右时，已经基本无流量，结束蒸馏。将成品收集瓶冷冻降温至 -5℃时，过滤、真空干燥得69.8克4,6-二氯嘧啶成品，颜色为白色晶体，含量99.5%，收率93.2%。

实施例5，4,6-二氯嘧啶的制备方法实验二：

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的1000ml四口瓶中，加入100克甲酰胺、400克无水乙醇，再投入163克乙醇钠，打开搅拌并逐步加热至78℃左右有回流，匀速滴加160克丙二酸二乙酯，滴加时间3.5小时左右，滴加结束后在回流情况下保温6小时；保温结束后开始慢慢回收无水乙醇做下次反应套用；当无水乙醇回收量达到投入量的300克时，换一个接受瓶，边慢慢滴加1%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至85℃左右时，停止加热并继续滴加盐酸水溶液，及时测量反应液PH值，当PH=4-5时，降温至-2℃，过滤、干燥得到102.2克4,6-二羟基嘧啶，含量99.3%，收率90.6%。

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的1000ml四口瓶中，投入112克4,6-二羟基嘧啶、400克二氯乙烷、1.5克硼酸，开启搅拌并慢慢升温到回流，打开尾气吸收系统，均速滴加250克氯化亚砜，滴加时间为5小时左右，滴加结束后保温5小时后降温至常温；将物料转移至蒸馏瓶中，当真空稳定在-0.095Mpa后，慢慢升温并收集二氯乙烷，当二氯乙烷回收量达到投入量的240克时，换成品收集瓶收集二氯乙烷和4,6-二氯嘧啶的混合物；当蒸馏瓶中温度达到125-130℃左右时，已经基本无流量，结束蒸馏。将成品收集瓶冷冻降温至 -5℃时，过滤、真空干燥得142.2克4,6-二氯嘧啶成品，颜色为白色晶体，含量99.3%，收率94.8%。

对比实验：

对比试验经过查阅了两篇报道：一篇为《沈阳化工学院学报》第23卷第2期2009.06发表文章编号为1004-4639（2009）02-0118-03的由沈阳化工学院杨桂秋等人发表的4,6-二氯嘧啶的合成工艺研究以及《农药》中农药及中间研究类由湖南师范大学彭军、刘卫东等发表的4,6-二氯嘧啶的合成工艺研究。并根据湖南师范大学彭军、刘卫东等人发表的文章进行对比试验。

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的250ml四口瓶中，加入25克甲酰胺、100克无水甲醇，再投入54克甲醇钠，打开搅拌并逐步加热至65℃左右有回流，匀速滴加33克丙二酸二甲酯，滴加时间2小时左右，滴加结束后在回流情况下保温7小时；保温结束后开始慢慢回收无水甲醇做下次反应套用；当无水甲醇回收量达到投入量的75克时，换一个接受瓶，边慢慢滴加1%的盐酸水溶液边回收有水乙醇；当温度升至72℃左右时，停止加热并继续滴加盐酸水溶液，及时测量反应液PH值，当PH=4-5时，降温至-2℃，过滤、干燥得到25克4,6-二羟基嘧啶，含量99.1%，收率88.4%。

在装有搅拌器、温度计和滴液漏斗的1000ml四口瓶中，投入56克4,6-二羟基嘧啶、460克三氯氧磷，开启搅拌并慢慢升温到回流，打开尾气吸收系统，均速滴加400克N,N-二甲基苯胺，滴加时间为3.5小时左右，滴加结束后保温5小时后降温至常温；将物料通过滴液漏斗慢慢滴加到已经冷却好的1000ml的冰水中，控制温度不超过20℃，冰解结束后，将物料冷却至-5℃时，过滤得到粗品，再将黄褐色粗品投入瓶中，用粗品重量的1.5倍的溶剂升温溶解后再降温结晶，经过滤、真空干燥得70.1克4,6-二氯嘧啶成品，颜色为类白色晶体，含量98.6%，收率92.8%。

通过上述实验进行对比可以看出，对比实验生产需用三氯氧磷，三氯氧磷是剧毒化学品，且生产过程中易产生生产事故，危险性也大，三废量大，分离难、能耗高。本发明的工艺原料立足国内，工艺技术成熟可靠，副产物和溶剂可回收套用，“三废”量少，产品含量和收率较高，总收率达83％以上（以丙二酸二乙酯计），各项技术经济指标均居国内领先水平，完全具备工业化生产条件。该项目产品的开发对推动我国杀菌剂产品结构调整、替代高毒品种、推广应用先进农药合成技术具有重大意义。

Claims

1.一种4,6-二氯嘧啶的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，甲酰胺与无水乙醇按重量比为1：3.5～4.5；甲酰胺与乙醇钠的摩尔比为1:1.2～2.5；甲酰胺与丙二酸二乙酯的摩尔比为2.2～3:1。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，盐酸水溶液的质量百分比浓度为1～2%。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，滴加盐酸水溶液至反应液pH= 4-5后再降温。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，4,6-二羟基嘧啶、二氯乙烷与氯化催化剂的重量比为1：3.5～5：0.01～0.03，4,6-二羟基嘧啶与氯化亚砜的摩尔比为1:2.2～3.5。