CN105330605A - 一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法 - Google Patents

一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法。以2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶、氟化钾为原料，环丁砜为溶剂，进行高温取代反应生成2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶。通过热离心除去大量的无机盐，采用水蒸汽蒸馏法分离出高含量的2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶成品。分离产品后的釜残可以通过减压蒸馏分别回收水及溶剂环丁砜再利用；经过以上工艺，产品收率>85%，产品含量>98%，水含量<0.2%。本发明生产过程无污染，为绿色生产过程，收率高，利于降低生产成本，产品纯度高，利于后期应用。

Description

一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法
技术领域
本发明涉及一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，属于精细化工中间体合成领域。
背景技术
2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶是一种合成磺酰胺类除草剂双氯磺草胺和氯酯磺草胺的关键中间体。双氯磺草胺和氯酯磺草胺是由美国道农业科学（Dow，Agroscience）公司开发的三唑嘧啶磺酰胺类除草剂，它们是乙酰乳酸合成酶(ALS)抑制剂。它们可被杂草通过根部和茎叶快速吸收而发挥作用，主要用于大豆、花生田苗前、种植前土壤处理，具有防除阔叶杂草效果好、用量低、对作物安全等特点，其应用技术已成为农药企业研究的重点，潜在的应用市场广阔。但现有的各种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的合成方法都存在产品分离收率低的问题。
发明内容
为了克服现有技术中存在的不足之处，本发明目的在于提供一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，包括氟化反应、热离心及水蒸汽蒸馏工艺步骤,该方法能够显著提高2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶收率。
为实现上述目的，本发明一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其技术特征在于：该方法是以2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾为原料，依次经过氟化反应、热离心和水蒸汽蒸馏工艺，获得所述2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品。该方法具体包括如下步骤：
（1）氟化反应：
将原料2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾混合溶于环丁砜溶剂中，升温到140～170℃进行氟化反应，反应时间1-3h；原料中2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾的摩尔比例为1:（2-3）。
（2）热离心过程：
将氟化反应生成的物料自然降温到50～70℃，通过离心过滤获得离心母液和滤饼（滤饼中含有大量氯化钾及少量氟化钾），该滤饼再用环丁砜在50～70℃条件下淋洗，保留淋洗液，最终得到含2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品和环丁砜的离心母液及淋洗液；
（3）水蒸汽蒸馏：
将所得离心母液及淋洗液置于反应釜中，并加入蒸馏水，升温到100～120℃进行水汽蒸馏操作，环丁砜随水蒸汽一并馏出，2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品与水分为上下两层（产品在下层），冷却后，上层的水回流到釜中可循环使用，将下层物料放出即得到所述2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品；
经过以上工艺，2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品分离收率达到85%～90%，产品中2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶含量>98%，水含量<0.2%。
进一步地，上述一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，步骤（1）中，所述原料2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾的摩尔比例为1:（2-3）。
进一步地，上述一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，步骤（1）中，取样分析氟化反应生成的物料内中间体原料（即2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶）含量<2%后停止反应。
进一步地，上述一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，经步骤（3）分离所述2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品后的釜残通过减压蒸馏分别回收水及溶剂环丁砜再利用。
进一步地，上述一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，步骤（3）水蒸汽蒸馏过程中，釜中物料分层并冷却后，上层的水回流到釜循环使用。
本发明有益效果：
1、本发明以2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾为原料，依次经过氟化反应、热离心和水蒸汽蒸馏工艺，获得高收率、高含量的2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品，以过本发明工艺，产品分离收率可以达到85%～90%，产品含量>98%，水含量<0.2%。
2、本发明相比于传统的减压蒸馏方法产品收率明显提高，减压蒸馏产品收率65%～75%。
3、本发明工艺中，分离出2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品后的釜残通过减压蒸馏分别回收水及溶剂环丁砜再利用。
4、本发明生产过程无污染，为绿色生产过程，收率高，利于降低生产成本，产品纯度高，利于后期应用。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明并不局限于具体实施例。
对比例1（减压蒸馏法提纯产品）
本例中2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的合成路线，按下述反应式：
实验步骤：
向装有机械搅拌和回流冷凝装置的2L的四口反应釜中，加入氟化钾114.8g（1.98mol，99%，2.2eq）、环丁砜912g和2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶180g（98.9%，0.9mol，1eq），开始升温到150℃，搅拌反应至中间体原料<2%，反应时间约3h，停止反应。降温到50～70℃，过滤，滤饼用100g的50～70℃环丁砜淋洗，合并滤液和淋洗液，用机械泵进行减压蒸馏，收集产品（58～80℃/8mmHg）。产品纯度>97%，产品收率75%。
实施例1（水蒸汽蒸馏法提纯产品）
本实施例中2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的合成路线，按下述反应式：
实验步骤：
向装有机械搅拌和回流冷凝装置的2L的四口反应釜中，加入氟化钾114.8g（1.98mol，99%，2.2eq）、环丁砜912g和2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶180g（98.9%，0.9mol，1eq），开始升温到150℃，搅拌反应至中间体原料<2%（反应后期反应体系很粘稠），反应时间约3h，停止反应。降温到50～70℃，过滤，滤饼用100g的50～70℃环丁砜淋洗，合并滤液和淋洗液。
向装有机械搅拌、回流冷凝装置和分水装置的2L的四口反应釜中，加入上述滤液和淋洗液以及蒸馏水700mL，升温到回流温度进行水蒸气蒸馏，内温为102～106℃。分出的产品在下层，上层的水循环回釜用。
经测定，本实施例所得2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品GC>98%，含水<0.2%，产品收率90%。
实施例2（水蒸汽蒸馏法提纯产品）
本实施例中2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的合成路线，按下述反应式：
实验步骤：
向装有机械搅拌和回流冷凝装置的2L的四口反应釜中，加入氟化钾130.5g（2.25mol，99%，2.5eq）、环丁砜912g和2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶180g（98.9%，0.9mol，1eq），开始升温到160℃，搅拌反应至中间体原料<2%（反应后期反应体系很粘稠），反应时间约2h，停止反应。降温到50～70℃，过滤，滤饼用100g的50～70℃环丁砜淋洗，合并滤液和淋洗液。
向装有机械搅拌、回流冷凝装置和分水装置的2L的四口反应釜中，加入上述滤液和淋洗液以及蒸馏水700mL，升温到回流温度进行水蒸气蒸馏，内温为102～106℃。分出的产品在下层，上层的水循环回釜用。
经测定，本实施例所得2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品GC>98%，含水<0.2%，产品收率88%。
实施例3（水蒸汽蒸馏法提纯产品）
本实施例中2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的合成路线，按下述反应式：
实验步骤：
向装有机械搅拌和回流冷凝装置的2L的四口反应釜中，加入氟化钾130.5g（2.25mol，99%，2.5eq）、环丁砜912g和2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶180g（98.9%，0.9mol，1eq），开始升温到170℃，搅拌反应至中间体原料<2%（反应后期反应体系很粘稠），反应时间约2h，停止反应。降温到50～70℃，过滤，滤饼用100g的50～70℃环丁砜淋洗，合并滤液和淋洗液。
向装有机械搅拌、回流冷凝装置和分水装置的2L的四口反应釜中，加入上述滤液和淋洗液以及蒸馏水700mL，升温到回流温度进行水蒸气蒸馏，内温为102～106℃。分出的产品在下层，上层的水循环回釜利用。
经测定，本实施例所得2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品GC>98%，含水<0.2%，产品收率85%。

Claims (5)

1.一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其特征在于：该方法具体包括如下步骤：
（1）氟化反应：
将原料2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾混合溶于环丁砜溶剂中，升温到140～170℃进行氟化反应，反应时间1-3h；
（2）热离心过程：
将氟化反应生成的物料自然降温到50～70℃，通过离心过滤获得离心母液和滤饼（滤饼中含有大量氯化钾及少量氟化钾），该滤饼再用环丁砜在50～70℃条件下淋洗，保留淋洗液，最终得到含2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品和环丁砜的离心母液及淋洗液；
（3）水蒸汽蒸馏：
将所得离心母液及淋洗液置于反应釜中，并加入蒸馏水，升温到100～120℃进行水汽蒸馏操作，环丁砜随水蒸汽一并馏出，2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品与水分为上下两层（产品在下层），冷却后，将下层物料放出即得到所述2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品；
两步反应收率85%～90%，产品含量>98%，水含量<0.2%。
2.根据权利要求1所述的一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其特征在于：步骤（1）中，所述原料2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶与氟化钾的摩尔比例为1:（2-3）。
3.根据权利要求1所述的一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其特征在于：步骤（1）中，取样分析氟化反应生成的物料内中间体原料（即2-甲巯基-4,6-二氯嘧啶）含量<2%后停止反应。
4.根据权利要求1所述的一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其特征在于：经步骤（3）分离所述2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶产品后的釜残通过减压蒸馏分别回收水及溶剂环丁砜再利用。
5.根据权利要求1所述的一种2-甲巯基-4,6-二氟嘧啶的工业化生产方法，其特征在于：步骤（3）水蒸汽蒸馏过程中，釜中物料分层并冷却后，上层的水回流到釜循环使用。
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