CN105669496B - 一种o‑甲基异脲硫酸盐的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种O‑甲基异脲硫酸盐的制备方法，是将反应分为两个过程，第一个过程是将尿素和硫酸二甲酯加入反应器中混合，然后加入水和硫酸进行第一个过程的反应；第二个过程是直接向反应器中第一个过程反应液加入氢氧化钙固体进行第二个过程反应，第二个过程反应完成后加入甲醇进行重结晶，过滤得到产品O‑甲基异脲硫酸盐。两个过程的反应总收率大于80%，产品O‑甲基异脲硫酸盐质量含量大于98%。本发明反应过程为“准一锅法”反应，工艺简单、原材料易得、溶剂用量少、操作简便、收率高。而且由于采用氢氧化钙作为催化剂，制备过程中产生三废较少，有利于环境保护。副产的硫酸钙可以用于水泥生产，综合成本进一步降低，适合工业化生产。

Description

一种O-甲基异脲硫酸盐的制备方法
技术领域
本发明涉及一种O-甲基异脲硫酸盐的制备方法。
背景技术
O-甲基异脲硫酸盐，分子量246.24，为白色晶体，熔点147-153℃，不溶于甲醇。其作为中间体广泛应用于农药、医药及生化的合成等领域，是合成治疗结肠癌等氟脲嘧啶类抗肿瘤药物以及除草剂、咪唑类驱虫剂农药的重要中间体。
根据文献专利报道目前国内外主要的合成O-甲基异脲硫酸盐的方法如下：
（1）尿素法：以硫酸二甲酯和尿素为原料，经乙醇重结晶，过滤得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中加碱得到O-甲基异脲硫酸盐。
（2）石灰氮法：以石灰氮为原料，经水解、浓缩和酸化，制备得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中加碱得到O-甲基异脲硫酸盐。
（3）单氰胺法：以单氰胺固体和甲醇为原料，低温滴加浓硫酸，过滤得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中缓慢加入碳酸钙得到O-甲基异脲硫酸盐。
第一种方法和第二种方法都存在反应收率低，操作复杂，生产成本高等问题，不利于工业化生产；第三种方法的原材料单氰胺价格昂贵，且生产过程中有大量气泡产生，生产周期较长等缺点，导致生产成本较高。
发明内容
本发明提供的O-甲基异脲硫酸盐的制备方法，是将反应分为两个过程，第一个过程是将尿素和硫酸二甲酯加入反应器中混合，然后加入水和硫酸进行第一个过程的反应；第二个过程是直接向反应器中第一个过程反应液加入氢氧化钙固体进行第二个过程反应，第二个过程反应完成后加入甲醇进行重结晶，过滤得到产品O-甲基异脲硫酸盐。副产硫酸钙用于水泥生产原料。两个过程的反应总收率大于80%，产品O-甲基异脲硫酸盐质量含量大于98%。
本发明所述的第一个过程中硫酸二甲酯与尿素的投料摩尔比为1︰1～2；硫酸二甲酯与水的投料摩尔比为1︰1～2；硫酸二甲酯与硫酸的投料摩尔比为1︰ 0.3～1。第一个过程的反应温度为40～80℃，反应时间3～5h。
本发明所述的第二个过程中硫酸二甲酯与氢氧化钙的投料摩尔比为1︰0.5～1。第二个过程的反应温度为10～30℃，反应时间2～4h。
本发明反应过程为“准一锅法”反应，相比现有制备O-甲基异脲硫酸盐的方法，工艺简单、原材料易得、溶剂用量少、操作简便、收率高。而且本方法由于采用氢氧化钙作为催化剂，制备过程中产生三废较少，有利于环境保护。副产的硫酸钙可以用于水泥生产，综合成本进一步降低，适合工业化生产。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐55.5g，含量99.1%，总收率89.4%(硫酸二甲酯计)。
实施例2
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入30g(0.5moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50g，含量99%，总收率80.5%(硫酸二甲酯计)。
实施例3
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入60g(1moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐55.3g，含量99%，总收率89%(硫酸二甲酯计)。
实施例4
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温3小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐49.8g，含量98.9%，总收率80.1%(硫酸二甲酯计)。
实施例5
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温5小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐53.1g，含量98.9%，总收率85.4%(硫酸二甲酯计)。
实施例6
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至40℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐51g，含量98%，总收率81.3% (硫酸二甲酯计)。
实施例7
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至80℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐54.8g，含量98.8%，总收率88% (硫酸二甲酯计)。
实施例8
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入9g(0.5moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50.2g，含量98.5%，总收率80.4%(硫酸二甲酯计)。
实施例9
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入18g(1moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐53.7g，含量98.8%，总收率86.3%(硫酸二甲酯计)。
实施例10
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和15.3g(0.15moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50.9g，含量98%，总收率81.1%(硫酸二甲酯计)。
实施例11
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50.2g，含量98.7%，总收率80.6%(硫酸二甲酯计)。
实施例12
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入55.5g(0.75moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐55.2g，含量98.9%，总收率88.8% (硫酸二甲酯计)。
实施例13
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入74g(1moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应也中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐51g，含量98.8%，总收率81.9%(硫酸二甲酯计)。
实施例14
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入55.5g(0.75moL)氢氧化钙，保温2个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50.7g，含量98.2%，总收率81% (硫酸二甲酯计)。
实施例15
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入55.5g(0.75moL)氢氧化钙，保温4个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐53.3g，含量98.7%，总收率85.5%，(硫酸二甲酯计)。
实施例16
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至10℃，加入55.5g(0.75moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐51g，含量98%，总收率81.3% (硫酸二甲酯计)。
实施例17
向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和51g(0.5moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至30℃，加入55.5g(0.75moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异脲硫酸盐50.2g，含量98.7%，总收率80.6%(硫酸二甲酯计)。

Claims (1)

1.一种O-甲基异脲硫酸盐的制备方法，其特征在于将反应分为两个过程，第一个过程是将尿素和硫酸二甲酯加入反应器中混合，然后加入水和硫酸进行第一个过程的反应，硫酸二甲酯与尿素的投料摩尔比为1︰1～2，硫酸二甲酯与水的投料摩尔比为1︰1～2，硫酸二甲酯与硫酸的投料摩尔比为1︰0.3～1，反应温度为40～80℃，反应时间3～5h；第二个过程是直接向反应器中第一个过程反应液加入氢氧化钙固体进行第二个过程反应，硫酸二甲酯与氢氧化钙的投料摩尔比为1︰0.5～1，反应温度为10～30℃，反应时间2～4h，第二个过程反应完成后加入甲醇进行重结晶，过滤即得到产品O-甲基异脲硫酸盐。
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