CN1071321C - 一种两步法合成灭虫嗪的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种两步法合成三氮苯类昆虫生长调节剂的工艺,尤其是合成灭虫嗪的工艺。该两步法合成工艺,其一是制取2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯,其二是将前两步的产物在二氧五环或四氢呋喃溶剂中,于70~130℃下与液氨反应制得灭虫嗪,其单程收率为60~70%。溶剂、液氨用量分别是三聚氯氰的2至6倍(重量比)、4至9倍(摩尔比),减少了过程,缩短了流程及反应周期,提高了产品收率,其溶剂可常压蒸馏回收,可降低产品成本。
Description
本发明涉及一种两步法合成三氮苯类昆虫生长调节剂的工艺,尤其是合成灭虫嗪的工艺。
灭虫嗪,又称为灭蝇胺,其通用名称Cyroaazine,化学名称为E-环丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺。美国专利(us4225598,1980)、美国化学文摘(CA94:52939y等)均披露了该产品的物化性能、应用和其制备方法等。
灭虫嗪对双翅目幼虫有特殊的活性,有内吸传导作用,可诱使双翅目幼虫在形态上发生畸变,成虫羽化不全或受抑制。据有关资料记载,若施以较低有效剂量的灭虫嗪,会对绿蝇,虱子、潜叶蝇有较好的防治效果。目前,在新西兰,溴大利亚等国将其应用于牛、羊身上防治双翅目幼虫,收到很好效果,对提高牛、羊毛皮质量有积极作用。
现有合成灭虫嗪的工艺主要包括以下三步合成过程:
第一步合成是制备2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯的过程:
该步过程主要是将三聚氯氰悬浮于氯苯溶剂中,在较低温度下与环丙胺、氢氧化钠反应,经静止、水洗、干燥、过滤、减压蒸馏除去氯苯,制得产品2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯。
第二步合成是制备2-环丙胺基-4-氨基-6-氧均三氮苯的过程:
此步合成主要将在第一步合成过程中制得的2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯,在二氧六环与乙醚的混合溶剂中与氨水反应,其反应液经真空蒸馏、水洗、过滤、干燥等,制得产物2-环丙胺基-4-氨基-6-氯均三氮苯。
第三步合成是制备灭虫嗪(E-环丙基-1,3,5-三嗪-2,4,6-三胺)的过程:
这步合成主要是将按上述第二步合成制得的2-环丙胺基-4-氨基-6-氯均三氮苯,与氨一起于二氧六环溶剂中加热反应,其反应液经冷却、减压蒸馏脱除溶剂,再经水洗、吸滤、干燥制得的灭虫嗪粗品,再经沸腾乙醇重结晶后,制得最终目的产物灭虫嗪。
上述合成灭虫嗪的工艺,主要是三步合成及其相应的处理过程,存在过程多,流程及反应周期长,产品单程收率低(约49.12%)等问题;选用的溶剂种类多,需减压蒸馏回收,产品成本高。
本发明的目的在于将三步合成灭虫嗪的工艺改为两步,以减少过程、缩短流程及反应周期,优化工艺条件,提高产品单程收率。
本发明基于对合成灭虫嗪工艺的改进,对影响合成灭虫嗪的工艺过程、反应温度、溶剂种类及其用量、物料及配比等诸多因素,开展了探索试验,在反复筛选基础上,又进行了多次稳定试验。
本发明的任务是通过下述技术方案实现的:
两步法合成灭虫嗪,其第一步合成是在三氯乙烯溶剂中,三聚氯氰与环丙胺、氢氧化钠反应,收集产物2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯,其特点在于第二步合成是将第一步合成过程收集的产物(2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯)在二氧五环或四氢呋喃溶剂中,在70℃~130℃温度下与液氨反应制取灭虫嗪。
上述技术方案中第二步合成所用的溶剂二氧五环或四氢呋喃,其用量是三聚氯氰的2~6倍(重量比)。
本发明技术方案中第二步合成制备灭虫嗪,其液氨用量为三聚氯氰的4~9倍(摩尔比)。
本发明由于采用了两步法合成灭虫嗪,与现有三步法合成工艺相比,有以下优点:
1、减少了合成过程,缩短了工艺流程及反应周期,产品单程收率由原三步法合成工艺的49.12%提高到60~70%;
2、合成灭虫嗪第二步反应过程所用的溶剂二氧五环或四氢呋喃,其沸点低于二氧六环,易于常压下蒸馏回收,且价格比进口的二氧六环低,可降低产品成本。
附图为两步法合成灭虫嗪的工艺流程示意图。
现结合附图和实施例等对本发明进一步描述如下:
附图表示改进后采用两步法合成灭虫嗪的工艺过程。图中虚线以上部分为第一步合成工艺流程,即2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯的合成及其产物处理过程;图中虚线以下部分为第二步合成工艺流程,即用上述的第一步合成过程制备并收集的产物2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯为原料,在二氧五环或四氢呋喃溶剂中与液氨反应,制得最终目的产物灭虫嗪。
从上面的附图可以看出本发明比现有三步法合成灭虫嗪的工艺,减少了合成2-环丙胺基-4-氨基-6-氯均三氮苯及其处理的过程。
从下面的表1可见,本发明选用二氧五环或四氢呋喃做溶剂,制得的目的产物灭虫嗪颜色较好,所用溶剂的沸点比二氧六环低,易于采用常压蒸馏回收,而且国内有生产,价格较低;用其他二氧六环混合溶剂,制得的最终目的产物灭虫嗪的外观颜色不太理想,颜色发黄等,溶剂难回收,损失量大。用单一的二氧六环做溶剂,虽然制得的灭虫嗪收率也较高,但2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯在其中溶解较慢,还需减压蒸馏回收二氧六环,回收率低,国内无该产品生产,因此需进口,且价格昂贵。
合成灭虫嗪所用液氨量为三聚氯氰的4~9倍(摩尔比)为宜,如果用量过低,对设备腐蚀较严重,用量过高时,会使反应过程压力过高,操作不容易控制。
实施例1:
第一步合成,即制备2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯及其处理过程:
在一装有搅拌器、冷凝器、温度计和滴液漏斗的3000ml的四口烧瓶中,加入2000ml三氯乙烯,启动搅拌器,将420g 99.00%的三聚氯氰悬浮其中,以冰盐水浴将温度控制在-9~-6℃,滴加158.9ml的环丙胺,时间控制在30分钟以上,然后滴加277.3g 35.00%的氢氧化钠水溶液,对前面反应混合液搅拌1.5小时,常温下静止10小时,然后将1250ml水加入混合液中,经摇动、静止分层,收集产物,用过量无水硫酸钠干燥,过滤,其溶液经减压蒸馏回收三氯乙烯,便制得418.60g的2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯,其含量为95.20%,本步收率为86.67%。
第二步合成,即制备灭虫嗪及其处理过程:
将上述第一步合成的含量为95.20%的418.60g的2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯溶于1200ml二氧五环溶剂中,然后将该溶液移到21耐压反应器中,通入279.00g的液氨,温度从室温升至130℃;恒温20小时,泠却至室温,经常压蒸馏回收二氧五环,余下固体加入1000ml水洗涤、过滤、收集固体,经干燥制得253.70g的白色粉末,即含量为94.50%的灭虫嗪,本步收率为73.85%。
实施例2~4:
第一步合成,即制备2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯及处理过程,均与实施例1中第一步合成(制备同一产品)的方法相同。
第二步合成,即制备灭虫嗪及处理过程。表2中给出了该步合成灭虫嗪所需的物料、溶剂、反应温度、恒温时间等,只要按照实施例1第二步合成给出的方法进行,便可制得相应的最终目的产物灭虫嗪,其得量、含量和该步收率也均在表2中对应于各实施例序号一一列出(参见表2)。表1 制备灭虫嗪第二步合成所用溶剂对比试验数据表
注:1.表内溶剂名称后面加*符号,表示本发明选用的溶剂。
溶剂名称 | 2-环丙胺基4,6-二氯均三氨苯 | 液 氨 | 反应条件 | 制得的产品(灭虫嗪) | 备 注 | |||||
重量(g) | 含量%,W/W | 重量(g) | 含量%,W/W | 温度℃ | 时间(小时) | 得量(g) | 含 量(%),W/W | 收率% | ||
乙醚-二氧六环 | 106.04 | 95.21 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 69.57 | 94.34 | 79.80 | 产品呈激黄色,多种溶剂,难回收 |
二氧五环* | 106.53 | 94.77 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 71.00 | 94.29 | 81.40 | 产品呈白色,溶剂常压蒸馏回收 |
四氢呋喃* | 104.80 | 96.34 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 70.50 | 95.10 | 81.51 | 产品呈白色,溶剂常压蒸馏回收 |
丙酮-二氧六环 | 106.81 | 94.52 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 60.40 | 90.12 | 74.95 | 产品呈棕黄色,多种溶剂,回收复杂 |
二氧六环-水 | 105.25 | 95.92 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 52.00 | 06.20 | 54.50 | 产品微黄色,产品收率过低 |
二氧六环 | 107.44 | 93.79 | 59.00 | 99.00 | 110 | 20 | 60.95 | 93.70 | 78.70 | 溶解较慢,产品呈微黄色,溶剂沸点高,需减压蒸馏回收。 |
2.收率系指第二步合成反应收率。表2 合成灭虫嗪第二步反应中所需物料、反应条件及产品情况表
注:本表灭虫嗪收率,系各实施例中第二步合成的收率。
实施例 | 2-环丙胺基-4,6-二氯均三氨苯 | 溶 剂 | 反应温度(℃) | 恒温时间(小时) | 液 氨 | 灭虫嗪 | |||||
用量(g) | 含量(%),W/W | 品名 | 用量(ml) | 用量(g) | 含量(%),W/W | 得量(g) | 含量(%),W/W | 收率(%) | |||
2 | 418.60 | 95.20 | 四氢呋喃 | 1000 | 70 | 20 | 153.25 | 99.00 | 257.10 | 95.00 | 75.24 |
3 | 421.40 | 94.75 | 二氯五环 | 2377 | 100 | 20 | 344.02 | 99.00 | 250.96 | 93.24 | 71.91 |
4 | 417.59 | 96.17 | 四氢呋喃 | 1275 | 130 | 20 | 279.53 | 99.00 | 259.53 | 94.11 | 74.65 |
Claims (3)
- 一种两步法合成灭虫嗪的工艺,主要包括第一步以三氯乙烯为溶剂,三聚氯氰与环丙胺、氢氧化钠反应,收集2-环丙胺基-4,6-二氯均三氮苯产物,其特征在于第二步将前步收集的产物,在二氧五环或四氢呋喃中,于70~130℃温度下,与液氨反应,制取灭虫嗪。
- 2、按照权利要求1所述的两步法合成灭虫嗪的工艺,其特征在于二氧五环或四氢呋喃用量为三聚氯氰的2至6倍(重量比)。
- 3、按照权利要求1所述的两步法合成灭虫嗪的工艺,其特征在于液氨用量为三聚氯氰的4至9倍(摩尔比)。
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