CN109796402A - 一种烟嘧磺隆中间体2-氯-n,n-二甲基烟酰胺的制备方法 - Google Patents

一种烟嘧磺隆中间体2-氯-n,n-二甲基烟酰胺的制备方法 Download PDF

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成道泉
韦能春
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Abstract

本发明属于农药技术领域,涉及农用除草剂中间体的制备技术,特别涉及一种烟嘧磺隆中间体2‑氯‑N,N‑二甲基烟酰胺的制备方法。以苯类、醚类或烷烃类及其混合溶剂为溶剂,制备酰氯试剂,然后滴加醇类,发生酯化反应,再与等摩尔二甲胺进行酯交换反应,此反应过程反应速度快,且反应使用的二甲胺量明显降低,反应时间大大缩短,总收率在98%以上。该方法具有操作简单、溶剂消耗少、易于控制、产物纯度好、收率高、后处理工艺简单、废水中二甲胺残留少等优点。同时该方法使用溶剂也可回收重复使用,不产生环境污染,是新型的合成工艺方法。

Description

一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法
技术领域
本发明属于农药技术领域,涉及农用除草剂中间体的制备技术,具体为烟嘧磺隆中间体:2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法。
背景技术
烟嘧磺隆的化学式为2-(4,6-二甲基嘧啶-2-嘧啶基氨基甲酰胺磺酰)-N,N-二甲基烟酰胺,是日本石原株式会社开发的新一代广谱、高效、低度、低残留、高选择性的除草剂。
目前,合成烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的路线主要存在以下缺点:后处理产生的废水中二甲胺含量较高,废水中回收二甲胺难度大,不易彻底,且处理成本较高,对环境产生危害。现有技术中虽然也有以丙炔醇和二正丙胺为起始原料的反应,虽然成本较低,但对反应条件要求严格,并且对催化剂二氧化锰标准高,在分离和套用中操作难度大,不适宜工业化大生产。
发明内容
本发明的目的在于提供一种新型的合成工艺方法,解决烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺传统工艺废水中二甲胺处理难度大、收率低的问题,实现真正意义的清洁生产,降低废水中二甲胺残留,提高含量和收率。
为实现上述发明目的,本发明公开了以下技术方案:
一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,先以2-氯烟酸、氯化亚砜为原料,进行氯化反应生成2-氯烟酰氯,再进行酯化反应制备2-氯烟酸甲酯,然后2-氯烟酸甲酯与二甲胺反应制得2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。以苯类、醚类或烷烃类及其混合溶剂为溶剂,制备酰氯试剂,然后滴加醇类,发生酯化反应,再与等摩尔二甲胺进行酯交换反应,此反应过程反应速度快,且反应使用的二甲胺量明显降低,反应时间大大缩短,总收率在98%以上。
所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在惰性气体置换后,在反应器中加入2-氯烟酸、无水溶剂和氯化亚砜,搅拌反应,反应结束后减压蒸去过量的无水溶剂和氯化亚砜,得到产物2-氯烟酰氯;向2-氯烟酰氯中加入无水溶剂,滴加醇,然后升温反应,冷却,过滤,真空干燥,即得到2-氯烟酸甲酯;
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入二甲胺气体,搅拌反应,反应结束后,水洗,分出水层,除溶剂,放料,降温得到产物2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。
作为优选,所述步骤(1)2-氯烟酸甲酯的具体制备方法为:在惰性气体置换后,于15-30℃下,在反应器中加入2-氯烟酸、无水溶剂和氯化亚砜,搅拌升温至40-60℃反应0.5-3h后,继续升温至80-100℃反应0.5-3h,反应结束后,减压蒸去过量的无水溶剂和氯化亚砜,得到产物2-氯烟酰氯;向2-氯烟酰氯中加入无水溶剂,冷却至5℃以下滴加醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度升至30-45℃反应0.5-3h,冷至室温,过滤,真空干燥,即得到2-氯烟酸甲酯。
作为优选,所述的无水溶剂选自苯类、醚类、烷烃类中的一种或两种的组合。
作为优选,2-氯烟酸与无水溶剂的质量比例为1:0.8~3。
作为优选,2-氯烟酸与醇的摩尔比例为1:1~1.2。
作为优选,所述的醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或两种的组合。
作为优选,所述步骤(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的具体制备方法为:向2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入定量二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应1-4h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量在0.3%以下时,结束反应,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压至-0.08~-0.09MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得固体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。
作为优选,所述的2-氯烟酸甲酯与二甲胺的摩尔比例为1:0.95~1.05。
有益效果
本发明以苯类、醚类或烷烃类及其混合溶剂为溶剂,制备酰氯试剂,然后滴加醇类,发生酯化反应,再与等摩尔二甲胺进行酯交换反应,此反应过程反应速度快,且反应使用的二甲胺量明显降低,反应时间大大缩短,总收率在98%以上。该方法具有操作简单、溶剂消耗少、易于控制、产物纯度好、收率高、后处理工艺简单、废水中二甲胺残留少等优点。
本发明涉及的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,回收后的溶剂可回收全部重复使用,不产生环境污染,是新型的合成工艺方法。降低废水中二甲胺残留,从根本上解决工业化生产中二甲胺废水难处理的问题,降低环境污染,提高含量和收率,是提高实际工业化生产产量的良好解决方案。
本发明利用2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的熔点较低的性质特点,采用脱出溶剂放出物料得到固体的方式,有效简化后处理工艺,同时,有效保证产物的含量和高收率。
具体实施方式
下面结合实施例对发明涉及的技术方案进行进一步说明,以便有助于本发明的理解,但不作为对技术方案的限制。
实施例一
一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在氮气或惰性气体置换后,于15℃下,在反应器中加入10g2-氯烟酸、15g甲苯和氯化亚砜,搅拌升温至55-60℃反应40min后,继续升温至80-90℃反应1h。减压蒸去过量的甲苯和氯化亚砜,该回收溶剂可进行连续套用。残留液加入10g甲苯,冷却至5℃滴加2.58ml甲醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度自动升至42℃反应1h。冷至室温,过滤,真空干燥,得到2-氯烟酸甲酯10.74g,收率99.6%。
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向上述2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入定量二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应2h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量为0.2%,加水,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压-0.09MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得11.49g固体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺,含量96.5%,两步收率95.6%。
实施例二
一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在氮气或惰性气体置换后,于15-30℃下,在反应器中加入10g2-氯烟酸、16g二氯乙烷和氯化亚砜,搅拌升温至50-60℃反应1小时后,继续升温至80-83℃反应1h。减压蒸去过量的二氯乙烷和氯化亚砜,该回收溶剂可进行连续套用。残留液加入12g二氯乙烷,冷却至2℃滴加2.63ml甲醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度升至30℃反应1h。冷至室温,过滤,真空干燥,得到2-氯烟酸甲酯10.73g,收率99.5%。
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向上述2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入定量二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应2h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量在0.15%,加水,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压-0.08MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得11.51g固体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺,含量96.8%,两步收率96.1%。
实施例三
一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在氮气或惰性气体置换后,于15-30℃下,在反应器中加入10g2-氯烟酸、15g石油醚和氯化亚砜,搅拌升温至50-60℃反应3小时后,继续升温至95-100℃下反应1h。减压蒸去过量的石油醚和氯化亚砜,该回收溶剂可进行连续套用。残留液加入10g石油醚,冷却至-5℃滴加3.2g乙醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度升至35℃反应1h。冷至室温,过滤,真空干燥,得到2-氯烟酸甲酯10.75g,收率99.7%。
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向上述2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入定量二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应2h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量在0.1%,加水,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压-0.085MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得固体11.66g2-氯-N,N-二甲基烟酰胺,含量96.1%,两步收率96.6%。
实施例四
一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在氮气或惰性气体置换后,于15-30℃下,在反应器中加入10g2-氯烟酸、15g甲苯和氯化亚砜,搅拌升温至50-60℃反应3小时后,继续升温至95-100℃下反应1h。减压蒸去过量的甲苯和氯化亚砜,该回收溶剂可进行连续套用。残留液加入10g甲苯,冷却至-5℃滴加3.3g乙醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度升至35℃反应1h。冷至室温,过滤,真空干燥,得到2-氯烟酸甲酯10.74g,收率99.6%。
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向上述2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入定量二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应2h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量在0.15%,加水,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压-0.085MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得固体11.61g2-氯-N,N-二甲基烟酰胺,含量97.1%,两步收率97.2%。

Claims (9)

1.一种烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于:先以2-氯烟酸、氯化亚砜为原料,进行氯化反应生成2-氯烟酰氯,2-氯烟酰氯再进行酯化反应制备2-氯烟酸甲酯,然后2-氯烟酸甲酯与二甲胺反应制得2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。
2.如权利要求1所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,具体制备步骤如下:
(1)2-氯烟酸甲酯的制备:
在惰性气体置换后,在反应器中加入2-氯烟酸、无水溶剂和氯化亚砜,搅拌反应,反应结束后减压蒸去过量的无水溶剂和氯化亚砜,得到产物2-氯烟酰氯;向2-氯烟酰氯中加入无水溶剂,滴加醇,然后升温反应,冷却,过滤,真空干燥,即得到2-氯烟酸甲酯;
(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备:
向2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入二甲胺气体,搅拌反应,反应结束后,水洗,分出水层,除溶剂,放料,降温得到产物2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。
3.如权利要求2所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)2-氯烟酸甲酯的具体制备方法为:在惰性气体置换后,于15-30℃下,在反应器中加入2-氯烟酸、无水溶剂和氯化亚砜,搅拌升温至40-60℃反应0.5-3h后,继续升温至80-100℃反应0.5-3h,反应结束后,减压蒸去过量的无水溶剂和氯化亚砜,得到产物2-氯烟酰氯;向2-氯烟酰氯中加入无水溶剂,冷却至5℃以下滴加醇,然后升至室温,即得到白色固体物,温度升至30-45℃反应0.5-3h,冷至室温,过滤,真空干燥,即得到2-氯烟酸甲酯。
4.如权利要求3所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,所述的无水溶剂选自苯类、醚类、烷烃类中的一种或两种的组合。
5.如权利要求3所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,2-氯烟酸与无水溶剂的质量比例为1:0.8~3。
6.如权利要求3所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,2-氯烟酸与醇的摩尔比例为1:1~1.2。
7.如权利要求3所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,所述的醇选自甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇中的一种或两种的组合。
8.如权利要求2所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的具体制备方法为:向2-氯烟酸甲酯的二氯甲烷溶液中通入二甲胺气体至PH=6-7,反应温度保持在0-5℃,通气完毕后,继续搅拌反应1-4h;检测2-氯烟酸甲酯剩余量在0.3%以下时,结束反应,15-20℃水洗,分出水层,80℃前常压升温蒸馏蒸出二氯甲烷,80℃后减压至-0.08~-0.09MPa脱出有机相的溶剂,放料,降温得固体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺。
9.如权利要求8所述的烟嘧磺隆中间体2-氯-N,N-二甲基烟酰胺的制备方法,其特征在于,所述的2-氯烟酸甲酯与二甲胺的摩尔比例为1:0.95~1.05。
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