CN110054595B - 一种解草酮的合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种解草酮的合成新工艺，包括以下步骤：向反应釜中加入3,4‑二氢‑3‑甲基‑2H‑1,4‑苯并噁嗪和溶剂，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应得到反应液；将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品，用甲醇重结晶得到解草酮；本发明的解草酮的合成新工艺，采用高温回流法滴加二氯乙酰氯，同时进行尾气吸收氯化氢气体，吸收的氯化氢气体溶于水制备成盐酸作为副产品，合成一吨解草酮可以同时得到30％盐酸约0.5吨，并且解草酮的含量在99％以上，收率在95％以上；本发明解草酮的合成新工艺避免了大量废盐水的产生，能够降低生产成本，操作简单，易于工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及化学有机合成技术领域，具体说是一种解草酮的合成工艺。
背景技术
解草酮，又名解草嗪，是二氯代乙酰胺类除草剂解毒剂，可以降低异丙甲草胺对玉米的药害，也可作为氯乙酰胺类除草剂安全剂的有效成分，目前解草酮的制备工艺采用2，3-二氢-3-甲基-1，4-苯并噁嗪与二氯乙酰氯反应，由于制备中会产生氯化氢气体，产生的氯化氢气体一般会用缚酸剂中和，然后加入水进行除盐，均会产生含盐的废水，然后进一步处理含盐废水，增加了环保的压力和资金的投入；一般制备出一吨解草酮会产生含盐废水约1.1吨左右，含盐量为340g/L左右，COD13g/L左右，氨氮含量75mg/L左右。
如Ciba-Geigy公司专利US4601745、EP0149974公开了一种酰胺类化合物的合成方法，该专利以碳酸钠作为敷酸剂，苯作为溶剂，2，3-二氢-3-甲基-1，4-苯并噁嗪与二氯乙酰氯反应完毕加水进行后处理；德国赛拓有限责任公司专利CN101781267、EP2206706公开了一种制备酰基酰胺化合物的方法，该专利以液碱作为敷酸剂，同样反应完毕加水进行后处理；哈尔滨理工大学的吕程程发表了关于解草酮的合成工艺，以三乙胺作为敷酸剂合成解草酮，反应完毕加水进行后处理生成的盐。上述专利均加入了敷酸剂结合生成的氯化氢。
设计减少甚至避免大量废盐水的产生，降低生产成本，能够易于工业化生产的解草酮的合成工艺是解草酮制备中亟待解决的问题。
发明内容
为解决上述问题，本发明的目的是提供一种解草酮的合成工艺。
本发明为实现上述目的，通过以下技术方案实现：
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
①向反应釜中加入3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应1～3小时，得到反应液；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯的摩尔比为1：1.0～1.5；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～10；
所述溶剂为环己烷、正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种；
②将步骤①所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品，将所得粗品用甲醇重结晶得到解草酮；其中粗品和甲醇的质量比为1：2～4。
优选的，溶剂为环己烷、二氯甲烷、甲苯和二甲苯中的一种。
优选的，溶剂为环己烷。
优选的，3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯的摩尔比为1：1.0～1.5。
优选的，3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～5。
优选的，重结晶的工艺步骤为将粗品加入甲醇中溶解，降温至0～5℃，搅拌结晶1～3小时，抽滤，干燥得到解草酮。
本发明相比现有技术具有以下优点：
本发明的解草酮的合成工艺，采用高温回流法滴加二氯乙酰氯，同时进行尾气吸收氯化氢气体，吸收的氯化氢气体溶于水制备成盐酸作为副产品，合成一吨解草酮可以同时得到30％盐酸约0.5吨，并且解草酮的含量在99％以上，收率在95％以上；本发明解草酮的合成工艺避免了大量废盐水的产生，能够降低生产成本，操作简单，易于工业化生产。
具体实施方式
本发明的目的是提供一种解草酮的合成工艺，通过以下技术方案实现：
解草酮的反应原理如下：
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
①反应釜中加入3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应1～3小时，得到反应液；滴加二氯乙酰氯的时间一般限制在1～3小时；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯的摩尔比为1：1.0～1.5；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～10；
所述溶剂为环己烷、正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿、苯、甲苯和二甲苯中的一种或几种；理论上只要不与2,3-二氢-3-甲基-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯反应，并且能溶解2,3-二氢-3-甲基-1,4-苯并噁嗪的烷烃类、卤代烃类、苯类、甲苯类的溶剂均可。
②将步骤①所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品，将所得粗品用甲醇重结晶得到解草酮；其中粗品和甲醇的质量比为1：2～4。
优选的，溶剂为环己烷、二氯甲烷、甲苯和二甲苯中的一种。
优选的，溶剂为环己烷。
优选的，3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯的摩尔比为1：1.0～1.5。
优选的，3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～5。
优选的，重结晶的工艺步骤为将粗品加入甲醇中溶解，降温至0～5℃，搅拌结晶1～3小时，抽滤，干燥得到解草酮。
本工艺合成的反应时间为1～3小时之间，可采用GC中控质检至3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪反应完全即可停止反应。
本工艺尾气吸收装置内使用水吸收氯化氢气体，制备得到盐酸溶液副产物。
以下结合具体实施例来对本发明作进一步的描述。
实施例1
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
反应釜中加入1.49kg 3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和4.47kg溶剂环己烷，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加1.47kg二氯乙酰氯，滴加时间为1小时，滴加完毕后回流反应1小时，得到反应液；
将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品2.55kg，含量95.2％，收率98.1％，将所得粗品用5.1kg甲醇重结晶得到解草酮2.50kg，含量99.0％以上，收率96.2％。
本实施例中的溶剂环己烷也用正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿，苯、甲苯或二甲苯中一种或几种组合替换，只要保证3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪全部溶解即可进行下步反应，溶剂的选择对产品含量或收率影响不大。
实施例2
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
反应釜中加入1.49kg3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和14.9kg二氯甲烷，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加2.20kg二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应3小时，得到反应液；滴加二氯乙酰氯的时间限制在3小时；
将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品2.56kg，含量95.4％，收率98.5％，将所得粗品用10.24kg甲醇重结晶得到解草酮2.49kg，含量99.0％以上，收率95.8％。
本实施例中的溶剂二氯甲烷也用正己烷、环己烷、二氯乙烷、氯仿，苯、甲苯或二甲苯中一种或几种组合替换，只要保证3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪全部溶解即可进行下步反应，溶剂的选择对产品含量或收率影响不大。
实施例3
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
反应釜中加入1.49kg 3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和5.96kg甲苯，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加1.76kg二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应2.5小时，得到反应液；滴加二氯乙酰氯的时间限制在2小时；
将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品2.55kg，含量95.6％，收率98.2％，将所得粗品用7.66kg甲醇重结晶得到解草酮2.48kg，含量99.0％以上，收率95.4％。
本实施例中的溶剂甲苯也用正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿，苯、环己烷或二甲苯中一种或几种组合替换，只要保证3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪全部溶解即可进行下步反应，溶剂的选择对产品含量或收率影响不大。
实施例4
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
反应釜中加入1.49kg 3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和13.41kg溶剂二甲苯，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加1.91kg二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应，取样GC中控3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪反应完毕，得到反应液；滴加二氯乙酰氯的时间限制在1.5小时；
将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品2.54kg，含量96.4％，收率97.5％，将所得粗品加入6.35kg甲醇降温至0～5℃，搅拌结晶2.5小时，抽滤，干燥得到解草酮2.52kg，含量99.0％以上，收率96.9％。
本实施例中的溶剂二甲苯也用正己烷、二氯甲烷、二氯乙烷、氯仿，苯、甲苯或环己烷中一种或几种组合替换，只要保证3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪全部溶解即可进行下步反应，溶剂的选择对产品含量或收率影响不大。
实施例5
一种解草酮的合成工艺，包括以下步骤：
反应釜中加入1.49kg 3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和7.45kg溶剂，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加2.06kg二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应，取样GC中控3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪反应完毕，得到反应液；滴加二氯乙酰氯的时间限制在2.5小时；
所述溶剂为正己烷和二氯乙烷按照质量比1:1混合得到；
将所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品2.53kg，含量96.6％，收率97.3％，将所得粗品用5.52kg甲醇降温至0～5℃，搅拌结晶2.5小时，抽滤，干燥得到解草酮2.50kg，含量99.0％以上，收率96.5％。
本实施例中的溶剂正己烷和二氯乙烷也用环己烷、二氯甲烷、氯仿，苯、甲苯或二甲苯中一种或几种组合替换，只要保证3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪全部溶解即可进行下步反应，溶剂的选择对产品含量或收率影响不大。
Claims (4)
1.一种解草酮的合成工艺，其特征在于：包括以下步骤：
①向反应釜中加入3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂，搅拌溶解，反应釜连接尾气吸收装置，升温至回流后滴加二氯乙酰氯，滴加完毕后回流反应1～3小时，得到反应液；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和二氯乙酰氯的摩尔比为1：1.0～1.5；
3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～10；
所述溶剂为环己烷、二氯甲烷、甲苯和二甲苯中的一种；
②将步骤①所得反应液减压蒸馏，脱干溶剂，得到粗品，将所得粗品用甲醇重结晶得到解草酮；其中粗品和甲醇的质量比为1：2～4。
2.根据权利要求1所述的一种解草酮的合成工艺，其特征在于：所述溶剂为环己烷。
3.根据权利要求1所述的一种解草酮的合成工艺，其特征在于：3,4-二氢-3-甲基-2H-1,4-苯并噁嗪和溶剂的质量比为1:3～5。
4.根据权利要求1所述的一种解草酮的合成工艺，其特征在于：重结晶的工艺步骤为将粗品加入甲醇中溶解，降温至0～5℃，搅拌结晶1～3小时，抽滤，干燥得到解草酮。
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