CN111995586B - 一种农用除草剂的合成方法 - Google Patents

一种农用除草剂的合成方法 Download PDF

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Abstract

一种农用除草剂的合成方法,包括以下步骤:向反应釜内加入溶剂X,底物,甲酸铵,90℃反应4h,加入MOH保温反应2h,减压蒸馏除去溶剂X,降温到25℃加入盐酸调节pH至7,加入乙酸乙酯搅拌分液,加入乙酸乙酯搅拌萃取,合并有机相,加压蒸馏,浓缩得2‑氨基‑1‑环戊烯甲酸,另一反应釜中加溶剂Y,再加2‑氨基‑1‑环戊烯甲酸和羰基化试剂,加热反应6h,尾气吸收,废水合并,浓缩溶剂Y至无液体流出,加入溶剂Y、环己胺加热回流6h,降温离心过滤,滤饼加入溶剂Y加热搅拌1h,降温离心过滤,真空干燥,得到产品;废水加热减压蒸馏,固体析出后加甲醇搅拌过滤,滤饼用甲醇淋洗、真空干燥,得到白色沙状固体,反应通式如下:

Description

一种农用除草剂的合成方法
技术领域
本发明涉及一种农用除草剂的合成方法。
背景技术
环草定是美国杜邦公司发明的除草剂,用于饲料萝卜、红萝卜和甜菜中的杂草防除,以往的合成方法在1966年美国专利US3254082中得到了详细的阐述,其具体步骤是环己脲与环戊酮-2-羰基乙酯在甲苯和二噁烷混合溶剂中进行反应,用85%的磷酸做催化剂,在一定条件下反应一段时间后加入甲醇纳进行分子内环合,此方法收率较低,采用混合溶剂后处理麻烦,工业成本高。
后面有些文献也有报道其合成方法,总体相差不大,比如:Chemical andpharmaceutical bulletin,1973,1894-1899,US4179277,US4316014和US5733849中都有提到类似的合成方法,收率都比较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种农用除草剂的合成方法,该方法起始物料简单易得,反应条件温和,收率高,废水少,产品品质高。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种农用除草剂的合成方法,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜内加入溶剂X,然后加入底物,甲酸铵,然后油浴加热到90摄氏度反应4小时,所述的溶剂X为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种,然后加入氢氧化钠或者氢氧化钾继续保温反应2小时,接着通过减压蒸馏除去溶剂X,降温到25摄氏度加入盐酸调节pH至7,加入乙酸乙酯搅拌分液,然后在下层水相中再加入乙酸乙酯搅拌萃取,分出水层后再次加入乙酸乙酯搅拌萃取,最后合并有机相,加压蒸馏除有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸,将废水保留待处理;
步骤二:向另一反应釜中加入溶剂Y,再加入2-氨基-1-环戊烯甲酸和羰基化试剂,所述的溶剂Y为二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃中的一种,所述的羰基化试剂为光气或三光气,加热到95摄氏度反应6小时,尾气使用10%氢氧化钠或氢氧化钾吸收,得到的废水与步骤一废水合并,反应结束后浓缩溶剂Y至无液体流出,然后再加入溶剂Y,继续减压浓缩至无溶剂Y流出,再向浓缩物中加入溶剂Y、环己胺加热回流6小时,反应结束后,降温到10摄氏度离心过滤,滤饼加入到玻璃容器中,加入溶剂Y,加热到105摄氏度搅拌1小时,然后降温到10摄氏度离心过滤,然后在80摄氏度下真空干燥,得到产品环草啶;
步骤三:将步骤一、步骤二合并后的废水加热到100摄氏度减压蒸馏,等有大量固体析出后加入甲醇搅拌30分钟,然后过滤,滤饼用甲醇淋洗得到粗品,粗品在100摄氏度下真空干燥,得到白色沙状固体,反应通式如下:
Figure BDA0002703902530000021
R任意选自氢、C1-C12直链或支链的烷基或胺基烷基、M选自Na、K。
作为优选的,所述的底物为环戊酮-2-羧酸甲酯或环戊酮-2-羧酸乙酯。
作为优选的,所述的羰基化试剂为三光气。
作为优选的,所述的溶剂Y为二氯甲烷。
本发明的优点:本发明所述一种农用除草剂的合成方法,起始物料简单易得,反应条件温和,收率高,废水少,产品品质高(含量>99.0%),适合于现代化的工业生产,节能环保。
具体实施方式
实施例一:
步骤一:向100L反应釜,加入甲醇(56.16kg),然后加入环戊酮2-羧酸甲酯(14.20kg,100mol),甲酸铵(6.62kg,105mol),打开加热油浴,温度在回流状态(温度计显示66度),保温反应4小时后(GC检测反应终点,环戊酮2-羧酸甲酯<1%),加入氢氧化钠(4.20kg,105mol),继续保温反应2小时(GC检测反应终点,2-氨基-1-环戊烯甲酸乙酯<1%),减压蒸馏出去甲醇,降温到25度附近,加入15%盐酸(20.12kg)调节pH=7,加入乙酸乙酯(60kg)搅拌30min,分液,下层水相加入乙酸乙酯(30kg),搅拌萃取,分出下层水后,水层继续加入乙酸乙酯(30kg),搅拌萃取,合并有机相,减压蒸馏除去有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸12.15kg,含量97.8%,收率95.5%。固体无需纯化直接下一步。
步骤二:向100L反应釜加入二氯乙烷(74.10kg),加入2-氨基-1-环戊烯甲酸(10.00kg,78.62mol),加入三光气(8.25kg,27.52mol),加热回流6小时,尾气使用10%氢氧化钠吸收,废水和步骤一废水合并待处理。反应结束后浓缩二氯乙烷至很少液体流出,并加入二氯乙烷(10kg),继续减压浓缩至无二氯乙烷流出,向浓缩物中加入二氯乙烷(74.10kg),加入环己胺(8.19kg,82.55mol)加热回流6小时,反应结束后,降温到10度左右,离心过滤,滤饼加入到100L玻璃反应中,加入二氯乙烷(59.28kg),加热到回流状态搅拌1小时,然后降温到10度左右,离心过滤,80度真空干燥,得到产品环草啶16.73kg,含量99.3%,白色粉末固体,收率90.8%。
步骤三:氯化钠回收精制,向10L反应釜中,加入步骤一、步骤二合并后的废水8kg加热到100度,减压蒸馏,等到有大部分固体析出时,加入甲醇(2.56kg),搅拌30min,然后过滤,滤饼用甲醇0.40kg淋洗,粗品100度真空干燥,得到氯化钠1.52kg,含量98.2%,白色沙状固体。
实施例二:
步骤一:向250mL反应釜,加入甲醇(112g),然后加入环戊酮2-羧酸甲酯(14.20g,100mmol),甲酸铵(6.62g,105mmol),打开加热油浴,温度在回流状态(温度计显示66度),保温反应4小时后(GC检测反应终点,环戊酮2-羧酸甲酯<1%),加入氢氧化钠(4.20g,105mmol),继续保温反应2小时(GC检测反应终点,2-氨基-1-环戊烯甲酸乙酯<1%),减压蒸馏出去甲醇,降温到25度附近,加入15%盐酸(20.12g)调节pH=7,加入乙酸乙酯(60g)搅拌30min,分液,下层水相加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,分出下层水后,水层继续加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,合并有机相,减压蒸馏除去有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸12.08g,含量97.0%,收率95.0%。固体无需纯化直接下一步。
步骤二:向100mL反应釜加入二氯甲烷(60.00g),加入2-氨基-1-环戊烯甲酸(10.00g,78.62mol),加入三光气(8.25g,27.52mol),加热回流2小时,尾气使用10%氢氧化钠吸收,废水和第一步废水合并待处理。反应结束后浓缩二氯甲烷至很少液体流出,并加入二氯甲烷(10g),继续减压浓缩至无二氯甲烷流出,向浓缩物中加入二氯甲烷(60.00g,加入环己胺(8.19g,82.55mol)加热回流6小时,反应结束后,降温到10度左右,过滤,滤饼加入到100mL玻璃反应中,加入二氯甲烷(60.00g),加热到回流状态搅拌1小时,然后降温到10度左右,离心过滤,80度真空干燥,得到产品环草啶16.00g,含量99.5%,白色粉末固体,收率86.82%。
步骤三:氯化钠回收精制,向10L反应釜中,加入步骤一、步骤二合并后的废水8kg加热到100度,减压蒸馏,等到有大部分固体析出时,加入甲醇(2.56kg),搅拌30min,然后过滤,滤饼用甲醇0.40kg淋洗,粗品100度真空干燥,得到氯化钠1.52kg,含量98.2%,白色沙状固体。
实施例三:
步骤一:向100mL反应釜,加入乙醇(60g),然后加入环戊酮2-羧酸甲酯(14.20g,100mmol),甲酸铵(6.62g,105mmol),打开加热油浴,温度在回流状态(温度计显示66度),保温反应4小时后(GC检测反应终点,环戊酮2-羧酸甲酯<1%),加入氢氧化钠(4.20g,105mmol),继续保温反应2小时(GC检测反应终点,2-氨基-1-环戊烯甲酸乙酯<1%),减压蒸馏出去乙醇,降温到25度附近,加入15%盐酸(20.12g)调节pH=7,加入乙酸乙酯(60g)搅拌30min,分液,下层水相加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,分出下层水后,水层继续加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,合并有机相,减压蒸馏除去有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸12.21g,含量96.5%,收率96.0%。固体无需纯化直接下一步。
步骤二:向100mL反应釜加入四氢呋喃(60.00g),加入2-氨基-1-环戊烯甲酸(10.00g,78.62mol),加入三光气(8.25g,27.52mol),加热回流2小时,尾气使用10%氢氧化钠吸收,废水和第一步废水合并待处理。反应结束后浓缩四氢呋喃至很少液体流出,并加入四氢呋喃(10g),继续减压浓缩至无四氢呋喃流出,向浓缩物中加入四氢呋喃(60.00g,加入环己胺(8.19g,82.55mol)加热回流6小时,反应结束后,选走四氢呋喃,然后加入二氯甲烷(60g),加热回流搅拌1小时,降温到10度左右,过滤,滤饼加入到100mL玻璃反应中,加入二氯乙烷(60.00g),加热到回流状态搅拌1小时,然后降温到10度左右,离心过滤,80度真空干燥,得到产品环草啶16.42g,含量99.0%,白色粉末固体,收率89.1%。
步骤三:氯化钠回收精制,向10L反应釜中,加入步骤一、步骤二合并后的废水8kg加热到100度,减压蒸馏,等到有大部分固体析出时,加入甲醇(2.56kg),搅拌30min,然后过滤,滤饼用甲醇0.40kg淋洗,粗品100度真空干燥,得到氯化钠1.52kg,含量98.2%,白色沙状固体。
实施例四:
步骤一:向100mL反应釜,加入异丙醇(60g),然后加入环戊酮2-羧酸甲酯(14.20g,100mmol),甲酸铵(6.62g,105mmol),打开加热油浴,温度在回流状态(温度计显示66度),保温反应4小时后(GC检测反应终点,环戊酮2-羧酸甲酯<1%),加入氢氧化钠(4.20g,105mmol),继续保温反应2小时(GC检测反应终点,2-氨基-1-环戊烯甲酸乙酯<1%),减压蒸馏出去异丙醇,降温到25度附近,加入15%盐酸(20.12g)调节pH=7,加入乙酸乙酯(60g)搅拌30min,分液,下层水相加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,分出下层水后,水层继续加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,合并有机相,减压蒸馏除去有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸12.37g,含量98.2%,收率97.3%。固体无需纯化直接下一步。
步骤二:向100mL反应釜加入二氯甲烷(60.00g),加入2-氨基-1-环戊烯甲酸(10.00g,78.62mol),加入三光气(8.25g,27.52mol),加热回流2小时,尾气使用10%氢氧化钠吸收,废水和第一步废水合并待处理。反应结束后浓缩二氯甲烷至很少液体流出,并加入二氯甲烷(10g),继续减压浓缩至无二氯甲烷流出,向浓缩物中加入二氯甲烷(60.00g,加入环己胺(8.19g,82.55mol)加热回流6小时,反应结束后,降温到10度左右,过滤,滤饼加入到100mL玻璃反应中,加入二氯甲烷(60.00g),加热到回流状态搅拌1小时,然后降温到10度左右,离心过滤,80度真空干燥,得到产品环草啶16.00g,含量99.5%,白色粉末固体,收率86.82%。
步骤三:氯化钠回收精制,向10L反应釜中,加入步骤一、步骤二合并后的废水8kg加热到100度,减压蒸馏,等到有大部分固体析出时,加入甲醇(2.56kg),搅拌30min,然后过滤,滤饼用甲醇0.40kg淋洗,粗品100度真空干燥,得到氯化钠1.52kg,含量98.2%,白色沙状固体。
实施例五:
步骤一:向250mL反应釜,加入甲醇(112g),然后加入环戊酮2-羧酸甲酯(14.20g,100mmol),甲酸铵(6.62g,105mmol),打开加热油浴,温度在回流状态(温度计显示66度),保温反应4小时后(GC检测反应终点,环戊酮2-羧酸甲酯<1%),加入氢氧化钾(5.89g,105mmol),继续保温反应2小时(GC检测反应终点,2-氨基-1-环戊烯甲酸乙酯<1%),减压蒸馏出去甲醇,降温到25度附近,加入15%盐酸(20.12g)调节pH=7,加入乙酸乙酯(60g)搅拌30min,分液,下层水相加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,分出下层水后,水层继续加入乙酸乙酯(30g),搅拌萃取,合并有机相,减压蒸馏除去有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸12.08g,含量97.0%,收率95.0%。
步骤二:向100mL反应釜加入四氢呋喃(60.00g),加入2-氨基-1-环戊烯甲酸(10.00g,78.62mol),加入三光气(8.25g,27.52mol),加热回流2小时,尾气使用10%氢氧化钾吸收,废水和第一步废水合并待处理。反应结束后浓缩四氢呋喃至很少液体流出,并加入四氢呋喃(10g),继续减压浓缩至无四氢呋喃流出,向浓缩物中加入四氢呋喃(60.00g,加入环己胺(8.19g,82.55mol)加热回流6小时,反应结束后,选走四氢呋喃,然后加入二氯甲烷(60g),加热回流搅拌1小时,降温到10度左右,过滤,滤饼加入到100mL玻璃反应中,加入二氯乙烷(60.00g),加热到回流状态搅拌1小时,然后降温到10度左右,离心过滤,80度真空干燥,得到产品环草啶16.42g,含量99.0%,白色粉末固体,收率89.1%。
步骤三:氯化钾回收精制,向100mL反应釜中,加入第一步废水50g加热到100度,减压蒸馏,等到有大部分固体析出时,加入甲醇(20g),搅拌30min,然后过滤,滤饼用甲醇5g淋洗,粗品100度真空干燥,得到氯化钾13.00g,含量98.5%,白色颗粒状固体。

Claims (4)

1.一种农用除草剂的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:向反应釜内加入溶剂X,然后加入底物,甲酸铵,然后油浴加热到90摄氏度反应4小时,所述的溶剂X为甲醇、乙醇、异丙醇、丙酮中的一种,然后加入氢氧化钠或者氢氧化钾继续保温反应2小时,接着通过减压蒸馏除去溶剂X,降温到25摄氏度加入盐酸调节pH至7,加入乙酸乙酯搅拌分液,然后在下层水相中再加入乙酸乙酯搅拌萃取,分出水层后再次加入乙酸乙酯搅拌萃取,最后合并有机相,加压蒸馏除有机溶剂,浓缩得到2-氨基-1-环戊烯甲酸,将废水保留待处理;
步骤二:向另一反应釜中加入溶剂Y,再加入2-氨基-1-环戊烯甲酸和羰基化试剂,所述的溶剂Y为二氯甲烷、二氯乙烷、四氢呋喃中的一种,所述的羰基化试剂为光气或三光气,加热到95摄氏度反应6小时,尾气使用10%氢氧化钠或氢氧化钾吸收,得到的废水与步骤一废水合并,反应结束后浓缩溶剂Y至无液体流出,然后再加入溶剂Y,继续减压浓缩至无溶剂Y流出,再向浓缩物中加入溶剂Y、环己胺加热回流6小时,反应结束后,降温到10摄氏度离心过滤,滤饼加入到玻璃容器中,加入溶剂Y,加热到105摄氏度搅拌1小时,然后降温到10摄氏度离心过滤,然后在80摄氏度下真空干燥,得到产品环草啶;
步骤三:将步骤一、步骤二合并后的废水加热到100摄氏度减压蒸馏,等有大量固体析出后加入甲醇搅拌30分钟,然后过滤,滤饼用甲醇淋洗得到粗品,粗品在100摄氏度下真空干燥,得到白色沙状固体,反应通式如下:
Figure FDA0002703902520000011
R任意选自氢、C1-C12直链或支链的烷基或胺基烷基、M选自Na、K。
2.根据权利要求1所述的一种农用除草剂的合成方法,其特征在于:所述的底物为环戊酮-2-羧酸甲酯或环戊酮-2-羧酸乙酯。
3.根据权利要求1所述的一种农用除草剂的合成方法,其特征在于:所述的羰基化试剂为三光气。
4.根据权利要求1所述的一种农用除草剂的合成方法,其特征在于:所述的溶剂Y为二氯甲烷。
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