CN114349647B - 一种苯草醚的合成方法 - Google Patents

Abstract

本申请涉及有机合成的技术领域，具体公开了一种苯草醚的合成方法。合成方法，包括以下步骤：S1、将溶解在第一溶剂中的苯酚和第一碱液混合后，反应生成含有苯酚盐的苯酚盐溶液；将苯酚盐溶液除水后，和溶解在第二溶剂中的2,3,4‑三氯硝基苯混合接触，随后保温回流后得到含有醚化物的醚化液；S2、将醚化液分离纯化；S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后将得到的胺化液经分离纯化后得到苯草醚。本申请合成方法具有苯草醚的收率高、纯度高的优点。

Description

一种苯草醚的合成方法

技术领域

本申请涉及有机合成的技术领域，更具体地说，它涉及一种苯草醚的合成方法。

背景技术

苯草醚类除草剂，是原卟啉氧化酶抑制剂。其中的2-氯-3-苯氧基-6-硝基苯胺可以在出芽前施用，可预防和除去马铃薯、向日葵和冬小麦田禾本科杂草和阔叶杂草。对豌豆和胡萝卜苗田的鼠尾看麦娘和风草等的防效优异。因此广泛用于田间作物的除草剂的有效成分。

2-氯-3-苯氧基-6-硝基苯胺的一般合成方法是将三氯硝基苯的氨解产物和苯酚盐反应，使得二者发生醚化反应后得到苯草醚类物质。但是，采用先氨解后醚化的合成工艺，其存在最终产物的收率低、纯度低的不足（收率为70~75%，纯度为97.3~97.9%），从而影响产品收益，使得2-氯-3-苯氧基-6-硝基苯胺类除草剂的生产成本过高。

发明内容

为了进一步提高合成苯草醚时的产品收率和纯度，本申请提供一种苯草醚的合成方法。

本申请提供一种苯草醚的合成方法，采用如下的技术方案：

一种苯草醚的合成方法，包括以下步骤：

S1、将溶解有苯酚的第一溶剂和第一碱液混合后，反应生成含有苯酚盐的苯酚盐溶液；将苯酚盐溶液除水后，和溶解有2,3,4-三氯硝基苯的第二溶剂中混合接触，随后保温回流，得到含有醚化物的醚化液；

S2、对醚化液分离纯化；

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后自得到的胺化液中分离纯化得到苯草醚。

通过采用上述技术方案，本申请是以2,3,4-三氯硝基苯和苯酚盐先醚化、再胺化的工艺合成苯草醚（2-氯-3-苯氧基-6-硝基苯胺），其和传统的先胺化再醚化的合成工艺相比，最终得到的苯草醚的收率和纯度更高。在此期间，醚化反应和胺化反应后都对相应的反应产物进行分离纯化，以最终获得更高收率和纯度的苯草醚。

优选的，所述2,3,4-三氯硝基苯和所述苯酚盐的摩尔比为1：2.1~2.5。

通过采用上述技术方案，由于苯酚盐易溶于水中，2,3,4-三氯硝基苯和醚化物易溶于有机溶剂中，因此添加过量的苯酚盐使得2,3,4-三氯硝基苯完全反应；而反应产物中的杂质以溶于水的盐为主，因此过量的2,3,4-三氯硝基苯也便于后期醚化物的分离纯化（其杂质中不含有易溶于有机溶剂的2,3,4-三氯硝基苯）。

优选的，S1中，醚化过程中，保温回流的时间为6~12 h。

通过采用上述技术方案，在醚化反应中，当检测后参与醚化反应的原料含量低于1.5%就可以结束该反应，其反应时间为6~12 h。在上述的醚化反应时间（即醚化过程中的保温回流时间）范围内，能够获得纯度和收率较高的醚化物。若反应时间过短，参与醚化反应的原料2,3,4-三氯硝基苯还有剩余，使得反应没能完全进行，造成原料浪费；并且2,3,4-三氯硝基苯和醚化物均易溶于有机溶剂中，这也造成了醚化物不易分离纯化。若是反应时间过长，也将使得醚化物进一步发生反应，生成别的杂质，使得醚化物收率不高的同时也将影响后面的胺化反应的进行。而过长的反应时间也将降低合成效率，使得苯草醚的生产成本变高。

优选的，S2中，醚化液的分离纯化步骤包括：

于所述醚化液中加水洗醚化液，并维持醚化液的温度为50~110℃，最后搅拌后静置，出现液-液分层后，取醚化液用于胺化反应。

通过采用上述技术方案，该水洗过程是为了分离纯化醚化液。水洗的过程能够将存在于醚化液中的盐溶解在水中，而水和醚化液不相溶（醚化液溶解在有机溶剂中），因此会出现液-液分层的状态，从而实现醚化液的分离纯化。但是在该过程中，注意要保持醚化液的温度不低于50℃，否则会造成醚化物的析出，析出的醚化物沉淀在下层。这样的情况出现后，将导致晶体形式的醚化物中含有杂质盐。而若是要利用该部分醚化物时，其中的杂质盐难以除去；同时，在进行后面的胺化反应时，又要再次将醚化物溶解在有机溶剂中，以便于胺化反应的进行，而再溶解的步骤使得整个工艺更加繁琐复杂，不利于工业化生产。若是不利用该部分醚化物，则会造成中间产物的损失，使得苯草醚的生产成本变高。

优选的，S3中，胺化反应中添加有碱性气体进行胺化反应，反应温度为105~115℃，反应压力为2.5~3.0 MPa。

在进行胺化反应时，若是胺化反应的温度过低，则将导致胺化反应难以进行；反应温度过高时，不仅会有安全风险，还使得胺化反应的目标产物会进一步反应生成别的杂质，从而降低苯草醚的收率和纯度。而反应压力不够时，氨气的通入量较少，影响胺化反应。通过采用上述技术方案，以适当的反应条件，能够得到高收率、高纯度的苯草醚。

优选的，S3中，胺化后分离纯化的步骤包括：

排除碱性气体后，于胺化液中加酸中和并回收第二溶剂，后降温至50~60℃时加入甲醇，后升温回流以萃取苯草醚，最后降温至5℃以下，并离心出料。

通过采用上述技术方案，降温至50~60℃时，该工艺条件充分考虑了温度不可过低，否则将导致苯草醚的析出，影响后面的甲醇萃取苯草醚的过程；而温度也不宜过高，否则甲醇（沸点64.7℃）添加后将以气态形式存在，难以进行有效萃取。而在萃取结束后，降温至5℃以下，便于苯草醚自甲醇中析出，并通过简单的固-液分离方式得到苯草醚晶体。

优选的，以减压加热的方式回收所述第二溶剂；当真空度不低于0.08 MPa，温度不低于120℃时即为所述第二溶剂被蒸干。

通过采用上述技术方案，高效回收第二溶剂，实现原料的回收利用，以降低苯草醚的生产成本。

优选的，所述2,3,4-三氯硝基苯由包括以下步骤的方法合成得到：

I、将三氯苯溶解于第三溶剂内，随后滴加发烟硝酸，并保持反应温度为20~30℃；

II、于I的反应液中滴加水，使得出现第三溶剂层和水层的分层，对获得的第三溶剂层减压蒸馏至真空度为0.07~0.08 MPa、温度为95~100℃时，降温至70~80℃即可。

通过采用上述技术方案，在上述I的反应条件以及II的分离纯化步骤，最终得到纯度高的2,3,4-三氯硝基苯，且2,3,4-三氯硝基苯的收率也较高。而通过该方法自制2,3,4-三氯硝基苯，和直接购买2,3,4-三氯硝基苯相比，其能够显著降低生产成本。

优选的，滴加发烟硝酸后反应时间为1.5~2.5 h。

通过采用上述技术方案，在上述的反应时间内，三氯苯和发烟硝酸充分反应，生成2,3,4-三氯硝基苯。

综上所述，本申请具有以下有益效果：

1、本申请在制备苯草醚时，以2,3,4-三氯硝基苯为原料和苯酚盐为原料，将2,3,4-三氯硝基苯和苯酚盐先醚化后再胺化，最终有效提高了苯草醚的收率（高达90%），且苯草醚的纯度也显著提高（高达99.93%）。

2、本申请进一步优化了在制备苯草醚时的中间产物以及最终产物的分离纯化的工艺步骤及参数：其在分离纯化醚化物时，加水洗醚化液，并维持醚化液的温度为50~110℃，以使得醚化物和杂质盐的充分分离，并使得醚化物的收率高；在分离纯化苯草醚时，在50~60℃的条件下以甲醇复溶萃取苯草醚。采用上述的纯化工艺，使得中间产物的收率和纯度更高；同时，最终产物的收率和纯度也能够进一步提高。

3、为了进一步降低苯草醚的生产成本，本申请的原料2,3,4-三氯硝基苯可以通过自制获得。其制备工艺中，是以三氯苯为原料，将三氯苯和发烟硝酸反应并经去除溶剂后，最终获得醚化反应所需的反应原料2,3,4-三氯硝基苯。其2,3,4-三氯硝基苯的纯度较高，能够满足生产所需。

附图说明

图1是实施例2中得到的苯草醚的液相色谱图。

具体实施方式

以下结合附图和实施例对本申请作进一步详细说明。

本申请提供了一种苯草醚的合成方法，该方法是以2,3,4-三氯硝基苯为原料，将其首先和苯酚盐（苯酚钠盐、苯酚钾盐等）经醚化反应后得到醚化物，随后将得到的醚化物经胺化后得到苯草醚。该方法和先将2,3,4-三氯硝基苯胺化后再醚化的合成工艺相比，其苯草醚的收率更高，苯草醚的纯度也更高。

该合成方法具体为：

一种苯草醚的合成方法，包括以下步骤：

S1、将溶解有苯酚的第一溶剂和第一碱液混合后，反应生成含有苯酚盐的苯酚盐溶液；将苯酚盐溶液除水后，和溶解有2,3,4-三氯硝基苯的第二溶剂混合接触，随后保温回流，得到含有醚化物的醚化液；

S2、对醚化液分离纯化；

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后自得到的胺化液中分离纯化得到苯草醚。

其中，S1中的第一溶剂可以是甲苯、甲醇或乙醇，第一溶剂的加入使得苯酚能够充分溶解。第一碱液中的碱可以是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或者碳酸钾，第一碱液中的碱作为一种反应物，和苯酚反应后生成苯酚盐。另外，为了保护苯酚盐不被氧化，在进行苯酚和第一碱液的反应时，可以在反应体系中加入适当的保护剂；保护剂可以是亚硫酸氢钠或碳酸氢钠。

而苯酚和第一碱液中的碱发生反应后，会生成一定的水，可以通过将苯酚和碱液反应后的溶液加热至回流温度，随后通过第一溶剂的挥发将水带出，以实现除水的目的。其中，通过回流带出的水量=碱液中水量+生成苯酚盐时产生的水量时，即为除水完全。若是第一溶剂为甲苯时，除水时的回流温度可以为100~105℃。

其中，S1中的第二溶剂可以是甲苯、甲醇或乙醇。2,3,4-三氯硝基苯和苯酚盐的摩尔比为1：2.1~2.5，例如1:2.18，1:2.26，1:2.34，1:2.45。

将2,3,4-三氯硝基苯溶解在第二溶剂中时，2,3,4-三氯硝基苯和第二溶剂的质量比可以为(1.5~2):1；例如，2,3,4-三氯硝基苯和第二溶剂的质量比可以为1.6:1，1.75:1，1.9:1。

此外，当将溶解在第二溶剂中的2,3,4-三氯硝基苯加入苯酚盐中时，可以将2,3,4-三氯硝基苯溶液滴加至苯酚盐中。以下以2,3,4-三氯硝基苯和苯酚钠的反应为例，2,3,4-三氯硝基苯和苯酚盐的反应如式（1）所示：

，式（1）。

S1的醚化过程中，保温回流的时间可以为6~12 h。例如可以是6.6 h，可以是7.2h，可以是8.9 h，可以是9.5 h，可以是11.9 h。在此处，优化筛选得到适当的保温回流时间，在该保温回流过程中，苯酚盐和2,3,4-三氯硝基苯逐渐反应生成醚化物。

在上述保温期间，对反应产物进行气相测定，当2,3,4-三氯硝基苯和/或苯酚盐的原料峰小于1.5%时，即视为醚化反应结束，停止保温。

S1中，在进行醚化反应时，为了进一步稳定反应过程，可以适当加入稳定剂。稳定剂可以是二甲亚砜、或氯化亚砜。

S2中，醚化液的分离纯化步骤包括：

于所述醚化液中加水洗醚化液，并维持醚化液的温度为50~110℃，最后搅拌后静置，出现液-液分层后，取醚化液用于胺化反应。

进一步优选的，醚化液的温度可以是50~85℃。

于醚化液中加入水后，一方面可以水洗醚化物；另一方面，加入水后，醚化物溶解在第二溶剂内（为有机层），并和水分层，而醚化反应过程中生成的钠盐或钾盐溶解在水中，有利于醚化物和杂质（钠盐或钾盐）的分离，从而实现对醚化物分离纯化的目的。在该过程中，醚化物和水的质量比可以是1:(1.4~1.9)；例如，醚化物和水的质量比可以是1:1.5，可以是1:1.7，还可以是1:1.85。

此外，在该分离纯化醚化物的过程中，保证醚化液的温度为50~110℃。当醚化液的温度低于50℃时，将会有醚化物自溶液中析出，形成沉淀，在后期进行胺化时又要将其重新溶解至有机溶剂中，导致操作繁琐的同时也会带来醚化物的损失。

在加入水之后，为了进一步使得更多的醚化物进入第二溶剂内，可以采用搅拌操作，搅拌时间可以是0.4~0.8 h；搅拌后静置，以使得有机层和水层充分分离，其中的静置时间可以是0.8~1.5 h。

随后将分离纯化后的醚化液进行胺化，胺化反应如式（2）所示：

，式（2）。

在步骤S3中，于醚化液中通入碱性气体后加热加压以进行胺化反应；碱性气体可以是氨气。其中，可以使得反应温度为105~115℃；例如108℃，例如111℃，例如114℃。其中，反应压力可以为2.5~3.0 MPa；例如2.65 MPa，例如2.71 MPa，例如2.78 MPa，例如2.86MPa，例如2.94MPa。其中，反应时间可以是9~15 h；例如9.8 h，例如10.4 h，例如12.6 h，例如13.4 h，例如14.8 h。反应结束后反应液中含有目标产物苯草醚。

随后进行苯草醚的分离纯化。

S3中，胺化后分离纯化的步骤包括：

排除参与胺化反应的气体后加入第二碱液后出现碱液和胺化液的分层；其中，第二碱液的加入一方面可以将多余的氨气吸收，另一方面也可以促进胺化液和碱液的分层，进而实现胺化液的分离纯化。而其中的碱液经收集后统一处理，实现去除碱液的目的。

于胺化液中加酸中和，并回收第二溶剂。其中，添加的酸为非氧化酸，可以是盐酸，盐酸的浓度可以是28~35%（wt，%）；还可以稀硫酸，硫酸的浓度可以是28~35%（wt，%）。在去除第二溶剂时，可以以减压加热的方式回收第二溶剂；减压加热时，真空度可以是0.075~0.08MPa，例如0.078 MPa；温度可以是120~125℃，例如122℃，例如124℃，在该条件下，完成第二溶剂的去除。

后降温至50~60℃时加入甲醇，后升温回流以萃取苯草醚，回流时间可以是0.4~1.0 h，例如0.5 h，例如0.74 h，例如0.89 h；最后降温至5℃以下，并离心出料。

此外，本申请中用到的原料2,3,4-三氯硝基苯可以是市售获得，也可以是经制备得到。

若是市售获得的2,3,4-三氯硝基苯，其在使用时，可以配置2,3,4-三氯硝基苯-甲苯溶液后使用，具体步骤可以为：溶剂为甲苯，溶质为2,3,4-三氯硝基苯，其中，2,3,4-三氯硝基苯和甲苯的品质288：170。

若是自制获得的2,3,4-三氯硝基苯，2,3,4-三氯硝基苯可以由包括以下步骤的合成方法合成得到：

I、将三氯苯溶解于第三溶剂内，随后滴加发烟硝酸，并使得反应温度可以为20~30℃；例如23℃，例如26℃，例如27℃。此外，在I中，滴加发烟硝酸后反应时间可以为1.5~2.5h，例如1.7 h，例如2.1 h，例如2.3 h。

II、于I的反应液中滴加水使得出现第三溶剂层和水层的分层，对获得的第三溶剂层减压蒸馏至真空度为0.07~0.08 MPa、温度为95~100℃时，降温至70~80℃即可（如真空度高于0.08 MPa，温度不变；如真空度低于0.08MPa而高于0.075 MPa时，可将温度适当提高，如真空度低于0.075MPa时，重新调试设备）。

以下表1为本申请涉及的部分原料的一种来源。

表1

需要进一步说明的是：

在本申请中涉及的醚化物收率（%）=分离纯化后醚化物的含量/理论上醚化反应后醚化物的含量×100%；其中，理论上醚化反应后醚化物的含量是以2,3,4-三氯硝基苯的实际用量为标准计算。

苯草醚收率（%）=分离纯化后苯草醚的含量/理论上胺化反应后苯草醚的含量×100%；其中，“理论上胺化反应后苯草醚的含量”是以醚化物的实际用量为标准计算。

苯草醚纯度（%）=分离纯化后的苯草醚经液相分析后苯草醚的含量/分离纯化后的苯草醚经液相分析后所有出峰物质的总量×100%。

三氯硝基苯的制备例

2,3,4-三氯硝基苯的制备方法：

I、将三氯苯240 kg（1.32 kmol）、二氯乙烷400 kg投入到2000 L的反应釜中，并将500 kg的发烟硝酸缓慢滴加至反应釜内，并保持温度在20~30℃范围内，该滴加过程大约用2 h完成。发烟硝酸滴加完毕后，在20~30℃下保温反应2 h。三氯苯和发烟硝酸反应生成2,3,4-三氯硝基苯的反应方程式见式（3）：

，式（3）。

II、随后，缓慢滴加水至反应釜中，并保持温度不超过30℃，水的添加量为800 kg。添加完毕后搅拌0.5 h，并保证温度不超过30℃，搅拌结束后静置1 h，由此出现分层现象。其中，上层为水和硝酸，下层为二氯乙烷和2,3,4-三氯硝基苯。将下层的二氯乙烷和2,3,4-三氯硝基苯的混合液置于蒸馏釜中；上层的硝酸溶液用二氯乙烷萃取后将萃取液也置于蒸馏釜中，硝酸液统一收集后统一处理。

而置于蒸馏釜内的溶液经水洗至中性后，减压蒸馏二氯乙烷，当真空度不低于0.08 MPa，温度到达100℃时，开始给蒸馏釜降温。当温度低于80℃时，加入170 kg的甲苯，并降温至40℃，得到溶解于甲苯的2,3,4-三氯硝基苯，将该溶液放入统一的铁桶中，以在醚化反应中备用。

将获得的产物经气相检测，2,3,4-三氯硝基苯的收率为96%（2,3,4-三氯硝基苯约为1.27 kmol）。

其中，气相检测的条件为：选用的是GC950气相色谱仪，选用的柱子为30QC2AC200.25 毛细管柱，柱温为120℃、气化温度280℃、检测温度280℃。检测时，取2mL样品，加2 mL二氯乙烷，随后加45 mL水，取下层进样。

实施例

实施例1

一种苯草醚的合成方法，包括以下步骤：

S1、向2000 L的反应釜中依次投入160 kg（1.71 kmol）苯酚、80 kg水、74 kg（1.85kmol）氢氧化钠、10 kg亚硫酸氢钠和600 kg甲苯后，慢慢升温回流。甲苯回流时，用甲苯带出反应釜中的水，当分出110 kg时，视为反应结束，分水完毕（该过程用时2.2 h，反应釜温度为116~118℃），反应得到苯酚钠约1.71 kmol。

随后滴加上述制备例1得到的2,3,4-三氯硝基苯溶液，使得2,3,4-三氯硝基苯的添加量为0.82 kmol（185.7 kg），大约1 h加完。然后再滴加50 kg的二甲基亚砜，滴加完毕后，保温回流6 h。保温完毕后，取样分析，原料峰应小于1.5％时即为反应结束，得到醚化物280 kg。

取样分析时，对醚化后的反应液进行气相检测。其中，采用GC950气相色谱仪进行检测，所选用的色谱柱为：30QC2AC20 0.25 毛细管柱，柱温为220℃、气化温度为280℃、检测温度为280℃。检测时取5 mL样品，加5 mL甲苯后加30 mL水，取上层进样。检测得到：2,3,4-三氯硝基苯的含量为1.45%（低于1.5%）。

S2、将醚化液分离纯化

随后加入392 kg的水，注意此时反应釜中溶液的温度不能太低（不低于50℃），温度太低时物料会析出，本实施例中此时反应釜中溶液温度为100℃。随后搅拌0.4 h后，静置0.8 h，出现液-液分层的情况：其中上层为有机相层（溶剂为甲苯，溶质为醚化物-即式（1）的反应产物，同时含有二甲亚砜），下层为水相（溶剂为水，溶质为钠盐）。分出下层水层排入废水处理系统，有机相层放入铁桶中备用。

对分离纯化后的样本进行检测，检测方法为：采用GC950气相色谱仪进行检测，所选用的是色谱柱为：30QC2AC20 0.25 毛细管柱，柱温为220℃、气化温度为280℃、检测温度为280℃。检测时取5 mL样品，加5 mL甲苯后加30 mL水，取上层进样。检测后分析得到：醚化物的收率为96%，得到醚化物0.79 kmol，268.8 kg。

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后将得到的胺化液经分离纯化后得到苯草醚。

在本实施例中具体步骤为：

将步骤S2获得的全部有机相层（溶剂为甲苯，溶质为醚化物-即式（1）的反应产物，醚化物含量约为0.79 kmol）、40 kg的水、7 kg的亚硫酸氢钠共同加入到高压反应釜中。随后通入惰性气体氮气至高压反应釜内的压力为2.0 MPa，在20 min内压力不变。然后泄压后打开循环水阀门，通入循环水进行温度控制：温度为48℃（不高于50℃），通入氨气至压力为0.48 MPa（不超过0.5 MPa）时开始胺化反应。随后继续缓慢升温至105℃，高压反应釜内的压力为2.5 MPa，随后保温9 h左右。在保温期间，保温9 h时取样分析，对样本进行气相检测（具体的检测方法为：采用GC950气相色谱仪进行检测，所选用的是色谱柱为：30QC2AC200.25 毛细管柱，柱温为220℃、气化温度为280℃、检测温度为280℃。检测时取5 mL样品，加5 mL甲苯后加30 mL水，取上层进样），结果显示：在2.8 min时出峰的醚化物的含量仅为0.95%（小于1%），则表明反应结束。反应结束时，高压反应釜的温度为34℃（在30℃~40℃以下），氨气压力为0.8±0.1 MPa（压力保持不低于0.5 MPa）。

随后，以下进行目标产物（苯草醚）的分离纯化。具体步骤为：

首先对高压反应釜进行降温，当温度为80℃时泄压，以将氨气尽量排除。随后用通入氮气至压力为1.5 MPa，通过高压的氮气将反应液打入蒸馏釜中。然后加入30 kg的20%（wt，%）氢氧化钠溶液，随后搅拌0.5 h后静置0.5 h，出现液-液分层现象：上层为苯草醚溶液（溶剂为甲苯），下层为盐溶液（溶剂为水，溶质为钠盐），将下层的盐溶液统一处理。于上层的苯草醚溶液中加入30%（wt，%）盐酸溶液，直至苯草醚溶液的pH为中性。然后减压回收甲苯：当真空度为0.09 MPa（不低于0.08 MPa），温度为124℃（不低于120℃）时，结束甲苯回收（回收完全）。随后给蒸馏釜降温至50℃，然后加入280 kg的甲醇，将苯草醚复溶至甲醇中。然后升温回流0.4 h，随后降温至4℃后出料，并离心出料。

随后取样进行液相色谱（外标法）检测，其中，流动相为甲醇：水（含0.1%磷酸，wt，%）=80:20（v/v），流动相的流速为1.0 m/s；波长为280 nm；进样量为20 µL。称取0.01 g苯草醚溶解于50 mL甲醇中进行检测即可。结果显示：在7.3 min时出峰的苯草醚的含量为99.03%，即获得的苯草醚的纯度为99.03%。并计算得到苯草醚的收率为85%。

实施例2

本实施例和实施例1的区别在于，合成苯草醚时的原料用量和工艺条件不同，具体为：

一种苯草醚的合成方法，包括以下步骤：

S1、向2000 L的反应釜中依次投入265 kg（2.82 kmol）苯酚、100 kg水、120 kg（3kmol）氢氧化钠、5 kg亚硫酸氢钠和600 kg甲苯后，慢慢升温回流。甲苯回流时，用甲苯带出反应釜中的水，当分出148 kg时，视为反应结束，分水完毕（该过程用时2 h，反应釜温度为116~118℃）。

随后滴加上述制备例得到的全部2,3,4-三氯硝基苯溶液，即2,3,4-三氯硝基苯的添加量为287.7 kg（1.27 kmol），大约1 h加完。然后再滴加60 kg的二甲基亚砜，滴加完毕后，保温回流7 h。保温完毕后，取样分析，原料峰应小于1.5％时即为反应结束。

取样分析时，对醚化后的反应液进行气相检测。检测方法同实施例1，其气相结果显示：2,3,4-三氯硝基苯的含量为1.32%（低于1.5%）。

S2、将醚化液分离纯化

随后加入740 kg的水，注意此时反应釜中溶液的温度为55℃。随后搅拌0.5 h后，静置1 h，出现液-液分层的情况。分出下层水层排入废水处理系统，有机相层放入铁桶中备用。

对分离纯化后的样本进行检测，检测方法同实施例1，检测后分析得到：醚化物的收率为95%。

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后将得到的胺化液经分离纯化后得到苯草醚。

在本实施例中具体步骤为：

将步骤S2获得的有机相层（溶剂为甲苯，溶质为醚化物-即式（1）的反应产物）、40kg的水、7 kg的亚硫酸氢钠共同加入到高压反应釜中。随后通入惰性气体氮气至高压反应釜内的压力为2.0 MPa，在20 min内压力不变。然后泄压后打开循环水阀门，通入循环水进行温度控制，通入氨气至温度为45℃（不高于50℃）、压力为0.45 MPa（不超过0.5 MPa）时开始胺化反应。随后继续缓慢升温至110℃，高压反应釜内的压力为2.7 MPa，随后保温12 h。在保温期间，保温12 h时取样分析，对样本进行气相检测，检测方法同实施例1，其气相结果显示：醚化物的含量为仅为0.9%（小于1%），则表明反应结束。反应结束时，高压反应釜的温度为36℃（在30℃~40℃以下），氨气压力为0.7±0.1 MPa（压力保持不低于0.5 MPa）。

随后，以下进行目标产物（苯草醚）的分离纯化。具体步骤为：

首先对高压反应釜进行降温，当温度为80℃时泄压，以将氨气尽量排除。随后用通入氮气至压力为1.5 MPa，通过高压的氮气将反应液打入蒸馏釜中。然后加入30 kg的20%（wt，%）氢氧化钠溶液，随后搅拌0.5 h后静置0.5 h，出现液-液分层现象：上层为苯草醚溶液（溶剂为甲苯），下层为盐溶液（溶剂为水，溶质为钠盐），将下层的盐溶液统一处理。于上层的苯草醚溶液中加入30%（wt，%）盐酸溶液，直至苯草醚溶液的pH为中性。然后减压回收甲苯：当真空度为0.085 MPa（不低于0.08 MPa），温度为123℃（不低于120℃）时，结束甲苯回收（回收完全）。随后给蒸馏釜降温至55℃，然后加入300 kg的甲醇，将苯草醚复溶至甲醇中。然后升温回流0.5 h，随后降温至4℃后出料，并离心出料。

随后取样进行液相色谱（外标法）检测，检测方法同实施例1，其液相色谱结果如图1所示：苯草醚的含量为99.91%。即获得的苯草醚的纯度为99.91%。并计算得到苯草醚的收率为88%。

实施例3

本实施例和实施例1的区别在于，合成苯草醚时的原料用量和工艺条件不同，具体为：

一种苯草醚的合成方法，包括以下步骤：

S1、配置2,3,4-三氯硝基苯-甲苯溶液：溶剂为甲苯，溶质为2,3,4-三氯硝基苯，其中，2,3,4-三氯硝基苯和甲苯的质量比为288：170。

向反应釜中依次投入298 kg（3.17 kmol）苯酚、140 kg水、128 kg（3.2 kmol）氢氧化钠、10 kg亚硫酸氢钠和710 kg甲苯后，慢慢升温回流。甲苯回流时，用甲苯带出反应釜中的水，当分出192 kg时，视为反应结束，分水完毕（该过程用时2.5 h，反应釜温度为116~118℃）。

随后滴加上述制备得到的2,3,4-三氯硝基苯溶液，使得2,3,4-三氯硝基苯添加量为287.7 kg（1.27 kmol），大约1 h加完。然后再滴加80 kg的二甲基亚砜，滴加完毕后，保温回流9 h。保温完毕后，取样分析，原料峰应小于1.5％时即为反应结束。

取样分析时，对醚化后的反应液进行气相检测。检测方法同实施例1，检测结果为：2,3,4-三氯硝基苯的含量为1.41%（低于1.5%），得到醚化物433.7 kg（1.27 kmol）。

S2、将醚化液分离纯化

随后加入810 kg的水，注意此时反应釜中溶液的温度为50℃。随后搅拌0.5 h后，静置1 h，出现液-液分层的情况。分出下层水层排入废水处理系统，有机相层放入铁桶中备用。

对分离纯化后的样本进行检测，检测方法同实施例1，检测后分析得到：醚化物的收率为96%。

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后将得到的胺化液经分离纯化后得到苯草醚。

在本实施例中具体步骤为：

将步骤S2获得的有机相层（溶剂为甲苯，溶质为醚化物-即式（1）的反应产物，醚化物为1.22 kmol，416.4 kg）、45 kg的水、13 kg的亚硫酸氢钠共同加入到高压反应釜中。随后通入惰性气体氮气至高压反应釜内的压力为2.0 MPa，在20 min内压力不变。然后泄压后打开循环水阀门，通入循环水进行温度控制，通入氨气至温度为48℃（不高于50℃）、压力为0.48 MPa（不超过0.5 MPa）时开始胺化反应。随后继续缓慢升温至115℃，高压反应釜内的压力为3.0 MPa，随后保温15 h左右。在保温期间，保温13.5 h时取样分析，对样本进行气相检测，检测方法同实施例1，结果显示：醚化物的含量仅为0.85%（小于1%），则表明反应结束。反应结束时，高压反应釜的温度为30℃（在30℃~40℃以下），氨气压力为0.65±0.1 MPa（压力保持不低于0.5 MPa）。

随后，以下进行目标产物（苯草醚）的分离纯化。具体步骤为：

首先对高压反应釜进行降温，当温度为80℃时泄压，以将氨气尽量排除。随后用通入氮气至压力为1.5 MPa，通过高压的氮气将反应液打入蒸馏釜中。然后加入30 kg的20%（wt，%）氢氧化钠溶液，随后搅拌0.5 h后静置0.5 h，出现液-液分层现象：上层为苯草醚溶液（溶剂为甲苯），下层为盐溶液（溶剂为水，溶质为钠盐），将下层的盐溶液统一处理。于上层的苯草醚溶液中加入30%（wt，%）盐酸溶液，直至苯草醚溶液的pH为中性。然后减压回收甲苯：当真空度为0.090 MPa（不低于0.08 MPa），温度为127℃（不低于120℃）时，结束甲苯回收（回收完全）。随后给蒸馏釜降温至60℃，然后加入300 kg的甲醇，将苯草醚复溶至甲醇中。然后升温回流0.5 h，随后降温至4℃后出料，并离心出料。

随后取样进行液相色谱（外标法）检测，检测方法同实施例1，结果显示：苯草醚的含量为99.24%，即获得的苯草醚的纯度为99.24%，并计算得到苯草醚的收率为80%。

实施例4

本实施例和实施例2的区别在于：在S1中进行醚化反应时，回流时间为5 h，即，在滴加完二甲亚砜后，保温回流5 h，其它同实施例2。

保温完毕后，取样分析，对醚化后的反应液进行气相检测。检测方法同实施例2，检测结果为：2,3,4-三氯硝基苯的含量为12.62%（高于1.5%），所以还有部分2,3,4-三氯硝基苯为未完全反应。

实施例5

本实施例和实施例4区别在于：在S1中进行醚化反应时，在5 h时检测样本后继续进行醚化反应，使得回流时间为13 h，即，在滴加完二甲亚砜后，保温回流13 h，步骤S1中的其它步骤同实施例4。

保温完毕后，取样分析，对醚化后的反应液进行气相检测。检测方法同实施例4，检测结果为：2,3,4-三氯硝基苯的含量为1.02%（低于1.5%），所以认为2,3,4-三氯硝基苯为完全反应。

随后进行S2的将醚化液分离纯化的操作，具体步骤同实施例4；并对分离纯化后的样本进行检测，检测方法同实施例4，检测后分析得到：醚化物的收率为87%。这一结果表明，当醚化反应时间过长时，将使得部分醚化物进一步反应生成其他杂质，导致醚化物的收率不高。

然后用分离纯化得到的含有醚化物的有机相进行S3步骤，具体步骤同实施例4，最后检测分析得到：苯草醚的收率为79%，纯度为97.94%。

实施例6

本实施例和实施例2的区别在于：在S2中自醚化液中分离纯化醚化物时，加水后醚化液的温度为48℃，步骤S1和S2中的其它步骤同实施例2。

在该温度下发现，会有逐渐开始有醚化物的析出，固体的醚化物沉淀至下层的水相，而沉淀至水相的醚化物含有杂质，并且水相中的醚化物在回收时需要经固-液分离、并再次溶解至有机相，以便进行下一步的反应。但是这样的操作，不仅使得工艺更加繁琐，得到的醚化物的纯度也不高，从高影响最后苯草醚的收率和纯度。而上层的有机相中的醚化物的收率仅为85%。

用上层的含有醚化物的溶液进行进行S3步骤，具体步骤同实施例2，最后检测分析得到：苯草醚的收率为87%，纯度为99.86%。

实施例7

本实施例和实施例2的区别在于：在S2中自醚化液中分离纯化醚化物时，加水后醚化液的温度为75℃，步骤S1、S2和S3中的其它步骤同实施例2。

检测结果为：S1中，醚化反应后2,3,4-三氯硝基苯的残留量为1.35%（低于1.5%），所以认为2,3,4-三氯硝基苯为完全反应。S2中，自醚化液中分离纯化醚化物后醚化物的收率为98%。S3中胺化反应后醚化物的残留量为0.80%；自胺化液中分离纯化胺化物后苯草醚的收率为90%；苯草醚的纯度为99.93%。

实施例8

本实施例和实施例7的区别在于：在S3中胺化反应时温度为120℃，步骤S1、S2和S3中的其它步骤同实施例7。

检测结果为：S1中，醚化反应后2,3,4-三氯硝基苯的残留量为1.34%（低于1.5%），所以认为2,3,4-三氯硝基苯为完全反应。S2中，自醚化液中分离纯化醚化物后醚化物的收率为98%。S3中胺化反应后醚化物的残留量为0.86%；自胺化液中分离纯化胺化物后苯草醚的收率为78%；苯草醚的纯度为98.09%。

这一结果表明，过高的反应温度使得胺化反应的产物不仅为苯草醚，还有别的反应产物，该杂质产物使得苯草醚的收率和纯度均降低。

以上具体实施例的设置整理后，结果如表2所示。

表2

注：表格中“-”表示，该实施例中，该参数对应的实施步骤没有进行，因此没有相关工艺参数的显示。

实施例1-8的相关检测资料的结果整理后，具体见表3。

表3

注：表格中“-”表示，该实施例中，该检测操作没有进行。

从表3的检测结果中看出，本申请获得的苯草醚的纯度为98.09~99.93%，苯草醚的收率为78~90%。从实施例2和实施例4的数据结果看出，醚化反应时，反应时间不应低于6 h，否则会有部分的反应原料2,3,4-三氯硝基苯的残留。而从实施例2和实施例5的数据结果看出，醚化反应的时间也不应过长，否则，反应产物不仅仅有醚化物，还会有别的杂质产物，显著影响醚化物的收率。而醚化反应中，杂质含量增多时，最终影响苯草醚的收率（低至79%）和纯度（低至97.94%）。而从实施例6和实施例2的对比结果看出，在对醚化液分离纯化时，加水后醚化液的温度为48℃（低于50℃）时，将会有部分醚化物析出，从而显著减少了醚化物的回收率，使得醚化物的回收率仅仅为85%。

而从实施例7和实施例2的对比结果看出，在对醚化液分离纯化时，加水后醚化液的温度为85℃（低于50℃）时，醚化物的回收率也保持在较高的水平，为98%。而后最终得到的苯草醚的收率高达90%，纯度为99.93%。而从实施例8和实施例2的对比结果看出，胺化反应的温度过高（高于110℃）时，将直接影响苯草醚的收率和纯度：最终得到的苯草醚的收率仅为78%，纯度为98.09%。

本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (7)

1.一种苯草醚的合成方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将溶解有苯酚的第一溶剂和第一碱液混合后，反应生成含有苯酚盐的苯酚盐溶液；将苯酚盐溶液除水后，和溶解有2,3,4-三氯硝基苯的第二溶剂混合接触，随后保温回流，得到含有醚化物的醚化液；所述第一溶剂为甲苯，所述第二溶剂为甲苯，所述第一碱液中的碱为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或者碳酸钾；苯酚和第一碱液反应时，还添加有保护剂，所述保护剂为亚硫酸氢钠；苯酚盐溶液除水后用于醚化反应时，还添加有稳定剂，所述稳定剂为二甲亚砜；

S2、对醚化液分离纯化；

S3、将分离纯化后的醚化液胺化，随后自得到的胺化液中分离纯化得到苯草醚；S1中，醚化过程中，保温回流的时间为6~12 h；

S3中，胺化反应中添加有碱性气体进行胺化反应，反应温度为105~115℃，反应压力为2.5~3.0 MPa；所述碱性气体为氨气。

2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述2,3,4-三氯硝基苯和所述苯酚盐的摩尔比为1：2.1~2.5。

3.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，S2中，醚化液的分离纯化步骤包括：

于所述醚化液中加水洗醚化液，并维持醚化液的温度为50~110℃，最后搅拌后静置，出现液-液分层后，取醚化液用于胺化反应。

4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，S3中，胺化后分离纯化的步骤包括：

排除碱性气体后，于胺化液中加酸中和并回收第二溶剂，后降温至50~60℃时加入甲醇，后升温回流以萃取苯草醚，最后降温至5℃以下，并离心出料。

5.根据权利要求4所述的合成方法，其特征在于，以减压加热的方式回收所述第二溶剂；当真空度不低于0.08 MPa，温度不低于120℃时即为所述第二溶剂被蒸干。

6.根据权利要求1-5任一所述的合成方法，其特征在于，所述2,3,4-三氯硝基苯由包括以下步骤的方法合成得到：

I、将三氯苯溶解于第三溶剂内，随后滴加发烟硝酸，并保持反应温度为20~30℃，所述第三溶剂为二氯乙烷；

II、于I的反应液中滴加水使得出现第三溶剂层和水层的分层，对获得的第三溶剂层减压蒸馏至真空度为0.07~0.08 MPa、温度为95~100℃时，降温至70~80℃即可。

7.根据权利要求6所述的合成方法，其特征在于，滴加发烟硝酸后反应时间为1.5~2.5h。