CN115490617B - 一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，该工艺在氮气保护下，以(R)‑2‑(4‑羟基苯氧基)丙酸为原料，加入还原金属催化剂，与3,4‑二氟苯腈在碱性条件下醚化反应生成中间体(R)‑2‑[4‑(2‑氟‑4‑腈基)‑苯氧基]‑丙酸；向中间体加入两种混合催化剂，与氯代正丁烷酯化反应生成氰氟草酯原药；回收套用氯代正丁烷，降低成本，本发明工艺路线简单，具有反应速率快、含量高、光纯高、收率高、成本低、安全性强等优点，产品外观颜色更白，且废盐组分简单，便于副产品钾盐氯化钾‑氟化钾或钠盐氯化钠‑氟化钠的回收利用，是一条选择性高、经济性强、对环境友好的绿色工艺，对工业生产有巨大的指导意义。
Description
技术领域
本发明属于农药原药生产领域，具体涉及一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺。
背景技术
我国是世界第二大水稻生产国，目前，我国水稻生产中以磺酰脲和酰胺类除草剂为主药剂而产生的抗性问题日益严重；丁草胺和苯噻酰草胺等老药剂虽使用多年，但仍是各地水稻生产中的主要药剂品种，其对水生生物的毒性问题不容小觑，因此，水稻田中的杂草千金子、稗草等发生面积增加，危害加剧。
氰氟草酯主要用于水稻田除草，是苗后茎叶处理剂，对千金子高效，对低龄稗草有一定的防效，还可防除、马唐、双穗雀稗、狗尾草、牛筋草、看麦娘等；对莎草科杂草和阔叶杂草无效。具有对水稻高毒安全，防除范围较宽，适用范围广、施药适期宽，强渗透力，吸收快等特点。同时，氰氟草酯是非常适合用作飞防喷药的品种，随着飞防喷药技术的大力推广及发展，相信未来氰氟草酯的表现值得期待。
氰氟草酯(cyhalofop-butyl)，商品名为千金，化学名称为(R)-2-[4-(4-氰基-2-氟苯氧基)苯氧基]酸丁酯，是道化学公司(现陶氏益农公司)开发的芳氧苯氧丙酸类内吸传导型除草剂，为脂肪酸合成抑制剂。其化学机构中，与苯氧基相连的丙酸基团上的碳原子为不对称碳原子，具有光学活性，其中R-对映体为生物活性异构体，而S-对映体基本无除草活性。结构式为：
目前，氰氟草酯的合成方法主要采用的是化学合成法，制备涉及醚化反应和酯化反应，其关键中间体为(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸(以下简称DHPPA)和3,4-二氟苯腈，根据酯化反应原料可将合成路线分为正丁醇路线(以下简称路线1)、卤代正丁烷路线(以下简称路线2)两条：
路线一：以DHPPA、3,4-二氟苯腈、正丁醇为原料：
中国专利申请CN109651140A公开了一种氰氟草酯原药的合成方法，其采用先酯化后醚化方案，先以DHPPA和正丁醇酯化反应得到中间体(R)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸丁酯，再与3,4-二氟苯腈在无机碱、催化剂条件下醚化反应得到氰氟草酯，该工艺醚化反应副产物多，产品收率约93％，光纯仅为95％。
中国专利申请CN209010418U公开了一种氰氟草酯生产线，其采用先醚化后酯化方案，先以DHPPA和3,4-二氟苯腈在无机碱条件下醚化反应得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，再与正丁醇酯化反应得到氰氟草酯。该工艺缺点是中间体钾盐需要先加水溶解，再加酸调节pH至3～5，才能生成所需中间体(R)-2-[(4-(2-氟-4腈基)-苯氧基]-丙酸，过滤得到中间体湿品需要回流分水才能进行酯化反应，酸性高盐废水溶剂回收率低，工艺比较繁琐。
中国专利申请CN111454173A在CN209010418U工艺基础上先过滤分离钾盐，将滤液脱除DMF，再加水中和、甲苯萃取(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，然后加入对甲苯磺酸和正丁醇酯化反应得到氰氟草酯。该工艺操作复杂，需要多次负压浓缩，设备投入大，大量酸性废水处理成本高。
中国专利申请CN112607939A、中国专利CN102584627B在专利申请CN209010418U的基础上公开了一种氰氟草酯原药的合成方法，采用醚化-氯化-酯化方案，先以DHPPA、3,4-二氟苯腈在无机碱、催化剂条件下醚化反应生成中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸，再与氯化试剂(氯化亚砜、光气)反应生成中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酰氯，最后与正丁醇酯化反应得到氰氟草酯。该工艺路线长，而且使用氯化试剂，大量酸性尾气需要碱吸收处理。
路线二：以DHPPA、3,4-二氟苯腈、卤代正丁烷为原料：
中国专利CN107253912B公开了氰氟草酯的合成方法，采用先酯化后醚化的方案，先以DHPPA和溴代正丁烷在无机碱条件下酯化反应生成中间体R-2-(4-羟基苯氧基)丙酸丁酯，再与3,4-二氟苯腈经醚化反应得到氰氟草酯。该工艺全流程均在85～95℃反应，醚化过程中反应产生水，产物氰氟草酯在高温下易水解及消旋，因此，产品的光纯及收率较低，收率与92％，光纯约97.5％，废盐组分多，含有氯化钾、氟化钾、溴化钾、碳酸钾及碳酸氢钾，若醚化反应时为了防止氧化而加入亚硫酸钠，则废盐中还会有硫酸钠、亚硫酸钠和氯化钠，回收副产品困难，虽然其中的氟化钾可通过氯化钙反应生成氟化钙沉淀去除，同时氟化钙可作为副产，但含溴的无机盐几乎都溶于水，无法与氯化钾完全分离。
中国专利申请CN111377831A公开了一种除草剂氰氟草酯的制备方法，采用先醚化后酯化的方案，直接以(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸与氯代正丁烷酯化反应得到氰氟草酯，其采用二甲亚砜做溶剂，沸点高(189℃)，后处理蒸馏脱溶温度高，能耗大，会使部分产品消旋；酯化反应采用氢氧化钾作缚酸剂，氯代正丁烷回流分水反应，反应体系碱性强，长时间反应产品易消旋，且氯丁烷易挥发、难回收、消耗大；因此，采用此工艺方案，氰氟草酯产品的光纯含量低，仅为95～98％，总酯有效含量只有91.5～96％，远低于氰氟草酯市场销售含量。
此外还查到合成路线三：以对苯二酚与3,4-二氟苯腈反应得到3-氟-4-(4-羟基苯氧基)苯腈，然后与(S)-2-(4-甲基苯磺酰氧基)丙酸丁酯反应得到氰氟草酯，中国专利申请CN113816873A采用此路线，主要有两个缺点：一是3,4-二氟苯腈与对苯二酚反应容易产生副产物，总收率只有90％左右，3,4-二氟苯腈消耗高、价格昂贵，该路线成本高；二是含对甲苯磺酸的三废处理困难。
发明内容
本发明的目的在于提供一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，工艺路线简单，反应条件温和，反应速率快，含量为98％，收率在96.5％～97.0％，光纯含量＞99.7％，成本低、安全性强等优点，比不加醚化催化剂产品及市售产品的外观颜色更白，且废盐组分简单，便于副产品的回收利用，是一条选择性高、经济性强、对环境友好的绿色工艺，对工业生产有巨大的指导意义。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，包括以下步骤：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入极性非质子溶剂、DHPPA和还原金属催化剂，再分批加入无机碱缚酸剂，然后加入3,4-二氟苯腈；所述极性非质子溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)和N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种；
升温至95～100℃反应3～6小时，得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤1)得到的中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液中加入混合催化剂，再滴加氯代正丁烷，滴毕后升温至75～80℃，反应4～7小时，反应结束；其中，所述混合催化剂由组分一与组分二按质量比为0.3～3:1组成，组分一是溴化钾和碘化钾中的一种，组分二是四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、PEG-800或18冠-6中的一种；
反应结束后降温至30～40℃，过滤反应液，用所述极性非质子溶剂淋洗滤饼；向滤饼加入溶剂，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用溶剂淋洗滤饼；干燥滤饼后回收溶剂，合并两次滤液，先减压蒸出10～15％作为前馏分，真空度高于0.098MPa，温度低于65℃；再继续减压蒸馏回收溶剂，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药；
3)回收氯代正丁烷
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入10～40％的工艺水，先常压精馏蒸出前馏分，前馏分分液，回收氯代正丁烷套用至后续生产批次的步骤2)酯化反应，真空精馏蒸出过渡馏分，将过渡馏分套用至后续生产中的精馏步骤；剩余溶剂降温至40℃以下，套用至后续生产中的步骤1)醚化反应和步骤2)酯化反应。
优选地，所述步骤1)中极性非质子溶剂是N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、N,N-二甲基乙酰胺(DMAC)或N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种。
优选地，所述步骤1)中的催化剂是锌粉、镍粉、锡粉、铁粉中的一种。
进一步，所述步骤1)中所述催化剂与DHPPA的质量比为0.005～0.015:1。
优选地，所述步骤1)中的缚酸剂无机碱是碳酸钾或碳酸钠。
进一步，所述步骤1)中的缚酸剂无机碱与DHPPA的摩尔比为2.0～2.6。
优选地，所述步骤1)中3,4-二氟苯腈与DHPPA的摩尔比为1.05～1.15。
优选地，所述步骤2)中的混合催化剂中的组分一与步骤1)中DHPPA的质量比为0.005～0.015:1；组分二与步骤1)中DHPPA的质量比为0.005～0.015:1。
优选地，所述步骤2)中氯代正丁烷与步骤1)中DHPPA的摩尔比为1.5～2.0:1。
优选地，所述步骤2)的反应温度为75～80℃。
优选地，所述步骤2)中蒸出的前馏分比例为混合滤液重量的10～15％。
优选地，所述步骤3)中加入工艺水的比例为前馏分总重量的10～40％。
本发明步骤2)中的混合催化剂是由两种组分简单混合得到，在酯化反应中使用该混合催化剂，其中的组分一可提高醚化中间体活性，加快中间体转化速率；酯化反应为固液两相体系，组分二为相转移催化剂或分散剂，可改变酯化体系分散状态，提高醚化中间体与氯代正丁烷之间的接触面积，加快反应速率；与不加催化剂相比，加入此混合催化剂后，可以降低反应温度，同时缩短反应时间；混合催化剂中两种组分最优配比条件下，反应时间由8～9小时缩短至4～7小时，最终氰氟草酯产品光纯由99.2％提高至99.7％。
本发明的步骤2)中采用氯代正丁烷为卤代物，配合所述的混合催化剂，能避免因使用氯代正丁烷时因活性降低带来的产品光纯低的问题，可将氰氟草酯的光纯含量提高至99％以上；该条件酯化后废盐组成简单，废盐处理仅涉及两种废盐氯化钾-氟化钾或氯化钠-氟化钠，容易分离，避免了使用溴代正丁烷时加盐酸中和生成溴化钾或溴化钠，与前述产生的氯化钾-氟化钾或氯化钠-氟化钠难以分离；且氯代正丁烷成本仅为溴代正丁烷的三分之一左右，在获得符合要求的99％光纯含量产品的同时，大幅降低了生产成本；而过量的氯代正丁烷回收率约50％，进一步降低生产成本。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明中，在醚化反应时加入还原金属，其既为催化剂，缩短了醚化反应时间；又是还原剂，降低了原药产品的色度，使得产品外观颜色更白；废盐组成简单，更有利于副产品氯化钾/氯化钠和氟化钾/氟化钠的回收和套用。
本发明的酯化反应中采用混合催化剂，降低了反应温度、缩短反应时间，共同作用下减少了产品的水解及消旋，提高了产品的光纯和收率，产品光纯＞99.7％，收率为96.5％～97.0％。
本发明的制备工艺产品收率高，原料回收率高，废盐制为副产品外售或套用，是一条选择性高、经济性强、对环境友好的绿色工艺，酯化反应中氯代正丁烷成本仅为溴代正丁烷的三分之一左右，且本发明的氯代正丁烷可回收套用，回收率高达89％，与现有工艺相比，明显降低了工艺的原材料成本。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步说明。
实施例1
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)、锡粉0.25g，再缓慢加入碳酸钠70g(0.65mol)，然后加入3,4-二氟苯腈43g(0.30mol)，升温95～100℃反应5～6小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤1)得到的中间体中加入碘化钾0.75g、苄基三乙基氯化铵0.25g，滴加氯代正丁烷38.5g(0.41mol)，滴毕后升温至75～80℃反应6～7小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率96.2％，含量97.7％，光纯99.5％，色度17。
3)回收氯代正丁烷
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入10％的工艺水，常压130～135℃精馏蒸出前馏分，对前馏分进行分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约85.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
实施例2
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)、铁粉0.50g，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温95～100℃反应4～5小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中加入碘化钾0.50g、四丁基溴化铵0.50g，滴加氯代正丁烷46.0g(0.49mol)，滴毕后升温至75～80℃反应4～5小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率96.5％，含量98.0％，光纯99.7％，色度25。
3)回收氯代正丁烷
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入25％的工艺水，常压113～116℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约88.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
实施例3
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)、锌粉0.60g，再缓慢加入碳酸钾90g(0.64mol)，然后加入3,4-二氟苯腈42g(0.29mol)，升温95～100℃反应3～4小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤1)得到的中间体中加入碘化钾0.25g、PEG-800 0.75g，滴加氯代正丁烷43.5g(0.46mol)，滴毕后升温至75～80℃反应6～7小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率96.4％，含量97.6％，光纯99.5％，色度18。
3)氯代正丁烷回收
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入40％的工艺水，常压105～110℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约89.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
实施例4
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)、镍粉0.40g，再缓慢加入碳酸钠75g(0.69mol)，然后加入3,4-二氟苯腈45g(0.31mol)，升温95～100℃反应4～5小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中加入溴化钾0.50g、18冠6 0.5g，滴加氯代正丁烷41.0g(0.43mol)，滴毕后升温至75～80℃反应6～7小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率96.3％，含量97.6％，光纯99.5％，色度19。
3)氯代正丁烷回收
将步骤(2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入17％的工艺水，常压122～125℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约86.5％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
实施例5
一种低成本高光纯含量氰氟草酯的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)、铁粉0.75g，再缓慢加入碳酸钾87.5g(0.62mol)，然后加入3,4-二氟苯腈44g(0.31mol)，升温95～100℃反应4～5小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤1)得到的中间体中加入溴化钾0.25g、PEG-800，滴加氯代正丁烷48.5g(0.51mol)，滴毕后升温至75～80℃反应5～6小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率96.1％，含量97.8％，光纯99.6％，色度，23。
3)氯代正丁烷回收
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入32％的工艺水，常压108～113℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约89.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
对比例1
一种除草剂氰氟草酯原药的制备工艺，具体步骤包括：
1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温95～100℃反应7～8小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中滴加氯代正丁烷46.0g(0.49mol)，滴毕后升温至80～85℃反应8～9小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率94.0％，含量97.0％，光纯98.5％，色度300。
3)回收氯代正丁烷
将步骤2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入25％的工艺水，常压114～116℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约88.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
对比例2
(1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温95～100℃反应7～8小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
(2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中滴加氯代正丁烷46.0g(0.49mol)，滴毕后升温至80～85℃反应8～9小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率94.0％，含量97.0％，光纯98.5％，色度200。
(3)氯代正丁烷回收
将步骤(2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入25％的工艺水，常压114～116℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约88.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
对比例3
一种除草剂氰氟草酯原药的制备工艺，具体步骤包括：
(1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温95～100℃反应5～10小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
(2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中加入碘化钾0.50g，滴加氯代正丁烷46.0g(0.49mol)，滴毕后升温至80～85℃反应7～8小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率94.8％，含量96.5％，光纯98.2％，色度180。
(3)氯代正丁烷回收
将步骤(2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入25％的工艺水，常压114～116℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约88.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
对比例4
一种除草剂氰氟草酯原药的制备工艺，具体步骤包括：
(1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温95～100℃反应5～10小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
(2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中加入四丁基溴化铵0.5g，滴加氯代正丁烷46.0g(0.49mol)，滴毕后升温至80～85℃反应5～6小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率95.1％，含量96.4％，光纯98.5％，色度150。
(3)回收氯代正丁烷
将步骤(2)蒸出的前馏分合并一定批次后，加入25％的工艺水，常压114～116℃精馏蒸出前馏分，前馏分分液，氯代正丁烷含量99.3％、水分0.1％，回收率约88.0％；降温至40～50℃，带真空，真空度＞0.095MPa，＜85℃精馏过渡馏分，剩余DMF水分＜0.5％。
对比例5
(1)醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入DMF 200mL、DHPPA 50g(0.27mol)，再缓慢加入碳酸钾85g(0.60mol)或碳酸钠85g(0.79mol)，然后加入3,4-二氟苯腈41g(0.29mol)，升温90～95℃反应10小时得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-腈基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50～60℃；
(2)酯化反应
向步骤(1)得到的中间体中滴加溴代正丁烷42.0g(0.30mol)，滴毕后升温至60～65℃反应4～5小时得到氰氟草酯反应液，反应结束后降温至30～40℃，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼加入DMF 200mL，升温至40～50℃打浆1～2小时，过滤，用DMF 30mL淋洗滤饼；滤饼去干燥回收DMF；两次滤液合并，先减压蒸出约10～15％作为前馏分，再继续减压蒸馏回收DMF，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药，收率95.0％，含量97.0％，光纯99.7％，色度100。
本对比例产生含氯化钾-氟化钾-溴化钾或氯化钠-氟化钠-溴化钠，以及碳酸钾-碳酸氢钾或/碳酸钠-碳酸氢钠等组分的废盐，无法回收副产品氯化钾-氟化钾或氯化钠-氟化钠，只能作为危废处理，生产成本高。
Claims (4)
1.一种氰氟草酯的制备工艺，包括以下步骤：
1）醚化反应
氮气保护下，依次向干燥的反应瓶中投入极性非质子溶剂、DHPPA和还原金属催化剂，再分批加入无机碱缚酸剂，然后加入3,4-二氟苯腈；所述极性非质子溶剂选自N,N-二甲基甲酰胺、N,N-二甲基乙酰胺和N-甲基吡咯烷酮中的一种；所述还原金属催化剂与DHPPA的质量比为0.005~0.015:1；所述还原金属催化剂为镍粉、锡粉、铁粉中的一种；所述DHPPA为（R）-2-（4-羟基苯氧基）丙酸；
升温至95~100℃反应3~6小时，得到中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-氰基-苯氧基)-苯氧基]-丙酸反应液，反应结束后降温至50~60℃；
2）酯化反应
向步骤1）得到的中间体(R)-2-[4-(2-氟-4-氰基-苯氧基)-苯氧基]-丙酸反应液中加入混合催化剂，再滴加氯代正丁烷，滴毕后升温至75~80℃，反应4~7小时，反应结束；其中，所述混合催化剂由组分一与组分二按质量比0.3~3:1组成，组分一是溴化钾和碘化钾中的一种，组分二是四丁基溴化铵、苄基三乙基氯化铵、PEG-800或18-冠-6中的一种；所述组分一与步骤1）中DHPPA的质量比为0.005~0.015:1；组分二与步骤1）中DHPPA的质量比为0.005~0.015:1；
反应结束后降温至30~40℃，过滤反应液，用所述极性非质子溶剂淋洗滤饼；向滤饼加入溶剂，升温至40~50℃打浆1~2小时，过滤，用溶剂淋洗滤饼；干燥滤饼后回收溶剂，合并两次滤液，先减压蒸出混合滤液总重量的10~15%作为前馏分，真空度高于0.098MPa，温度低于65℃；再继续减压蒸馏回收溶剂，然后加入工艺水，水洗至中性，最后升温脱水得到氰氟草酯原药；
3）回收氯代正丁烷
将步骤2）蒸出的前馏分合并一定批次后，加入前馏分总重量10~40%的工艺水，先常压精馏蒸出前馏分，前馏分分液，回收氯代正丁烷套用至后续生产批次的步骤2）酯化反应，真空精馏蒸出过渡馏分，将过渡馏分套用至后续生产中的精馏步骤；剩余溶剂降温至40℃以下，套用至后续生产中的步骤1）醚化反应和步骤2）酯化反应。
2.根据权利要求1所述氰氟草酯的制备工艺，其特征在于，所述步骤1）中无机碱缚酸剂是碳酸钾、碳酸钠中的一种。
3.根据权利要求1所述氰氟草酯的制备工艺，其特征在于，所述步骤1）中的无机碱缚酸剂与DHPPA的摩尔比为2.0~2.4：1， 3,4-二氟苯腈与DHPPA的摩尔比为1.05~1.15：1。
4.根据权利要求1所述氰氟草酯的制备工艺，其特征在于，所述步骤2）的反应温度为75~80℃，氯代正丁烷与步骤1）中DHPPA的摩尔比为1.5~2.0:1。
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