CN1676516A - 工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法 - Google Patents

工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法,它是以三氯乙醛为反应起点的,在该制备方法中包括四个步骤:步骤一为氧化、酯化反应,将三氯乙醛氧化得三氯乙酸,然后与工业甲醇酯化得三氯乙酸甲酯;步骤二为加成反应,三氯乙酸甲酯和丙烯腈在催化剂(碘化亚铜)的作用下即可得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯;步骤三为环合反应2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯与氯化氢反应得到四氯吡啶;步骤四为水解反应,将四氯吡啶与氢氧化钠溶液水解得三氯吡啶醇钠;该方法所得三氯吡啶醇钠不仅品质纯,含量为89%-95%,总收率高,约为75%左右,而且成本低,只有进口产品的80%,同时污染排放轻,其排放量只有“一步法”的50%。

Description

工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法
技术领域:
本发明涉及一种工业化制备三氯吡啶醇钠的方法,以三氯乙醛为反应起点。
背景技术:
三氯吡啶醇钠是生产“毒死蜱”的中间体,“毒死蜱”是一种高效低毒杀虫剂。目前,农业部在第322号公告中已明确规定:从2004年6月30日起,禁止甲胺磷等5种高毒杀虫农药在国内使用和销售,“毒死蜱”是这些农药的首选替代品。目前三氯吡啶醇钠的制备通常采用“一步法”获得,这种制备方法是:将三氯乙酰氯、硝基苯、丙烯腈和催化剂(CuCl)置于反应釜中,它们的重量配比为1∶2∶0.35∶0.005,升温回流至130℃-150℃,保温8小时后,冷却至30℃左右,滴加30%NaOH溶液至PH值9-10,再冷却至20℃,采用离心分离即可得到固体物三氯吡啶醇钠。在上述方法中,不仅排放物中含有多种污染物质,而且在所得物中很难去除其它杂质,要提高其纯度必须进行二次提纯。实践证明:该制备方法污染重;品质差,其纯度只有80%左右;收率低,约50%-60%左右;成本高。目前国内生产“毒死蜱”所需的三氯吡啶醇钠几乎全部依靠进口,其主要产地在印度。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法
本发明包括如下四个步骤:
步骤一:氧化、酯化反应
将三氯乙醛、二氯乙烷(溶剂)置于反应釜内,在搅拌状态下滴加双氧水,其加入量为三氯乙醛摩尔数的1-2倍,滴加时间约为30-60分钟,使三氯乙醛氧化,然后脱水,脱水后蒸出溶剂,其反应方程式为:
在残留物中加入工业甲醇、浓硫酸和对甲苯磺酸(催化剂),在60℃-90℃范围内保温8-10小时,保温结束后进行水处理,将生成物中的酯进行蒸馏,脱去前馏得纯度为90%-97%的三氯乙酸甲酯,其收率在85%-95%。
其反应方程式为:
步骤二:加成反应
将步骤一所获得的三氯乙酸甲酯和催化剂(碘化亚铜)放入另一反应釜中,催化剂的加入量为三氯乙酸甲酯重量的1‰-5‰,在搅拌状态下滴加丙烯腈(约2小时),温度升至120℃-150℃,三氯乙酸甲酯和丙烯腈的摩尔比为2∶1-1∶1,待回流反应完毕后,蒸馏出过量的三氯乙酸甲酯,即可得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯,其含量为90%-95%,收率为90%-98%,其反应方程式为:
步骤三:环合反应
将步骤二所获得的2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯和三氯氧磷、水置于压力釜中,2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯和三氯氧磷的摩尔比为1∶1-1∶2,水的加入量是反应物总重量的1‰-5‰,升温至150℃-170℃,反应约1-3小时,反应结束后蒸出过量的三氯氧磷得到四氯吡啶,其含量为93%-96%,收率为93%-98%,其反应式为:
Figure A20041001448000061
步骤四:水解
将步骤三所获得的四氯吡啶与15%-30%的氢氧化钠溶液加入反应釜中,两者的摩尔比为1∶2.5-1∶1,升温至90℃-98℃,反应3-5小时,然后冷却至室温,过滤即可得目标物三氯吡啶醇钠,其含量为89%-95%,收率为90%-96%。
其反应式为:
Figure A20041001448000062
附图说明:
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式:
实施例一
反应物以1000摩尔为例说明本发明的具体实施方法,其具体步骤如下:
步骤一:将147.5kg 98%的三氯乙醛和100kg98%的二氯乙烷置于1m3的反应釜中,在搅拌状态下滴加30%的双氧水100kg,在1小时内加完,然后脱水,脱水后蒸馏出溶剂,在残留物中加入99%的工业甲醇35kg、98%的浓硫酸10kg及98%的对甲苯磺酸2kg,在80℃保温10小时,保温结束后进行水处理,将反应物中的酯进行蒸馏,脱去前馏后,得到纯度为95%的三氯乙酸甲酯164.75kg,其收率为90%。
步骤二:将步骤一获得的所有三氯乙酸甲酯和催化剂CuI 1kg放入另一1m3的反应釜中,在搅拌状态下滴加99%的丙烯腈55kg(约2小时加完),温度升至150℃,待回流完毕后蒸馏出过量的三氯乙酸甲酯,得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯213.95kg,经测定其含量为93%,收率为96%。
步骤三:将步骤二所获得的2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯213.95kg和212kg三氯氧磷及1kg水置于压力釜中,并升温至160℃,三小时后蒸出过量的三氯氧磷,得到四氯吡啶201.6kg,其含量为93%,收率为94%。
步骤四:将步骤三所获得的201.6kg四氯吡啶与25%的NaOH溶液276kg加入反应釜中,升温至92℃,反应4小时,然后冷却至室温,过滤得到目标物三氯吡啶醇钠180.4kg,纯度为91%,收率为92%。
通过以上四步法制备三氯吡啶醇钠的总收率为74.72%。
实施例二:
反应物为3000摩尔:
步骤一:将442.5kg98%的三氯乙醛和300kg 98%的二氯乙烷置于2m3的反应釜中,在搅拌状态下滴加30%的双氧水350kg,在1小时内加完。然后脱水后蒸出溶剂,在残留物中加入99%的工业甲醇120kg和98%浓H2SO4 10kg及98%对甲苯磺酸7kg,在88℃保温9小时。保温结束后进行水处理,将反应物中的酯进行蒸馏,脱去前馏后得到纯度为96%的三氯乙酸甲酯494.54kg,其收率为91%。
步骤二:将上步获得的所有三氯乙酸甲酯和催化剂CuI 3kg放入另一2m3反应釜中,在搅拌状态下滴加99%丙烯腈160kg,约2.5小时加完,温度升至120℃-150℃,待回流完毕后蒸馏出过量的三氯乙酸甲酯,得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯648.88kg,经测定其含量为92.5%,收率为96.5%。
步骤三:将前步骤获得的加成物648.88kg和680kg三氯氧磷及3kg水置于压力釜中,并升温至155℃,四小时后蒸出过量的三氯氧磷得到四氯吡啶614.6kg,其含量为94%,收率为96.6%。
步骤四:将上面获得的614.6kg四氯吡啶与25%的NaOH溶液775kg加入反应釜中,升温至95℃,反应4.5小时,然后冷却至室温过滤得到目标物三氯吡啶醇钠541.13kg,纯度为90%,收率为91%。
通过以上四步法制备三氯吡啶醇钠的总收率为77.19%。
上述仅为本发明的两实施例,其实施方案很多,只要按本发明的步骤和工艺要求进行,都能获得纯度90%以上的三氯吡啶醇钠,其总收率在75%左右。

Claims (1)

1、一种工业化制备三氯吡啶醇钠的新方法,包括如下步骤:
步骤一:氧化、酯化反应
将三氯乙醛、二氯乙烷(溶剂)置于反应釜内,在搅拌状态下滴加双氧水,其加入量为三氯乙醛摩尔数的1-2倍,滴加时间约为30-60分钟,使三氯乙醛氧化,然后脱水,脱水后蒸出溶剂,其反应方程式为:
在残留物中加入工业甲醇、浓硫酸和对甲苯磺酸(催化剂),在60℃-90℃范围内保温8-10小时,保温结束后进行水处理,将生成物中的酯进行蒸馏,脱去前馏得三氯乙酸甲酯,其反应方程式为:
步骤二:加成反应
将步骤一所获得的三氯乙酸甲酯和催化剂(碘化亚铜)放入另一反应釜中,催化剂的加入量为三氯乙酸甲酯重量的1‰-5‰,在搅拌状态下滴加丙烯腈(约2小时),温度升至120℃-150℃,三氯乙酸甲酯和丙烯腈的摩尔比为2∶1-1∶1,待回流反应完毕后,蒸馏出过量的三氯乙酸甲酯,即可得到2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯,其反应方程式为:
步骤三:环合反应
将步骤二所获得的2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯和三氯氧磷、水置于压力釜中,2,2,4-三氯-4-氰基丁酸甲酯和三氯氧磷的摩尔比为1∶1-1∶2,水的加入量是反应物总重量的1‰-5‰,升温至150℃-170℃,反应约1-3小时,反应结束后蒸出过量的三氯氧磷得到四氯吡啶,其反应式为:
步骤四:水解
将步骤三所获得的四氯吡啶与氢氧化钠溶液加入反应釜中,两者的摩尔比为1∶2.5-1∶1,升温至90℃-98℃,反应3-5小时,然后冷却至室温,过滤即可得目标物三氯吡啶醇钠,其反应式为:
Figure A2004100144800003C2
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