專利背景
咪鮮胺(Prochloraz),化學名稱為N-丙基-N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)-1H-咪唑-1-甲醯胺,是英國BootsCo.,Ltd.於1974年合成,1977年推向市場的一種咪唑類高誑廣譜殺菌劑,它通過抑制甾醇的生物合成而起作用,對水稻、水果、谷禾類多種病菌有很好的防治效果。
咪鮮胺的製備方法有很多,工藝路線龐雜。1976年,美國專利US3991071描述採用2,4,6-三氯苯酚和二溴乙烷作主要原料的製備方法。眾所周知,二溴乙烷價格昂貴,毒性很強,並且是致癌物質。1990年,歐洲專利EP0403592、EP0404092和匈牙利專利HU0207709報導以2-苯氧基乙醇為主要原料的製備方法,但這種原料相當價格高昂,供應困難,難以工業化。20世紀未,中國國內開發了採用2,4,6-三氯苯酚和二氯乙烷為主要原料的工藝方法,2000年,中國專利CN1246473提出2,4,6-三氯苯酚和二氯乙烷在氫氧化鉀中反應製備中間體,而後製備咪鮮胺的方法。2005年,中國專利CN100340550C介紹了一種採用三氯甲基碳酸酯的“一鍋煮”法工藝,仍採用二溴乙烷原料,生產成本高且廢水多。2008年11月前,中國國內生產廠家均採用2,4,6-三氯苯酚和二氯乙烷在氫氧化鈉中醚化、再經胺化、醯氯化、縮合的生產方法,生產過程基本相同,其工藝流程如下:以2,4,6-三氯苯酚為起始原料,先加入液鹼溶解,再和二氯乙烷加壓醚化;經水洗後脫除二氯乙烷;接著在丙胺中回流胺化,胺化後加固鹼蒸除丙胺,冷卻加鹽酸得仲胺鹽沉澱;抽濾分離不溶物,濾餅經甲苯脫水,加三氯甲基碳酸酯(BTC)醯氯化;然後在三乙胺存在下,與咪唑縮合;縮合液經水洗精製,有機層真空脫除甲苯,得咪鮮胺原藥。以2,4,6-三氯苯酚計,工藝收率≥72%,咪鮮胺原藥純度≥97%,接近國際先進水平。
但是,因2,4,6-三氯苯酚醚化後需要水洗,胺化後與鹽酸成鹽,與咪唑縮合後也要水洗除無機鹽,以及醯氯化廢氣吸收和三乙胺回收,導致產生大量生產廢水。以97%原藥計,每噸產品需排放4~5噸廢水,廢水COD高達51000~54000毫克/升。
發明內容
專利目的
《一種殺菌劑咪鮮胺的生產方法》的目的是針對2008年11月前已有生產工藝中廢水量大的缺陷,提出了一種改進的咪鮮胺生產方法,除醯氯化廢氣吸收和三乙胺回收外,取消了水洗操作。其創新技術是加壓醚化後採用真空蒸餾精製2,4,6-三氯苯氧乙基氯、胺化脫除丙胺後N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺不經成鹽直接醯氯化和縮合液不水洗直接脫溶。與原生產工藝相比,工藝收率更高、產品質量更好、生產廢水極大減少,是一種清潔的工業化生產方法。
技術方案
《一種殺菌劑咪鮮胺的生產方法》的咪鮮胺生產方法包括如下步驟:
1、將2,4,6-三氯苯酚溶於液鹼、投入二氯乙烷,密封后加熱回流6~15小時。然後常壓脫除未反應的二氯乙烷,真空蒸餾精出N-(2,4,6-三氯苯氧)乙基氯。
2、將N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯與丙胺混合,密封后加熱回流6~10小時;然後加入固鹼,蒸餾出未反應的丙胺,抽濾除去無機鹽沉澱。
3、濾液加甲苯稀釋,加熱至80℃,滴加固體光氣的甲苯溶液,滴畢保溫,得到N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯。
4、將咪唑溶於甲苯,加入三乙胺,加熱至50℃,滴加N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯的甲苯溶液。滴畢保溫,然後抽濾,濾液真空脫溶。脫溶後剩餘液過濾,冷卻得到產品咪鮮胺。
權利要求
1、《一種殺菌劑咪鮮胺的生產方法》特徵為包括如下步驟:
(1)將2,4,6-三氯苯酚與液鹼溶解,投入過量的二氯乙烷,密封升溫,經回流反應得到2,4,6-三氯苯氧乙基氯,然後真空蒸餾精製。
(2)將精製的2,4,6-三氯苯氧乙基氯和丙胺一起回流,得到N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺。加鹼蒸除未反應的丙胺,抽濾除去無機鹽。
(3)濾液加入甲苯稀釋,然後滴加三氯甲基碳酸酯的甲苯溶液,攪拌反應,得到N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯。
(4)用甲苯溶解咪唑,加入三乙胺,滴加上述製備的N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯。攪拌反應。將物料抽濾除去三乙胺鹽,濾液真空脫溶,剩餘物趁熱過濾,冷卻後得到N-丙基-N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)-1H-咪唑-1-甲醯胺(咪鮮胺)原藥。
2、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(1)中,原料2,4,6-三氯苯酚先與液鹼反應,二者物質的量比為1/1.0~1.2。
3、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(1)中,所述的回流反應溫度為80~180℃,壓力0.25~1.5兆帕;回流時間3~15小時。優選反應溫度為100~150℃,壓力0.40~0.85兆帕;回流時間6~10小時。
4、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(2)中,所述的回流溫度為80~150℃,壓力0.2~0.8兆帕;回流時間5~15小時。優選溫度為80~110℃,壓力0.20~0.50兆帕;回流時間8~12小時。
5、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(3)中,所述的攪拌反應中,反應物的物質的量比為N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺/三氯甲基碳酸酯=1/0.31~0.35;反應溫度為20~120℃,反應時間為1~10小時。優選反應溫度為110~120℃,時間8~10小時。
6、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(4)中,所述的攪拌反應中,反應物的物質的量比為N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯/三乙胺/咪唑=1/1.0~1.5/1.0~1.1;反應溫度為50~100℃,反應時間為5~10小時。優選反應溫度為70~85℃,時間5~6小時。
7、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(4)中,濾液真空脫溶的溫度為80~150℃,真空度0.050~0.099兆帕,脫溶時間為3~10小時。優選脫溶溫度為110~ 120℃,真空0.098~0.099兆帕;脫溶時間6~8小時。
8、根據權利要求1所述的方法,其特徵在於步驟(4)中,物料過濾時過濾器前端壓力不小於0.40兆帕,後端壓力不大於壓力0.05兆帕。
實施方式
實施例1
在3000升醚化釜中,投入99%的2,4,6-三氯苯酚500千克、二氯乙烷750千克、30%的
液鹼350千克,啟動攪拌,密封加熱。控制溫度在125~135℃,壓力0.80~0.85兆帕,反應10小時。冷卻降溫至50~60℃,停止攪拌,靜置1小時,分出下水層後,物料轉移至蒸餾釜。攪拌下加熱,蒸出二氯乙烷;當溫度達100℃以上,冷凝器無冷凝液時,改抽真空。控制真空在0.095~0.099兆帕,溫度180~210℃,蒸餾至冷凝器無冷凝液。則得到2,4,6-三氯苯氧乙基氯602千克,HPLC檢測含量99.47%,以2,4,6-三氯苯酚計,收率91.89%。
在3000升胺化釜中,投99.47%的2,4,6-三氯苯氧乙基氯602千克、丙胺900千克,加熱升溫。控制溫度在95~105℃,壓力0.40~0.50兆帕,回流反應12小時。降至常溫,將物料轉移至處理釜,加熱蒸餾回收丙胺,直至沒有丙胺蒸出為止。再冷卻至常溫,抽濾除去無機鹽等不溶物,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺600千克,HPLC檢測含量98.52%,以2,4,6-三氯苯氧乙基氯計,收率90.84%。
在1000升配料釜中投甲苯600千克,啟動攪拌,慢慢投入99%的BTC210千克,攪拌30分鐘,使之完全溶解後,得BTC溶液,轉移至計量罐。在5000升醯化釜內,投入98.52%的N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺600千克,甲苯1000千克,啟動攪拌升溫。當溫度升到100℃時,打開尾氣吸收裝置,開始滴加BTC溶液。控制滴加速度,使溫度在105~120℃,約4小時滴完。滴畢保溫2.5小時,然後將其轉移至高位計量槽,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯的甲苯溶液2190千克。GC檢測含量31.15%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺計,收率94.52%。
在5000升縮合釜內投99.5%的咪唑150千克,三乙胺250千克,攪拌升溫至85℃,滴加高位槽內的N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯溶液。控制滴加速度使溫度在80~85℃,約3小時滴完,滴畢保溫2小時。冷卻至常溫,抽濾除去三乙胺鹽,濾液轉移至脫溶釜。控制真空度不小於0.098兆帕,加熱脫甲苯和三乙胺;約8小時後,溫度升至120℃,冷凝器已無冷凝液流出。停止加熱,恢復至常壓,趁熱用泵壓過濾物料,控制過濾器前端壓力0.40兆帕,後端壓力0.05兆帕,將物料全部轉移至成品釜,攪拌均勻後取樣,成品包裝灌桶。得N-丙基-N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)-1H-咪唑-1-甲醯胺(即咪鮮胺)原藥720千克。HPLC檢測含量98.2%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯計,收率94.97%。
實施例2
在3000升醚化釜中,投入99%的2,4,6-三氯苯酚500千克、二氯乙烷700千克、30%的液鹼350千克,啟動攪拌,密封加熱。控制溫度在130~135℃,壓力0.65~0.80兆帕,反應10小時。冷卻降溫至60℃,停止攪拌,靜置1小時,分出下水層後,物料轉移至蒸餾釜。攪拌下加熱,蒸出二氯乙烷;當溫度達100℃以上,冷凝器無冷凝液時,改抽真空。控制真空在0.095~0.098兆帕,溫度180~210℃。當真空在0.098兆帕,溫度220℃冷凝器無冷凝液時,停止加熱,泄去真空。則得到2,4,6-三氯苯氧乙基氯605千克,HPLC檢測含量99.6%,以2,4,6-三氯苯酚計,收率92.48%。
在3000升胺化釜中,投99.6%的2,4,6-三氯苯氧乙基氯605千克、丙胺900千克,加熱升溫。控制溫度在95~100℃,壓力0.45~0.50兆帕,回流反應11小時。降至常溫,將物料轉移至處理釜,加熱蒸餾回收丙胺,直至沒有丙胺蒸出為止。再冷卻至常溫,抽濾除去無機鹽等不溶物,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺608千克,HPLC檢測含量98.23%,以2,4,6-三氯苯氧乙基氯計,收率91.38%。
在1000升配料釜中投甲苯600千克,啟動攪拌,慢慢投入99%的BTC225千克,攪拌 30分鐘,使之完全溶解後,得BTC溶液,轉移至計量罐。另在5000升醯化釜內,投入甲苯1000千克、98.23%的N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺608千克,啟動攪拌升溫。當溫度升到90℃時,打開尾氣吸收裝置,開始滴加BTC溶液。控制滴加速度,使溫度在110~115℃,約4小時滴完。滴畢保溫2.5小時,然後將其轉移至高位計量槽,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯的甲苯溶液2205千克。GC檢測含量31.42%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺計,收率94.98%。
在5000升縮合釜內投99.5%的咪唑150千克,三乙胺250千克,攪拌升溫至85℃,滴加N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯溶液。控制滴加速度使溫度在80~85℃,約3小時滴完,滴畢保溫2小時。冷卻至常溫,抽濾除去三乙胺鹽,濾液轉移至脫溶釜。控制真空度不小於0.098兆帕,加熱脫甲苯和三乙胺;約8小時後,溫度升至120℃,已無物料蒸出。停止加熱,恢復至常壓,趁熱用泵壓過濾物料,過濾器前端壓力0.45兆帕,後端壓力0.05兆帕,將物料轉移至成品釜,攪拌均勻取樣,成品灌桶。得N-丙基-N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)-1H-咪唑-1-甲醯胺(即咪鮮胺)原藥725千克。HPLC檢測含量98.62%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯計,收率93.46%。
實施例3
在3000升醚化釜中,投入99%的2,4,6-三氯苯酚500千克、二氯乙烷700千克、30%的液鹼350千克,啟動攪拌,密封加熱。控制溫度在130~135℃,壓力0.70~0.80兆帕,反應9小時。冷卻降溫至50℃,停止攪拌,靜置1小時,分出下水層後,物料轉移至蒸餾釜。攪拌下加熱蒸出二氯乙烷;當溫度達100℃以上,冷凝器無冷凝液時,改抽真空。控制真空在0.095~0.098兆帕,溫度180~210℃,將2,4,6-三氯苯氧乙基氯蒸出。當真空在0.098兆帕,溫度240℃冷凝器無冷凝液時,停止加熱,泄去真空。則得到2,4,6-三氯苯氧乙基氯618千克,HPLC檢測含量98.58%,以2,4,6-三氯苯酚計,收率92.94%。
在3000升胺化釜中,投98.58%的2,4,6-三氯苯氧乙基氯618千克、丙胺900千克,加熱升溫。控制溫度在95~100℃,壓力0.45~0.50兆帕,回流反應12小時。降至常溫,將物料轉移至處理釜,加熱蒸餾回收丙胺,直至沒有丙胺蒸出為止。再冷卻至常溫,抽濾除去無機鹽等不溶物,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺612千克,HPLC檢測含量97.88%,以2,4,6-三氯苯氧乙基氯計,收率90.51%。
在1000升配料釜中投甲苯600千克,啟動攪拌,慢慢投入99%BTC約225千克,攪拌30分鐘,使之完全溶解後,得BTC溶液,轉移至計量罐。另在5000升醯化釜內,投入甲苯1000千克、97.88%的N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺612千克,啟動攪拌升溫。當溫度 升到90℃時,打開尾氣吸收裝置,開始滴加BTC溶液。控制滴加速度,使溫度在110~115℃,約4小時滴完。滴畢保溫30小時,然後將其轉移至高位計量槽,得N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯的甲苯溶液2200千克。GC檢測含量31.55%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙胺計,收率94.88%。
在5000升縮合釜內投99.5%的咪唑150千克,三乙胺250千克,攪拌升溫至85℃,滴加N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯溶液。控制滴加速度使溫度在80~85℃,約3小時滴完,滴畢保溫3小時。冷卻至常溫,抽濾除去三乙胺鹽,濾液轉移至脫溶釜。控制真空度不小於0.098兆帕,加熱脫甲苯和
三乙胺;約8小時後,溫度升至120℃,已無物料蒸出。停止加熱,恢復至常壓,趁熱用泵壓過濾物料,過濾器前端壓力0.40兆帕,後端壓力0.05兆帕,將過濾的物料轉移至成品釜,攪拌均勻取樣,成品灌桶。得N-丙基-N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)-1H-咪唑-1-甲醯胺(即咪鮮胺)原藥728千克。HPLC檢測含量98.37%,以N-(2,4,6-三氯苯氧乙基)丙氨基甲醯氯計,收率94.42%。
榮譽表彰
2015年12月1日,《一種殺菌劑咪鮮胺的生產方法》獲得第九屆江蘇省專利項目優秀獎。