專利名稱：合成特丁噻草隆原藥的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種特丁噻草隆原藥的合成方法。
背景技術(shù)：
特丁噻草隆，通用名稱tebuthiuron,化學(xué)名稱是1_(5_特丁基-I, 3,4-噻二唑-2-基)-1，3- 二甲基脲。是一種防除草本和禾本植物的廣譜除草劑，主要用于防除非耕地雜草，牧場(chǎng)區(qū)的灌木，甘蔗田中的禾本科和闊葉雜草。據(jù)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)，目前特丁噻草隆的合成方法主要有三種。(I)如美國(guó)專利 us4283543中公開(kāi)的以5-特丁基-2-甲氨基_1，3，4_噻二唑?yàn)槠鹗荚希约妆綖槿軇?，滴加甲基異氰酸酯反?yīng)制得特丁噻草隆原藥。該方法使用甲基異氰酸酯易燃易爆，毒性極大， 沸點(diǎn)低、生產(chǎn)極不安全。(2)如中國(guó)專利CN200910100138中公開(kāi)的以5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑、甲氨基甲酰氯為起始原料，以甲苯作溶劑、三乙胺作縛酸劑進(jìn)行縮合反應(yīng)制得特丁噻草隆原藥。但該方法會(huì)因消耗大量的三乙胺、且原料甲氨基甲酰氯的消耗多、 價(jià)格高而使生產(chǎn)成本較高。(3)如中國(guó)專利CN200710050307中公開(kāi)的以5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑和二鹵化碳?；蚱溲苌餅樵现苯釉?0°C反應(yīng)后，然后在堿性條件下與40%甲胺水溶液反應(yīng)制得特丁噻草隆原藥。由于該方法中5-特丁基-2-甲氨基-1， 3,4-噻二唑直按與光氣、二光氣或三光氣在50°C反應(yīng)生成N-甲基-N-(5-特丁基_1，3， 4-噻二唑)氨基甲酰氯的同時(shí)，會(huì)伴隨發(fā)生5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑與N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯反應(yīng)生成N，N’ - 二 [N-甲基_N_(5_特丁基-1，3，4-噻二唑-2-基)]脲的副反應(yīng)；另外N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑) 氨基甲酰氯在堿性水溶液中與40%甲胺反應(yīng)時(shí)，由于體系中有水份的存在，會(huì)造成N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯與水發(fā)生水解反應(yīng)，生產(chǎn)付產(chǎn)物N，N’ - 二 [N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑-2-基)]脲。因此產(chǎn)品收率低、含量低，難分離純化。因此，如何提高特丁噻草隆原藥生產(chǎn)的安全性、降低生產(chǎn)成本、提高收率和含量是本領(lǐng)域技術(shù)人員一直研究的問(wèn)題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品純度高、收率高、生產(chǎn)安全性的合成特丁噻草隆原藥的方法。本發(fā)明的技術(shù)解決方案是—種特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是包括以下步驟(I)以5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑?yàn)槠鹗荚希谟袡C(jī)溶劑中經(jīng)成鹽反應(yīng)、光化反應(yīng)制成N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯；(2)向N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯中通入一甲胺氣體進(jìn)行胺化反應(yīng)生成特丁噻草?。?br> 化學(xué)反應(yīng)式如下
N-
(CH3)3C
CH:
NH
HCI
(CH3)3C
,CH3 -HCI
II
COCI2
N
CH3NH;
(CH3)3C
O
ICOCI
(CH3)3C
j —
C NHCH-
CH3
CH3
InIV所述的有機(jī)溶劑是甲苯、二甲苯、氯苯、二氯乙烷、四氯化碳中的任意一種；有機(jī)溶劑的用量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑質(zhì)量的3 10倍。所述的成鹽反應(yīng)中，成鹽試劑是鹽酸、硫酸、磷酸、氯化氫氣體中的任意一種；成鹽試劑用量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑摩爾質(zhì)量的I 4倍；成鹽溫度20°C 80。。。光化反應(yīng)中，光氣用量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑摩爾質(zhì)量的I 5 倍，反應(yīng)溫度為40°C 100°C，反應(yīng)時(shí)間2 10小時(shí)。光化反應(yīng)完畢后通入干燥的氮?dú)猓堄嗟墓鈿夂吐然瘹錃怏w。向中間體N-甲基-N_(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯中通入一甲胺氣體進(jìn)行胺化反應(yīng)，一甲胺的用量為N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯摩爾質(zhì)量的I 5倍，反應(yīng)溫度為0°C 100°C，反應(yīng)時(shí)間2 5小時(shí)。胺化反應(yīng)結(jié)束后，直接向反應(yīng)物中加入水，再滴加10%鹽酸調(diào)節(jié)體系PH值至6 7，然后升溫至物料完全溶解在有機(jī)層中，分層后，將有機(jī)層分離出來(lái)，降溫結(jié)晶、分離、烘干得固體特丁噻草隆原藥。加入水的質(zhì)量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑質(zhì)量的2 7倍。本方法與現(xiàn)有技術(shù)比較，有如下特點(diǎn)I、采用無(wú)機(jī)酸先與5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑(I)成鹽反應(yīng)，使得氨基得到充分保護(hù)，再與光氣反應(yīng)時(shí)，有效地避免了副產(chǎn)物N，N’_二 [N-甲基-N-(5-特丁基-I， 3，4_噻二唑-2-基)]脲的生成。產(chǎn)品收率高，總收率97%以上(以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。2、采用氣體一甲胺與N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III) 進(jìn)行胺化反應(yīng)生成特丁噻草隆，解決了采用一甲胺水溶液反應(yīng)時(shí)水和N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)發(fā)生水解反應(yīng)，生成副產(chǎn)物N，N’ - 二 [N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑-2-基)]脲的問(wèn)題。產(chǎn)品質(zhì)量?jī)?yōu)，含量達(dá)98%以上。3、采用價(jià)格低廉的光氣、一甲胺為原料合成特丁噻草隆，降低了生產(chǎn)成本。同時(shí)避開(kāi)了使用易燃、易爆、易揮發(fā)的劇毒危險(xiǎn)化學(xué)品甲基異氰酸酯，使生產(chǎn)更加安全。下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I(I)向IOOOml四口燒瓶中投入甲苯500ml，5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑 (I)51.3g(0.3mol)。邊攪拌邊滴加31 %工業(yè)鹽酸46g。滴完后升溫至回流共沸脫出體系中的水，得5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑鹽酸鹽(II)。(2)將上述制備的得5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑鹽酸鹽(II)甲苯懸濁液降溫至85°C，以1200ml/min 1400ml/min的速度通入光氣，通光2小時(shí)后，物料變得澄清透明，停止通光氣。通入氮?dú)廒s去殘留的光氣及氯化氫氣體，得N-甲基-N-(5-特丁基-I， 3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)甲苯液。(3)將上述制備的N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)甲苯液降溫至20°C以下，通入一甲胺氣體，并以PH值8 9為控制終點(diǎn)，然后升溫至70V 80°C保溫反應(yīng)I小時(shí)。(4)加水200ml攪拌，并用10%左右的鹽酸調(diào)節(jié)PH值6 7，升溫至回流、靜置分去下層水層及中間層，有機(jī)層降溫到5°C以下結(jié)晶、離心、烘干得白色產(chǎn)品特丁噻草隆原藥 67. 5g，含量98. 5%，收率97. 2% (以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。實(shí)施例2(I)向2000立升的搪瓷釜中投入投入甲苯1000L，5_特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑(I) 150kg,攪拌狀態(tài)下，滴加31 %工業(yè)鹽酸124kg。滴完后，升溫至回流，共沸脫出體系中的水，得5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑鹽酸鹽(II)。(2)將上述制備的得5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑鹽酸鹽(II)甲苯懸濁液降溫至85°C，以25m3/h的流量通入光氣，通光反應(yīng)4小時(shí)后，物料變得澄清透明，停止通光氣。通入氮?dú)廒s去殘留的光氣及氯化氫氣體。得N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)甲苯液。(3)將上述制備的N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)甲苯液降溫至20°C以下，以20m3/h左右的流量通入一甲胺氣體，并以PH值8 9為控制終點(diǎn)， 然后升溫至70°C 80°C保溫反應(yīng)I小時(shí)。(4)加水500L攪拌，并用10%左右的鹽酸調(diào)節(jié)PH值6 7，升溫至回流、靜置分去下層水層及中間層，有機(jī)層降溫到5°C以下結(jié)晶、離心、烘干得白色產(chǎn)品特丁噻草隆原藥 246. 5kg，含量98. 0%，收率97. 8% (以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。實(shí)施例3(I)向IOOOml四口燒瓶中投入甲苯500ml，5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑 (1)51. 3g(0. 3mol)。攪拌下，通入氯化氫氣體至飽和，得5-特丁基-2-甲氨基_1，3，4_噻二唑鹽酸鹽(II)。通光、胺化、水洗同實(shí)施例I的步驟(2)、(3)、(4)。所得特丁噻草隆原藥68. 0g，含量98. 2%，收率97. 6% (以5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑計(jì))。實(shí)施例4(I)向IOOOml四口燒瓶中投入甲苯500ml，5_特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑 (1)51. 3g(0. 3mol)。攪拌降溫至O 5°C，以1200ml/min光氣流量通入光氣2小時(shí)，然后緩慢升溫至80 90°C，同時(shí)通入光氣反應(yīng)，直至物料透明后，通入氮?dú)廒s去殘留的光氣及氯化氫氣體。得N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯(III)甲苯液。胺化、水洗同實(shí)施例I的步驟(3)、(4)。所得特丁噻草隆原藥58. 0g，含量96. 2%, 收率81. 5% (以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。實(shí)施例5成鹽、光化同實(shí)施例I的步驟(I)、⑵。在冰水冷卻下，向制得的N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯 (III)甲苯液中滴加40%—甲胺水溶液53. 5g(0. 69mol)，半小時(shí)滴加完畢，緩慢升溫至 30°C 40°C反應(yīng)I小時(shí)，胺化反應(yīng)結(jié)束。水洗同實(shí)施例I的步驟(4)。所得特丁噻草隆原藥62.0g，含量94.2%，收率 85. 3% (以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。實(shí)施例6成鹽、通光、胺化同實(shí)施例I的步驟(I)、⑵、(3)胺化反應(yīng)結(jié)束后，加水200ml，用鹽酸調(diào)節(jié)PH值至6 7，不經(jīng)升溫分水，直接攪拌降溫至5°C結(jié)晶、離心、烘干得產(chǎn)品特丁噻草隆68g，含量95.5%，收率95% (以5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑計(jì))。
權(quán)利要求
1.一種特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是包括以下步驟(1)以5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑?yàn)槠鹗荚?，在有機(jī)溶劑中經(jīng)成鹽反應(yīng)、光化反應(yīng)制成N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯；(2)向N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯中通入一甲胺氣體進(jìn)行胺化反應(yīng)生成特丁噻草隆。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是所述的有機(jī)溶劑是甲苯、二甲苯、氯苯、二氯乙烷、四氯化碳中的任意一種；有機(jī)溶劑的用量為5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑質(zhì)量的3 10倍。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是所述的成鹽反應(yīng)中，成鹽試劑是鹽酸、硫酸、磷酸、氯化氫氣體中的任意一種；成鹽試劑用量為5-特丁基-2-甲氨基-I，3，4-噻二唑摩爾質(zhì)量的I 4倍；成鹽溫度20°C 80°C。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是光化反應(yīng)中，光氣用量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑摩爾質(zhì)量的I 5倍，反應(yīng)溫度為40°C 100°C，反應(yīng)時(shí)間2 10小時(shí)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是光化反應(yīng)完畢后通入干燥的氮?dú)猓堄嗟墓鈿夂吐然瘹錃怏w。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是向中間體N-甲基-N-(5-特丁基-1，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯中通入一甲胺氣體進(jìn)行胺化反應(yīng)，一甲胺的用量為N-甲基-N-(5-特丁基-I，3，4-噻二唑)氨基甲酰氯摩爾質(zhì)量的I 5倍，反應(yīng)溫度為(TC 100°C，反應(yīng)時(shí)間2 5小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的特丁噻草隆原藥的合成方法，其特征是胺化反應(yīng)結(jié)束后，直接向反應(yīng)物中加入水，再滴加10%鹽酸調(diào)節(jié)體系PH值至6 7，然后升溫至物料完全溶解在有機(jī)層中，分層后，將有機(jī)層分離出來(lái)，降溫結(jié)晶、分離、烘干得固體特丁噻草隆原藥。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種合成特丁噻草隆原藥的方法，其特征是加入水的質(zhì)量為5-特丁基-2-甲氨基-1，3，4-噻二唑質(zhì)量的2 7倍。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種特丁噻草隆原藥的合成方法，以5-特丁基-2-甲氨基-1,3,4-噻二唑?yàn)槠鹗荚?在有機(jī)溶劑中經(jīng)成鹽反應(yīng)、光化反應(yīng)制成N-甲基-N-(5-特丁基-1,3,4-噻二唑)氨基甲酰氯；向N-甲基-N-(5-特丁基-1,3,4-噻二唑)氨基甲酰氯中通入一甲胺氣體進(jìn)行胺化反應(yīng)生成特丁噻草隆。本發(fā)明具有工藝簡(jiǎn)單、生產(chǎn)成本低、產(chǎn)品純度高、收率高、生產(chǎn)安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
文檔編號(hào)C07D285/135GK102603672SQ20121003324
公開(kāi)日2012年7月25日 申請(qǐng)日期2012年2月15日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月15日
發(fā)明者施永平, 李云, 李強(qiáng), 李梅芳, 韓邦友 申請(qǐng)人:江蘇快達(dá)農(nóng)化股份有限公司