吳興業(yè)，王崇磊，焦 團

（1.連云港死海溴化物有限公司，江蘇 連云港 222000；2.連云港節(jié)約能源技術(shù)服務中心，江蘇 連云港 222000；3連云港節(jié)約能源監(jiān)察中心，江蘇 連云港 222000）

莎稗磷合成方法研究

吳興業(yè)1，王崇磊2，焦 團3

（1.連云港死海溴化物有限公司，江蘇 連云港 222000；2.連云港節(jié)約能源技術(shù)服務中心，江蘇 連云港 222000；3連云港節(jié)約能源監(jiān)察中心，江蘇 連云港 222000）

介紹一種合成除草劑莎稗磷的方法，以對氯苯胺和氯代異丙烷為起始原料，經(jīng)烷基化制成中間體4-氯-N-異丙基苯胺，再經(jīng)酰化制成中間體2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺，最后經(jīng)縮合反應制得莎稗磷原藥，反應總收率可達65%以上，產(chǎn)品純度為95%以上

莎稗磷；烷基化；酰化；縮合

前言

莎稗磷，化學名稱S-4-氯-N-異丙基苯胺基甲?；谆鵒,O-2-二甲基二硫代磷酸酯，是由安萬特公司開發(fā)的硫代磷酸酯類除草劑，藥劑通過根系吸收，傳導至幼芽或葉片，使植株生長受抑制，顏色轉(zhuǎn)為深綠，有時脫色，停止生長，最后枯死。用于防除稻田單子葉雜草，如稗草、異型莎草、碎米莎草、鴨舌草、牛毛草、節(jié)節(jié)草、飄拂草等。目前國內(nèi)外的合成路線主要有：一是以對氯苯胺與溴代異丙烷為起始原料，經(jīng)烷基化制得4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯經(jīng)?；?、縮合制得產(chǎn)品莎稗磷[1，4]；二是以對硝基苯胺與丙酮在通氫氣的條件下[2]、在一定壓力下進行烷基化反應制得4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯經(jīng)?；?、縮合制得產(chǎn)品莎稗磷；三是對氯苯胺與異丙醇在固體催化劑作用下，在一定壓力條件下進行烷基化反應制得4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯經(jīng)?；?、縮合制得產(chǎn)品莎稗磷；三條合成路線都是先合成關(guān)鍵中間體4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯進行酰化反應合成2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺，最后2-氯 -N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺與甲基硫化物縮合得到莎稗磷產(chǎn)品。本次試驗以對氯苯胺與氯代異丙烷為起始原料在一定溫度及壓力條件下經(jīng)烷基化制得4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯經(jīng)酰化制得、縮合制得產(chǎn)品莎稗磷，具有原料易得、價格便宜、成本低，操作簡便、穩(wěn)定等優(yōu)點。

1 實驗部分

1.1 主要原料

本次實驗所用原料規(guī)格或含量如表1所示

表1 原料規(guī)格及含量Table1 The specifications and contents of raw materials

1.2 反應原理

1.2.1烷基化反應

（2）?；磻?/p>

1.2.2 縮合

1.3 儀器與試劑

LC-20A高效液相色譜儀、GC-2010氣相色譜儀、恒壓漏斗、玻璃壓力反應瓶（YSS-ACEB）、四口玻璃反應瓶、電加熱套、球型冷凝器、接收瓶、吸收瓶、真空泵、真空干燥箱、溫度計、pH測量儀等。

1.4 試驗方法

1.4.1 烷基化

將氯代異丙烷加入玻璃壓力反應瓶中，在攪拌下將融化的對氯苯胺130.1g（1.0mol）加入反應瓶中，加完后密閉反應瓶，開啟加熱系統(tǒng)緩慢升溫、保持溫度在90～110℃、壓力在0.3MPa保溫反應4 h；

保溫反應結(jié)束，泄壓放空，向反應瓶中滴加配好的20%氫氧化鈉水溶液，滴加過程要不斷測pH值，當pH達到8～9時，停止加液堿，攪拌30min如pH保持不變，停攪拌靜止30min、分去下層廢堿液層；然后再水洗一次。

水洗結(jié)束，進行負壓蒸餾，控制真空度在-0. 095MPa，收集105～115℃餾份得到無色透明液體約160g，即為4-氯-N-（異丙基）苯胺，經(jīng)氣相色譜分析[3]含量≥97.0%，收率≥92%。

1.4.2 ?；?/p>

將4-氯-N-（異丙基）苯胺69.2g（0.4mol）加入反應瓶中，打開尾氣吸收系統(tǒng)，控制在微負壓條件下滴加氯乙酰氯，滴加溫度控制在40～50℃，滴加時間約2h，滴加結(jié)束，開始緩慢升溫至95～105℃保溫3h，脫出氯乙酰氯用于下一批試驗；

脫溶結(jié)束降溫，當溫度降至60℃時，向反應瓶中加入環(huán)己烷、水，保持溫度在50℃進行水洗，水洗至pH5-6后，分去水層；再用冰水降溫至0℃以下結(jié)晶、過濾得淡黃色晶體約88g，即為2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺，經(jīng)氣相色譜分析[3]含量≥95.0%以上，收率≥85.0%[4]。

1.4.3 縮合

向反應瓶中加入2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺77.5g（0.3mol），甲苯，攪拌溶解后再加入三乙胺，控制溫度在20℃時，開始滴加甲基硫化物，滴加過程嚴格控制溫度在20～25℃，滴加結(jié)束后在20～25℃保溫，滴加及保溫過程中用PH計監(jiān)控pH值，保持在pH=7進行反應，保溫過程用氣相色譜跟蹤分析2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺轉(zhuǎn)化率，當轉(zhuǎn)化率達到98%以上時，保溫結(jié)束，保溫時間約5h；

保溫結(jié)束，向反應瓶中加入水進行水洗，收集廢水回收三乙胺；對有機層再用配好的5%碳酸氫鈉水溶液洗滌至pH=7，分去水層。

水洗結(jié)束，升溫負壓脫出甲苯，甲苯基本脫出后，再向反應瓶中加入環(huán)己烷，用冰水降溫結(jié)晶，降溫至0℃過濾，得無色晶體約96g，即為莎稗磷原藥，用液相色譜分析[5]含量≥95.0%，收率≥84.0%。

2 實驗結(jié)果

2.1 烷基化實驗結(jié)果

試驗主要考察了反應溫度、壓力、對氯苯胺與氯代異丙烷用量對烷基化收率的影響。通過大量試驗驗證，在對氯苯胺∶氯代異丙烷=1∶1.2（物質(zhì)的量比）、反應溫度在90～110℃時，在反應過程中壓力可穩(wěn)定控制在0.3MPa，保溫時間是4h，此時收率最高，可達到92%以上。

實驗結(jié)果見表2。

表2 烷基化實驗結(jié)果表Table 2 The alkylation results

2.2 酰化實驗結(jié)果

主要考察了氯乙酰氯用量對反應的影響。

2.2.1 氯乙酰氯用量對反應的影響

4-氯-N-異丙基苯胺與氯乙酰氯用量進行了大量實驗，結(jié)果顯示，當4-氯-N-異丙基苯胺∶氯乙酰氯=1∶1.25（物質(zhì)的量比）時，反應產(chǎn)物含量達95%以上，收率可達85%，再增加氯乙酰氯用量，收率變化不大，反而延長脫溶時間，降低產(chǎn)物含量，具體實驗結(jié)果見表3。

表34 -氯-N-異丙基苯胺與氯乙酰氯用量對?；磻挠绊慣able 3 The effect of dosage of 4-chloro-N-isopropyl aniline and chloroacetyl chloride on the acylation

2.2.2 穩(wěn)定性實驗

表4 ?；€(wěn)定性試驗結(jié)果Table 4 The test results of acylation stability

實驗采用回收氯乙酰氯套用的辦法，在第一次試驗中采用新的氯乙酰氯，第二次試驗使用回收的氯乙酰氯，用新的氯乙酰氯補齊的辦法，采用的配比為4-氯-N-異丙基苯胺∶氯乙酰氯=1∶1.25，滴加溫度40～50℃、保溫溫度95～105℃，實驗結(jié)果見表4。

2.3 縮合實驗

主要考察了溫度及甲基硫化物用量對縮合反應的影響。

2.3.1 溫度影響

對于溫度，進行了0～40℃條件下試驗，結(jié)果顯示，在20～25℃產(chǎn)品質(zhì)量及收率均較高，收率可達83%以上（以2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺計、下同）；溫度達到25℃以上，隨著溫度的上升，產(chǎn)品收率及質(zhì)量大幅下降。具體實驗結(jié)果見表5。

表5 反應溫度對縮合收率的影響Table 5 The effect of reaction temperature on the yield of condensation reaction

2.3.2 甲基硫化物用量對反應的影響

表6 2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺與甲基硫化物用量對酰化反應的影響Table 6 The effect of dosage of 2-chloro-N-（4-chlorobenzene）-N-（isopropyl）acetamide and methyl sulfide on the acylation

對莎稗磷縮合實驗，對反應過程采用液相色譜跟蹤分析檢測2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺，結(jié)果顯示，當2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺∶甲基硫化物=1∶1.05、反應溫度在20～25℃、反應體系處于pH=7時，2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺轉(zhuǎn)化率可達到98%以上，產(chǎn)品質(zhì)量可達95%以上，收率可達84%；再增加甲基硫化物用量，對產(chǎn)品收率影響不大，產(chǎn)品含量反而有所降低，具體實驗結(jié)果見表6。

2.3.3 縮合實驗結(jié)果

綜上所述，確定莎稗磷縮合試驗條件如下：配比依據(jù)“2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺∶甲基硫化物=1∶1.05”、反應溫度：20～25℃、保溫時間5h，用三乙胺保持反應體系pH=7，實驗結(jié)果見表7。

由表7可知，采用上述試驗條件產(chǎn)品質(zhì)量可達95%，收率達到84%以上。

表7 莎稗磷縮合試驗結(jié)果統(tǒng)計表Table 7 The statistical table of anilofos condensation reaction results

3 結(jié)論

（1）本次試驗以對氯苯胺與氯代異丙烷為起始原料經(jīng)烷基化制得4-氯-N-異丙基苯胺，再與氯乙酰氯經(jīng)?；铣?-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺，最后2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（異丙基）乙酰胺與甲基硫化物縮合制得產(chǎn)品莎稗磷，產(chǎn)品含量可達95%以上，以對氯苯胺計收率65%以上；

該條合成莎稗磷的路線原料易得、價格便宜、成本低，反應步驟簡便、操作簡單、反應條件溫和、安全性較好、占用設(shè)備較少，是一條經(jīng)濟合理的路線，適合工業(yè)化生產(chǎn)；

（2）莎稗磷縮合工業(yè)化生產(chǎn)過程中會出現(xiàn)產(chǎn)品顏色深、出料量少的現(xiàn)象，經(jīng)過大量的對比試驗發(fā)現(xiàn)，主要原因是：反應及保溫溫度高于25℃、甲基硫化物質(zhì)量不符合要求（甲基硫化物含量達不到95%，加堿后含有中性油）、反應液pH值不是中性造成；出現(xiàn)以上原因只要嚴格控制所和溫度在20～25℃、或?qū)谆蚧镞M行酸堿精制使質(zhì)量符合要求或調(diào)整保持縮合反應，保溫過程pH=7，即可保持產(chǎn)品既定收率及質(zhì)量。

［1］ 劉長令．世界農(nóng)藥大全除草劑卷［M］．北京：化學工業(yè)出版社，2002．

［2］ 陳同明,張迎芬,宋靜德,等．N－氯乙?；璑－異丙基－4－氯苯胺合成研究［J］．化工中間體,2007（5）:3～5．

［3］ 趙夢霞．4－氯－N－異丙基苯胺和N－a－氯乙酰代－N－異丙基對氯苯胺得起相色譜分析［J］．農(nóng)藥,1991（1）:24～26．

［4］ 邵志武．除草劑莎稗磷的研究［J］．農(nóng)藥,1989（3）:7～8．

［5］ 張耀,劉琦．莎稗磷的正相高壓液相色譜分析［J］．農(nóng)藥,1992（2）: 24～26．

Study on the Synthesis of Anilofos

WU Xing-ye1,WANG Chong-lei2and JIAO Tuan3
（1.Lianyungang Dead Sea Bromine Co.,Ltd.,Lianyungang,222000,China;2.Lianyungang Energy Saving Technology Service Center,Lianyungang, 222000,China;3.Lianyungang Energy Saving Inspection Center,Lianyungang,222000,China）

s:The parachloroaniline and isopropyl chloride is used as the raw materials to synthesize anilofos which is a kind of herbicide.Firstly the raw materials will be alkylated to prepare the intermediate 4-chloro-N-isopropyl aniline,and then it is acylated to form the intermediate 2-chloro-N-（4-chlorobenzene）-N-（isopropyl）acetamide,and finally the technical material anilofos is obtained after condensation reaction.The total reaction yield reaches 65%or more,and the product purity will be more than 95%.

Anilofos;alkylation;acylation;condensation reaction.

TQ457.2

B

1001-0017（2015）01-0077-04

2014-11-02

吳興業(yè)(1969-)，男，江蘇連云港人，工程師，主要從事農(nóng)藥生產(chǎn)和質(zhì)量管理工作。E-mail:wxy000509@sina.cn