史英慧(山東科源化工有限公司,山東 煙臺(tái) 261413)
農(nóng)藥草克星中間體吡唑磺酰胺合成工藝的改進(jìn)研究
史英慧(山東科源化工有限公司,山東 煙臺(tái) 261413)
吡唑磺酰胺是生產(chǎn)農(nóng)藥草克星的重要中間體,合成工藝關(guān)系到最終產(chǎn)品的質(zhì)量。本文針對(duì)以往吡唑磺酰胺合成工藝的局限性,進(jìn)行了改進(jìn)實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)效果表明,本文提出的改進(jìn)方案效果良好,收率大幅提升,且工藝流程更加簡(jiǎn)便。
草克星;吡唑磺酰胺;合成工藝改進(jìn);實(shí)驗(yàn)
在生產(chǎn)農(nóng)藥草克星的過程中,吡唑磺酰胺是中腰的中間體,吡唑磺酰胺的收率、純度是影響草克星成本、純度及使用效果的重要因素。本文進(jìn)行了吡唑磺酰胺合成工藝的改進(jìn)實(shí)驗(yàn),在重氮化的過程中用硫酸來代替部分鹽酸,在磺化的過程中用冰乙酸來作為二氧化硫的吸收劑,在氨化的過程中用通入氨氣取代氨水滴加,以此來實(shí)現(xiàn)對(duì)吡唑磺酰胺合成工藝的改進(jìn),改進(jìn)效果優(yōu)良。
1.1 實(shí)驗(yàn)原料
實(shí)驗(yàn)原料主要包括:自制92%濃度的吡唑胺;98%的亞硝酸鈉;35%的鹽酸;98%的冰乙酸;46%的尿素;96%的氯化亞銅;氨氣;二氧化硫。以上實(shí)驗(yàn)原料均為工業(yè)品。
1.2 實(shí)驗(yàn)步驟
1.2.1 制備重氮鹽(B)
精確稱量19.9g(0.1mol)的吡唑胺,將其置于容量為250ml的四口燒瓶中,將一定濃度的比乙酸、硫酸及驗(yàn)算加入到四口燒瓶中,對(duì)溫度進(jìn)行控制(<10℃),進(jìn)行攪拌,攪拌時(shí)間為15min,充分溶解,冷卻到2℃。將事先配置完成的35%亞硝酸鈉水溶液(0.12mol)滴加至四口燒瓶中,滴加時(shí)間控制在30min左右,整個(gè)過程中溫度控制在5℃以下,滴加完成后保溫20min,之后將1.2g尿素加入,完成重氮鹽溶液(B)的制備。
1.2.2 制備二氧化硫醋酸溶液
稱量0.2gCuCl,量取52ml冰乙酸,將二者加入到反應(yīng)瓶中進(jìn)行攪拌,并通入二氧化硫氣體,持續(xù)20~30min之后將溫度冷卻到5℃以下,采用增重法對(duì)通入的二氧化硫進(jìn)行測(cè)量,測(cè)量值達(dá)到40-45g時(shí)即可完成二氧化硫醋酸溶液的制備。
1.2.3 制備吡唑磺酰胺
將制備好的重氮鹽溶液(B)滴加到制備好的二氧化硫醋酸溶液中,進(jìn)行攪拌,反應(yīng)溫度控制在5℃以下,滴加時(shí)間控制在25-30min,滴加完成之后在10℃環(huán)境下保溫1.5h左右,通過鼓泡減壓將多余二氧化硫氣體抽走。加水進(jìn)行充分洗滌,之后倒入到分液漏斗中,靜置一段時(shí)間,分出油層,用苯萃取水層,將油層合并之后倒入至四口燒瓶中并進(jìn)行攪拌,在液面之下插入通氨氣管,利用冰水進(jìn)行冷卻,控制溫度在5℃以下,之后緩慢的通入氨氣,此時(shí)觀察發(fā)現(xiàn)四口燒瓶?jī)?nèi)顏色迅速變黃,且變得更為粘稠,通入氨氣6h之后,對(duì)pH值進(jìn)行測(cè)定控制終點(diǎn),在15℃環(huán)境下進(jìn)行保溫,保溫時(shí)間在4~5h之間,之后加水進(jìn)行酸化,將水層抽濾出來,此時(shí)可以得到橙黃色固體,苯層脫苯之后得到黃色晶體,將橙黃色固體與黃色晶體合并進(jìn)行重結(jié)晶處理,得到白色晶體,完成吡唑磺酰胺的制備。m.p.=113-114℃。
2.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
在本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中,重氮化反應(yīng)過程中用硫酸來部分替代了鹽酸,這對(duì)于副反應(yīng)有著很好的抑制作用,同時(shí)發(fā)生的反應(yīng)還能夠有效提升吡唑磺酰胺產(chǎn)品的純度,高效液相色譜分析結(jié)果表明,制得的吡唑磺酰胺產(chǎn)品質(zhì)量分?jǐn)?shù)高達(dá)95%,收率也達(dá)到了80%。
本改進(jìn)實(shí)驗(yàn)中加入了尿素,能夠?qū)⒍嘤嗟膩喯跛岣x子進(jìn)行中和,對(duì)于防止副反應(yīng)的發(fā)生有著積極的作用。
在原吡唑磺酰胺合成工藝中,將氨水滴加至反應(yīng)釜中,經(jīng)過改進(jìn)之后,滴加氨水改變?yōu)橥ㄈ氚睔?,直接通入氨氣不僅操作簡(jiǎn)便,且能夠有效抑制副反應(yīng)發(fā)生,對(duì)于提升吡唑磺酰胺產(chǎn)品收率、改善品質(zhì)外觀、降低成本等方面有著積極的作用,經(jīng)過改進(jìn)之后,收率由原工藝的5%左右提升到了85%左右,成效明顯。
2.2 應(yīng)用成效
將本實(shí)驗(yàn)方案應(yīng)用于某化工廠工業(yè)裝置之上,實(shí)踐應(yīng)用成效如表1所示。由表1可知,本文提出的改進(jìn)方案在工業(yè)裝置應(yīng)用中也取得了良好的效果,產(chǎn)品收率、質(zhì)量分?jǐn)?shù)、操作難易程度及外觀表現(xiàn)等各個(gè)方面均有著不同程度的改善,有效提升了農(nóng)藥草克星產(chǎn)品的純度和使用效果,值得進(jìn)一步應(yīng)用和推廣。
表1 工藝改進(jìn)前后的實(shí)踐應(yīng)用效果對(duì)比
綜上所述,本文進(jìn)行了農(nóng)藥草克星中間體吡唑磺酰胺合成工藝的改進(jìn)實(shí)驗(yàn),介紹了具體的改進(jìn)方法和流程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,產(chǎn)品質(zhì)量得到了有效的提升,且能夠降低成本,提升工藝操作的便利性,在工業(yè)裝置中的應(yīng)用成效也較為顯著,值得進(jìn)一步推廣和應(yīng)用。
[1]Susumu Yamamoto,等.吡嘧黃隆及其相關(guān)化合物的選擇除草活性[J].農(nóng)藥譯叢,2014,14(5):13~18.
[2]張一賓譯.新除草劑吡嘧隆的開發(fā)與工業(yè)化[J].農(nóng)藥譯叢, 2014,17(1):8~17.
史英慧(1987-),女,籍貫:山東省煙臺(tái)市;學(xué)歷:本科;畢業(yè)學(xué)校:齊魯工業(yè)大學(xué);職稱:助理工程師;研究方向:農(nóng)藥化工工藝。