本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，特別涉及一種惡霉靈的合成方法。

背景技術(shù)：

惡霉靈(3-羥基-5-甲基異惡唑)是一種內(nèi)吸性殺菌劑、土壤消毒劑，同時又是一種植物生長調(diào)節(jié)劑，由日本三共公司七十年代合成開發(fā)。其作用機(jī)理獨特，高效、低毒、無公害，對人、畜、魚、鳥類均有較好的安全性。在全國各地進(jìn)行了多年的藥效示范試驗,平均防治率達(dá)98％以上,深受廣大用戶歡迎。

合成惡霉靈比較成熟的路線主要有兩條：一是以乙酰乙酸甲(乙)酯與五氯化磷低溫反應(yīng)，該方法涉及劇毒品五氯化磷，對車間設(shè)備及環(huán)境要求高，生產(chǎn)安全性差；二是用乙酰乙酸甲(乙)酯與羥胺在水相中直接閉環(huán)(水相法)。該法工藝操作簡單，對設(shè)備要求低，但此工藝對反應(yīng)體系的ph要求十分苛刻，縮合反應(yīng)體系ph波動過大會產(chǎn)生較大雜質(zhì)，導(dǎo)致收率低。宋寶安在文獻(xiàn)《土壤殺菌劑惡霉靈的合成》中報道，此工藝收率較低僅55％左右。

因此如何提供一種較高收率的惡霉靈的合成方法成為亟待解決的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種惡霉靈的合成方法，該方法采用碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液體系進(jìn)行反應(yīng)，以乙酰乙酸甲(乙)酯和鹽酸羥胺為原料，通過雙滴加氫氧化鈉水溶液和乙酰乙酸甲(乙)酯，來控制縮合反應(yīng)體系的ph，反應(yīng)完成后再緩慢滴加入預(yù)熱的濃鹽酸中進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)，采用這種反應(yīng)體系可顯著減小縮合反應(yīng)雜質(zhì)，將惡霉靈收率提高至70％以上，且對環(huán)境污染小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：反應(yīng)方程式：

其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入氫氧化鈉水溶液；

(2)投入鹽酸羥胺，-10℃反應(yīng)10min；

(3)加入碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液；

(4)勻速雙滴加氫氧化鈉水溶液和乙酰乙酸甲酯或乙酰乙酸乙酯，滴加時間控制在30-35min，控制反應(yīng)溫度-5-0℃，控制ph在9-10；

(5)-5-0℃保溫15min；

(6)將上述反應(yīng)液滴加入50℃的濃鹽酸中，體系溫度控制在50±3℃，滴加用時25-30min；

(7)滴加完成后50±3℃保溫2h，反應(yīng)完成；

所述的氫氧化鈉水溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％；

所述的步驟(1)與步驟(4)中氫氧化鈉水溶液中的氫氧化鈉與步驟(2)中鹽酸羥胺的摩爾比均為1:1；

所述步驟(3)中的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液濃度為0.1m，且其中碳酸鈉溶液與碳酸氫鈉溶液的體積比1:9，用量為步驟(1)中氫氧化鈉水溶液質(zhì)量的1/10；

所述的步驟(4)中乙酰乙酸甲酯或乙酰乙酸乙酯和步驟(2)中鹽酸羥胺摩爾比為1:1；

所述的步驟(6)中濃鹽酸質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％，用量為鹽酸羥胺質(zhì)量的6倍。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明利用碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液穩(wěn)定在雙滴加氫氧化鈉水溶液和乙酰乙酸甲(乙)酯過程中造成反應(yīng)體系ph值的波動，進(jìn)一步限定了碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液中的二者比值及在反應(yīng)中的用量，在確定上述參數(shù)后，能較好控制反應(yīng)體系ph值在9-10，更加適合本發(fā)明中的反應(yīng)。

反應(yīng)完成后，降溫至室溫時滴加氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格，繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾即可得到惡霉靈產(chǎn)品，本發(fā)明所獲的惡霉靈外觀為類白色，收率70％以上，純度在97％以上，遠(yuǎn)高于現(xiàn)有技術(shù)。

綜上所述，本發(fā)明以乙酰乙酸甲(乙)酯和鹽酸羥胺為原料，利用碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液穩(wěn)定在雙滴加氫氧化鈉水溶液和乙酰乙酸甲(乙)酯過程中造成反應(yīng)體系ph值的波動，能較好控制反應(yīng)體系ph值在9-10，縮合反應(yīng)完成后再將縮合料液緩慢滴加入預(yù)熱的濃鹽酸中進(jìn)行閉環(huán)反應(yīng)，該合成方法可顯著減小雜質(zhì)生成，顯著提高惡霉靈收率至70％以上，且對環(huán)境污染小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例對發(fā)明涉及的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說明，以便有助于本發(fā)明的理解，但不作為對技術(shù)方案的限制，除特別提及的以外，組分比例均為重量百分比。

實施例1

一種惡霉靈的合成方法，其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液96g；

(2)投入鹽酸羥胺50g，-10℃反應(yīng)10min；

(3)加入0.1mol/l的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液9.6g(v(碳酸鈉)：v(碳酸氫鈉)＝1:9)；

(4)勻速雙滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液和84.3g的乙酰乙酸甲酯，滴加時間30min，控溫至-5-0℃，控制ph在9-10；

(5)-5-0℃保溫15min；

(6)將上述反應(yīng)液滴加入300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％的50℃濃鹽酸中，滴加時間25min，滴加控制溫度為50±3℃；

(7)50±3℃保溫2h，反應(yīng)完成；

(8)降溫至室溫時滴加30％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格；

(9)繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾得到惡霉靈產(chǎn)品，外觀為類白色，干燥后得到干重52.9g,純度97％，收率72％。

實施例2

一種惡霉靈的合成方法，其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液192g；

(2)投入鹽酸羥胺100g，-10℃反應(yīng)10min；

(3)加入0.1mol/l的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液19.2g(v(碳酸鈉)：v(碳酸氫鈉)＝1:9)；

(4)勻速雙滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液和168.6g乙酰乙酸甲酯，控溫至-5-0℃，控制ph在9-10；

(5)-5-0℃保溫15min；

(6)將上述反應(yīng)液滴加入600g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％的50℃濃鹽酸中，滴加時間30min，滴加控制溫度為50±3℃；

(7)50℃保溫2h，反應(yīng)完成；

(8)降溫至室溫時滴加30％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格；

(9)繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾得到惡霉靈產(chǎn)品，外觀為類白色，干燥后得到干重100.7g，純度97％，收率70％。

實施例3

一種惡霉靈的合成方法，其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液192g；

(2)投入鹽酸羥胺100g，-10℃反應(yīng)10min；

(3)加入0.1mol/l的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液19.2g(v(碳酸鈉)：v(碳酸氫鈉)＝1:9)；

(4)勻速雙滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液和187.1g乙酰乙酸乙酯，控溫至-5-0℃，控制ph在9-10；

(5)-5-0℃保溫15min；

(6)將上述反應(yīng)液滴加入600g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％的50℃濃鹽酸中，滴加時間28min，滴加控制溫度為50±3℃；

(7)50℃保溫2h，反應(yīng)完成；

(8)降溫至室溫時滴加30％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格；

(9)繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾得到惡霉靈產(chǎn)品，外觀為類白色，干燥后得到干重100.3g，純度97.5％，收率70.4％。

比較例1

一種惡霉靈的合成方法，其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液96g；

(2)投入鹽酸羥胺50g，-10℃反應(yīng)10min；

(3)勻速雙滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液和84.3g的乙酰乙酸甲酯，滴加時間30min，控溫至-5-0℃，控制ph在9-10；

(4)-5-0℃保溫15min；

(5)將上述反應(yīng)液滴加入300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％的50℃濃鹽酸中，滴加時間25min，滴加控制溫度為50±3℃；

(6)50±3℃保溫2h；

(7)降溫至室溫時滴加30％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格；

(8)繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾得到惡霉靈產(chǎn)品，外觀為類白色，干燥后得到干重42.5g,純度97.2％，收率58％。

可見在不采用本發(fā)明所述的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液情況下，收率明顯降低。

比較例2

一種惡霉靈的合成方法，其具體步驟如下：

(1)-10℃下向干凈的反應(yīng)瓶中投入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液96g；

(2)投入鹽酸羥胺50g，-10℃反應(yīng)10min；

(3)加入0.1mol/l的碳酸鈉-碳酸氫鈉緩沖液9.6g(v(碳酸鈉)：v(碳酸氫鈉)＝1:9)；

(4)勻速雙滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30％的氫氧化鈉水溶液和84.3g的乙酰乙酸甲酯，滴加時間30min，控溫至-5-0℃，控制ph在9-10；

(5)-5-0℃保溫15min；

(6)將縮合反應(yīng)液用時2min加入300g質(zhì)量分?jǐn)?shù)為36％-38％的50℃濃鹽酸中；

(7)50±3℃保溫2h，反應(yīng)完成；

(8)降溫至室溫時滴加30％氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測ph合格；

(9)繼續(xù)降溫至0℃保溫1h，抽濾得到惡霉靈產(chǎn)品，外觀為類白色，干燥后得到干重45.3g,純度97.5％，收率62％。

可見快速將反應(yīng)液加入到熱濃鹽酸中會導(dǎo)致最終收率下降，實施例中采用的滴加方式為最佳方式。