本發(fā)明涉及二甲戊靈制備,具體涉及一種二甲戊靈的分離提純方法。
背景技術(shù):
1、二甲戊靈(dimethenamid-p),化學(xué)名稱為2-(2,4-二氯苯氧基)-n,n-二甲基乙酰胺分子式為c13h19n3o4,屬二硝基苯胺類除草劑,主要抑制分生組織細胞分裂,不影響雜草種子萌發(fā),而是在雜草種子萌發(fā)過程中幼芽、莖和根吸收藥劑后起作用。主要適用于玉米、大豆、棉花、蔬菜及果園,防除馬唐、狗尾草、早熟禾、看麥娘、牛筋草、灰黎、鱧腸、龍葵、藜、莧等一年生禾本科和闊葉雜草,對菟絲子幼苗生長也有很強的抑制作用。
2、目前,二甲戊靈的制備工藝主要包括直接酯化法、grignard反應(yīng)法、直接胺化法和連續(xù)流反應(yīng)法。許多國家和地區(qū)對農(nóng)藥產(chǎn)品有嚴格的純度和雜質(zhì)限量規(guī)定(高純度的二甲戊靈可以減少對環(huán)境的影響,降低殘留風(fēng)險),因此在實際生產(chǎn)過程中,為了保證產(chǎn)品質(zhì)量,通常需要對二甲戊靈進行分離提純,以去除副產(chǎn)物和雜質(zhì)。目前二甲戊靈的分離提純方法包括溶劑結(jié)晶法、層析柱法、高效液相色譜法、萃取法和蒸餾法。其中,溶劑結(jié)晶法操作簡單,但純度提升有限,需要多次結(jié)晶才能達到所需的純度,同時溶劑存在溶劑殘留問題;柱層析法分離效果好,但操作復(fù)雜,耗時較長,不適合大規(guī)模生產(chǎn);高效液相色譜法設(shè)備成本高,操作復(fù)雜,維護成本高;萃取法適用于處理大量樣品,但使用萃取劑可能存在溶劑殘留問題;蒸餾法操作簡單,適用于去除揮發(fā)性雜質(zhì),但對于沸點相近的化合物分離效果不佳,且高溫下可能會發(fā)生分解。目前行業(yè)內(nèi)普遍采用的是分子蒸餾結(jié)合精餾的方式進行二甲戊靈的純化,但分子蒸餾結(jié)合精餾的方式提純至后期時釜殘量大,蒸餾危險易爆炸,同時收率低、能耗高。因此,亟需開發(fā)一種新型的、安全且高效的二甲戊靈純化方法。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、本發(fā)明意在提供一種二甲戊靈的分離提純方法,以解決現(xiàn)有技術(shù)中二甲戊靈分離提純時存在的無法兼顧安全性、高效性及分離純度的問題。
2、為達到上述目的,本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:一種二甲戊靈的分離提純方法,包括如下步驟:將二甲戊靈融化后進行三級熔融結(jié)晶,一級結(jié)晶發(fā)汗液套回一級結(jié)晶,一級結(jié)晶母液去往二級結(jié)晶;二級結(jié)晶得到的產(chǎn)品套回一級結(jié)晶,二級結(jié)晶發(fā)汗液套回二級結(jié)晶,二級結(jié)晶母液去往三級結(jié)晶;三級結(jié)晶得到的產(chǎn)品套回二級結(jié)晶,三級結(jié)晶發(fā)汗液套回三級結(jié)晶,三級結(jié)晶母液收集多批次后進行分子蒸餾,分子蒸餾得到的產(chǎn)品套回三級結(jié)晶。
3、優(yōu)選的,作為一種改進,一級結(jié)晶的降溫速度為在1~2℃/h。
4、優(yōu)選的,作為一種改進,一級結(jié)晶時,介質(zhì)溫度49℃,內(nèi)溫51~53℃,結(jié)晶時間為1~5h。
5、優(yōu)選的,作為一種改進,一級結(jié)晶的發(fā)汗溫度為51~59℃,發(fā)汗時間為5~10h。
6、優(yōu)選的,作為一種改進,二級結(jié)晶的降溫速度為在1~2℃/h。
7、優(yōu)選的,作為一種改進,二級結(jié)晶時,介質(zhì)溫度48℃,內(nèi)溫為51~53℃,結(jié)晶時間為1~5h。
8、優(yōu)選的,作為一種改進,二級結(jié)晶的發(fā)汗溫度為51~58℃,發(fā)汗時間為5~10h。
9、優(yōu)選的,作為一種改進,三級結(jié)晶的降溫速度為在1~2℃/h。
10、優(yōu)選的,作為一種改進,三級結(jié)晶時,先在介質(zhì)溫度48℃,內(nèi)溫50.8℃,溫差1~2℃下結(jié)晶2.0h;然后在介質(zhì)溫度47℃,內(nèi)溫49.5℃,溫差2~3℃下再結(jié)晶1.0h。
11、優(yōu)選的,作為一種改進,三級結(jié)晶的發(fā)汗溫度為50~55.5℃,發(fā)汗時間為5~10h;分子蒸餾的條件為:在溫度120~140℃,壓力20~50pa真空下進行。
12、本方案的原理及優(yōu)點是:實際應(yīng)用時,目前行業(yè)內(nèi)針對二甲戊靈的提純普遍采用精餾的方式或者精餾與分子蒸餾耦合的方式;而本技術(shù)方案中,采用熔融結(jié)晶代替精餾對二甲戊靈進行純化處理,熔融結(jié)晶是指根據(jù)待處理物料的熔點差異,通過逐步降低初始混合態(tài)/雜質(zhì)態(tài)物料的溫度達到部分結(jié)晶來實現(xiàn)的,結(jié)晶析出的固相與母液存在濃度差,從而達到分離提純的目的。本方案采用熔融結(jié)晶提純的優(yōu)勢在于:
13、1、純度高:通過精確控制冷卻速率和溫度,可以有效地從混合物中分離出高純度的晶體。在熔融狀態(tài)下,雜質(zhì)往往不易形成晶體,從而可以被有效地去除。
14、2、操作簡便:相較于其他分離技術(shù),熔融結(jié)晶的操作相對簡單,易于工業(yè)化生產(chǎn)。不需要復(fù)雜的設(shè)備和過多的化學(xué)試劑,降低了操作難度和成本。
15、3、能耗低:熔融結(jié)晶通常在較低的溫度下進行,相較于需要高溫蒸發(fā)的其他方法,能耗較低。對于熱敏性物質(zhì)而言,低溫操作可以避免物質(zhì)的分解或變性。而現(xiàn)有高純化學(xué)品通常經(jīng)過多到精餾實現(xiàn),精餾過程中,除了蒸汽加熱外,往往伴隨著高真空,能耗非常高。汽化熱是熔融熱的2~3倍,因此,熔融結(jié)晶的能耗僅相當于精餾的10~30%。
16、4、適用范圍廣:熔融結(jié)晶適用于多種類型的化合物,包括有機化合物、無機化合物等。特別適用于處理那些在常溫下為固體但在較低溫度下可以熔化的物質(zhì)。
17、5、易于放大生產(chǎn):熔融結(jié)晶過程易于從小規(guī)模實驗放大到工業(yè)化生產(chǎn)。通過優(yōu)化冷卻速率和發(fā)汗速率等參數(shù),可以有效地控制晶體的生長。
18、6、可控制晶型:通過控制冷卻條件,可以有效地控制晶體的生長方向和形狀,從而影響產(chǎn)品的物理性質(zhì)。對于某些藥物來說,不同的晶型可能具有不同的生物利用度和穩(wěn)定性。
19、7、環(huán)境友好:熔融結(jié)晶過程中不需要使用大量的溶劑,減少了對環(huán)境的影響。對于需要回收和再利用的溶劑,熔融結(jié)晶可以減少溶劑處理的需求。
20、8、易于自動化:熔融結(jié)晶過程可以通過自動化控制系統(tǒng)進行精確控制,提高了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的一致性。
21、9、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定:通過優(yōu)化工藝條件,可以獲得粒度分布均勻、純度高的晶體產(chǎn)品。有助于提高產(chǎn)品的穩(wěn)定性和一致性,滿足嚴格的法規(guī)要求。
22、熔融液經(jīng)過結(jié)晶后,晶體在結(jié)晶器壁上析出,在晶體的表面和內(nèi)部還包藏部分雜質(zhì),所以還需要對結(jié)晶后的粗晶體進行提純。本技術(shù)方案利用發(fā)汗操作完成進一步提純的過程,將含有雜質(zhì)的結(jié)晶,緩慢升高溫度到接近熔點(平衡溫度)附近,含雜質(zhì)較多的局部晶層熔點較低,首先融化而從晶體內(nèi)部滲出。在此過程中,發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),發(fā)汗后晶體的純度不僅與加熱溫度、加熱速率有關(guān),而且與晶層的形成和生長過程有關(guān),降溫速率快、結(jié)晶溫度低會增加晶層的厚度,雜質(zhì)也會增多,發(fā)汗提純的效果越好。對于層結(jié)晶,隨著發(fā)汗時間的延長,晶層內(nèi)的雜質(zhì)包藏體熔點低,會首先融化并向溫度高的方向移動,包藏體的體積越大,移動速度就越快。此外,包藏體的移動速度也會受晶層結(jié)構(gòu)的影響,發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),包藏體在以較慢降溫速度形成的晶層中移動速度較快。此外,在技術(shù)研發(fā)階段,熔融結(jié)晶的降溫速率以及發(fā)汗速率是本技術(shù)方案的難點及關(guān)鍵點之一,會對產(chǎn)品的純度和收率產(chǎn)生關(guān)鍵影響,且熔融結(jié)晶與發(fā)汗之間存在協(xié)同作用,相互影響。發(fā)明人通過對熔融結(jié)晶和發(fā)汗速率的整體優(yōu)化,獲得了較優(yōu)的條件控制范圍。綜上,發(fā)明人對于結(jié)晶、發(fā)汗過程中的溫度、升溫速率、降溫速率進行整體優(yōu)化,從而達到高效純化二甲戊靈的目的。