本發(fā)明涉及化學(xué)合成領(lǐng)域，特別是涉及一種一鍋法合成草甘膦的方法。

背景技術(shù)：

1、草甘膦(glyphosate；n-(phosphonomethyl)glycine)是一種廣效型的有機(jī)磷除草劑。目前主流的草甘膦的生產(chǎn)方法主要是以甘氨酸及亞磷酸二甲酯為原料的生產(chǎn)方法，其由亞磷酸二甲酯與甲醛、甘氨酸等反應(yīng)生成草甘膦二甲酯，然后水解得草甘膦，此法有效率高，純度高等優(yōu)點(diǎn)，但該方法的收率通常在80％-85％之間，且需要消耗三乙胺等催化劑，并涉及甲醇溶劑的回收，生產(chǎn)系統(tǒng)比較復(fù)雜，原子收率也不夠理想。除此之外，還有通過羥基乙腈、亞氨基二乙腈水解制備ida后，再與甲醛加成制備雙甘膦，再氧化得到草甘膦的方法，也被廣泛采用，但這種方法同樣存在反應(yīng)步驟多、工藝流程長，產(chǎn)品收率不夠理想等問題。

2、中國發(fā)明專利申請cn117069759a公開了一種草甘膦及其鹽類衍生物的合成方法，包括將n-羥甲基甘氨酸或n-羥甲基甘氨酸酯、有機(jī)溶劑和亞磷酸混合攪拌均勻，將反應(yīng)體系升溫至所述有機(jī)溶劑的沸點(diǎn)以上，對蒸發(fā)后的冷凝液進(jìn)行脫水后，將所述有機(jī)溶劑回流到反應(yīng)體系，生成草甘膦。該方法使用有機(jī)溶劑會(huì)帶來溶劑損耗，且有機(jī)溶劑的回收需要耗能，成本較高。

3、需要說明的是，在上述背景技術(shù)部分公開的信息僅用于對本申請的背景的理解，因此可以包括不構(gòu)成對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員已知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、為彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供一種一鍋法合成草甘膦的方法。

2、本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

3、一種一鍋法合成草甘膦的方法，其包括如下步驟：

4、(1)將物料a和三氯化磷進(jìn)行混合反應(yīng)得到含有草甘膦的混合物，其中，所述物料a中包含n-羥甲基甘氨酸鹽、縛酸劑和水，在反應(yīng)過程中控制反應(yīng)體系的ph值不低于4，反應(yīng)過程為：三氯化磷水解成亞磷酸和鹽酸，亞磷酸與n-羥甲基甘氨酸鹽進(jìn)行反應(yīng)生成草甘膦，同時(shí)，n-羥甲基甘氨酸鹽中的陽離子以及縛酸劑中的陽離子與鹽酸生成相應(yīng)的鹽酸鹽；

5、(2)將經(jīng)步驟(1)反應(yīng)后得到的含有草甘膦的混合物進(jìn)行后處理，得到草甘膦成品。

6、優(yōu)選地，步驟(1)的反應(yīng)溫度為0-60℃。

7、優(yōu)選地，步驟(1)的反應(yīng)溫度為5-35℃。

8、優(yōu)選地，步驟(1)中控制反應(yīng)體系的ph值在4-6范圍內(nèi)。

9、優(yōu)選地，所述縛酸劑用于在反應(yīng)過程中控制反應(yīng)體系的ph值不低于4，所述縛酸劑為可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽中的至少一種。

10、優(yōu)選地，所述物料a中，所述n-羥甲基甘氨酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-30％。

11、優(yōu)選地，所述物料a中的n-羥甲基甘氨酸鹽為n-羥甲基甘氨酸鈉、n-羥甲基甘氨酸鉀、n-羥甲基甘氨酸銨中的至少一種。

12、優(yōu)選地，所述物料a中，所述n-羥甲基甘氨酸鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-25％。

13、優(yōu)選地，步驟(2)中的所述后處理包括過濾、洗滌、脫水、重結(jié)晶、干燥中的至少一種。

14、優(yōu)選地，所述一鍋法是指釜式反應(yīng)，所述方法包括如下步驟：

15、(1.1)將n-羥甲基甘氨酸鹽的水溶液投入反應(yīng)釜中，加入縛酸劑攪拌，直至形成乳白色均一懸浮和呈現(xiàn)良好分散的懸濁液，作為物料a；優(yōu)選地，所述n-羥甲基甘氨酸鹽為n-羥甲基甘氨酸鈉；

16、(1.2)將三氯化磷滴加在所述懸濁液中，控制反應(yīng)溫度在0-60℃，控制反應(yīng)體系的ph值在4-6，待反應(yīng)結(jié)束后，冷卻到常溫后放料，過濾，得到草甘膦粗品；

17、(1.3)將所述草甘膦粗品用水洗滌、脫水、干燥后得到草甘膦成品。

18、優(yōu)選地，所述一鍋法是指連續(xù)流反應(yīng)，所述方法包括如下步驟：

19、(1-1)將n-羥甲基甘氨酸鹽、縛酸劑和水充分?jǐn)嚢杌旌?，形成均勻混合的懸浮液，作為物料a；優(yōu)選地，所述n-羥甲基甘氨酸鹽為n-羥甲基甘氨酸鈉；

20、(1-2)控制所述物料a的進(jìn)料溫度為25～50℃，三氯化磷的進(jìn)料溫度為0～15℃，并設(shè)定連續(xù)流反應(yīng)器的反應(yīng)溫度為0-60℃，開啟對物料a和三氯化磷的連續(xù)進(jìn)料，物料a和三氯化磷分別通過進(jìn)料泵控制流量，確保物料a中n-羥甲基甘氨酸鹽的摩爾量與三氯化磷的摩爾量按1:1等摩爾流速分別進(jìn)入混合器，經(jīng)過混合器的快速混合后，進(jìn)入連續(xù)流反應(yīng)器中反應(yīng)，待反應(yīng)結(jié)束后，收集反應(yīng)液，過濾得到草甘膦粗品；

21、(1-3)將所述草甘膦粗品經(jīng)過洗滌、脫水、干燥、重結(jié)晶處理后，得到草甘膦成品。

22、本發(fā)明具有如下優(yōu)點(diǎn)：

23、與采用亞磷酸二甲酯為原料的現(xiàn)有生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明不引入鈣鹽、無需引入三乙胺等催化劑，無需合成亞氨基二乙酸、亞磷酸二甲酯等中間體，也無需外購亞磷酸二甲酯等昂貴原料，可直接用可溶于水的n-羥甲基甘氨酸鹽與三氯化磷一鍋法合成，制備高純度的草甘膦。本發(fā)明不會(huì)副產(chǎn)氯甲烷等難處理的副產(chǎn)物，具有合成步驟少、流程短，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品雜質(zhì)少，產(chǎn)品純度高等優(yōu)點(diǎn)。

24、與cn117069759a的生產(chǎn)工藝相比，本發(fā)明不使用有機(jī)溶劑，也不再需要外購亞磷酸等昂貴原料進(jìn)行投料，而是直接采用更為廉價(jià)的三氯化磷作為原料，在水溶液體系下，一鍋法合成草甘膦，成本更低。

25、綜上，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于：收率更高，降低了溶劑使用成本(使用有機(jī)溶劑不僅價(jià)格高昂，不可避免會(huì)帶來溶劑損耗，有機(jī)溶劑的回收需要耗能，面臨的安全風(fēng)險(xiǎn)也更大一些)，用更加廉價(jià)易得的三氯化磷取代了亞磷酸/亞磷酸二甲酯，成本更低，產(chǎn)品收率更高，具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益，具體來說，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)包括：

26、1、用低成本原料、較少的反應(yīng)步驟，實(shí)現(xiàn)高轉(zhuǎn)化率(>90％)和高原子收率；

27、2、易于規(guī)模化量產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)全連續(xù)全自動(dòng)化生產(chǎn)，減少人工成本；

28、3、提高草甘膦及其鹽類等衍生產(chǎn)品的生產(chǎn)效率，大幅度降低生產(chǎn)成本(降低30％-50％)；

29、4、減少或消除三廢排放，生產(chǎn)工藝綠色、環(huán)保、安全；

30、5、易于實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)，降低大規(guī)模生產(chǎn)的設(shè)備投資成本。

技術(shù)特征：

1.一種一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，步驟(1)的反應(yīng)溫度為0-60℃。

3.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，步驟(1)的反應(yīng)溫度為5-35℃。

4.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，步驟(1)中控制反應(yīng)體系的ph值在4-6范圍內(nèi)。

5.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，所述縛酸劑用于在反應(yīng)過程中控制反應(yīng)體系的ph值不低于4，所述縛酸劑為可溶性碳酸鹽或碳酸氫鹽中的至少一種。

6.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，所述物料a中，所述n-羥甲基甘氨酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1-30％；優(yōu)選，所述物料a中的n-羥甲基甘氨酸鹽為n-羥甲基甘氨酸鈉、n-羥甲基甘氨酸鉀、n-羥甲基甘氨酸銨中的至少一種。

7.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，所述物料a中，所述n-羥甲基甘氨酸鹽的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15-25％。

8.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，步驟(2)中的所述后處理包括過濾、洗滌、脫水、重結(jié)晶、干燥中的至少一種。

9.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，所述一鍋法是指釜式反應(yīng)，所述方法包括如下步驟：

10.如權(quán)利要求1所述的一鍋法合成草甘膦的方法，其特征在于，所述一鍋法是指連續(xù)流反應(yīng)，所述方法包括如下步驟：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種一鍋法合成草甘膦的方法，其包括如下步驟：(1)將物料A和三氯化磷進(jìn)行混合反應(yīng)得到含有草甘膦的混合物，其中，所述物料A中包含N?羥甲基甘氨酸鹽、縛酸劑和水，在反應(yīng)過程中控制反應(yīng)體系的pH值不低于4，反應(yīng)過程為：三氯化磷水解成亞磷酸和鹽酸，亞磷酸與N?羥甲基甘氨酸鹽進(jìn)行反應(yīng)生成草甘膦，同時(shí)，N?羥甲基甘氨酸鹽中的陽離子以及縛酸劑中的陽離子與鹽酸生成相應(yīng)的鹽酸鹽；(2)將經(jīng)步驟(1)反應(yīng)后得到的含有草甘膦的混合物進(jìn)行后處理，得到草甘膦成品，本發(fā)明具有合成步驟少、流程短，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品收率高、純度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)研發(fā)人員：談?dòng)钋?黃旭林,任琪
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市美凱特科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/23