第26卷第6期2005年12月
青岛科技大学学报
JournalofQingdaoUniversityofScienceandTechnology
V01.26No.6Dec.2005
文章编号:1672—6987(2005)06—0479一05
丁草胺合成的新工艺
秦瑞香L2,于世涛1。刘福胜1。王金波1
(1.青岛科技大学化工学院,山东青岛2660421;2.潍坊科技职业学院化工系,山东潍坊262700)
摘
要:以2,6一二乙基苯胺、甲醛、氯乙酰氯和正丁醇为主要原料,采用一种经济环保的
工艺路线,对除草剂丁草胺的合成进行了研究。考察了反应条件对反应结果的影响,获得了较佳的反应条件:烯胺化反应中n(2,6一二乙基苯胺):咒(甲醛)一1:1.5,反应温度75~80℃,反应时间2h;酰化反应中n(2,6一二乙基苯胺):7z(氯乙酰氯)=1:1.1,反应温度30~35℃,反应时间1h;醚化反应中n(2,6一二乙基苯胺):佗(丁醇)=1:5.5,反应温度50℃,反应时间5h。在较佳反应条件下,产品纯度为93%左右,产品收率达87%以上。研究结果表明,该工艺路线是合成除草剂丁草胺的适宜路线,该合成路线反应条件温和、三废少、无设备腐蚀、产品质量分数与收率高。关键词:除草剂;丁草胺;2,6一二乙基苯胺中图分类号:TQ
457
文献标识码:A
Study
ona
NewProcessforSynthesisofButachlor
QINRui—xian91”,YUShi—ta01,LIUFu-shen91,WANGJin—b01
(1.CollegeofChemicalEngineering,Qingdao
2.Departmentof
UniversityScience
ofScience
and
Technology,Qingdao266042,China:
Chemical
Engineering,WeifangandTechnologyVocationalCollege,Weifang262700,China)
Abstract:Anewprocessforthesynthesisofbutachlorwasstudiedbyusingformalde—
hyde,2,6一diethylaniline,chloroacetylchlorideandbutanol
effectsofreaction
conditions
on
as
starting
materials.The
results
wereexamined,andtheoptimumconditions
wereobtained.Inthefirststep,n(2,6一diethylaniline)。咒(formaldehyde)一1:1.5,re—actiontemperature75~80℃,reactiontime2h.Inthesecondstep,押(2,6一diethylani一1ine)2n(chloroacetylchloride)一1:1.1,reactiontemperature30--.35℃,reactiontime1h.Inthethirdstep,,z(2,6一diethylaniline)2咒(butan01)一1:5.5,reactiontempera—
ture
50℃,reactiontime5
h.Undertheoptimumconditions,thepurityandyieldof
theproductwereabout93%and87%respectively.
Keywords:herbicide;butachlor;2,6一diethylaniline
丁草胺(英文名称butachlor)是一种高效的芽前选择性酰胺类除草剂。主要用于防除水田和旱地以种子萌发的禾本科杂草、一年生莎草及一些一年生阔叶杂草[1]。目前,国内外合成丁草胺主要有3种方法:一种是氯甲基丁醚工艺路线R ̄4],此路线有设备腐蚀严重、固体烧碱用量过
大、产生的三废量(尤其是废水)较大,且难以处理、生产成本较高等缺点;另一种是亚甲基苯胺工艺路线,该方法的缺点是:工艺不太成熟,有待于改进,国内尚未实现工业化;第三种是醚基转移工艺路线,该法的缺点是不适合于工业化应用口]。因此,人们一直在致力于各种新工艺的研究。本
收稿日期:2005—03—24
作者简介:秦瑞香(1977~),女,硕士研究生;指导教师:于世涛(1963~),男,教授
第6期
秦瑞香等:丁草胺合成的新工艺
481
分析表中数据可以看出,在所考察的反应条件下,随着甲醛用量的增加,2,6一二乙基苯胺转化率及丁草胺收率逐渐增加,当竹(2,6一二乙基苯胺):行(甲醛)达到1:1.5时,产物收率达到93%以上。再继续增加甲醛的用量,产物收率反
而显著下降。这是因为过量的甲醛中的活泼氢与氯乙酰氯反应产生强酸性的HCl,该HCI会导致多种副反应,从而降低产物丁草胺的收率。因此选择n(2,6一二乙基苯胺):靠(甲醛)一1:1.5。
2.1.2
2,6一二乙基苯胺和氯乙酰氯摩尔配比的影响
保持其它反应条件不变,考察了n(2,6一二乙基苯胺):,z(氯乙酰氯)分别为1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.2时,反应结果的变化,所得结果见表2。
表2
2。6-二乙基苯胺与氯乙酰氯摩尔配比对
丁草胺收率和纯度的影响
Table
2
Effectofn(2,6一diethylaniliane):
n(ehloroacetylchloride)onyieldand
purity
ofbutachlor
表中的结果说明,随着氯乙酰氯摩尔配比的增加,丁草胺的收率和纯度开始时都有所增加,但当n(2,6一二乙基苯胺):jr/(氯乙酰氯)大于1:1.1后,所得丁草胺的收率和纯度反而降低。这是因为氯乙酰氯用量增大,能够提高反应转化率,当其过量太多时,由于氯乙酰氯非常活泼,容易发生水解和醇解产生强酸性的HCl,导致多种副反应,从而降低丁草胺的收率和纯度。因此可选择2,6一二乙基苯胺和丁醇摩尔配比的影响
保持其它反应条件不变,考察了2,6一二乙基苯胺和丁醇摩尔配比对反应结果的影响,所得结果见表3。
表中的结果说明,增加正丁醇的用量可使丁草胺的纯度增加,但当n(2,6一二乙基苯胺):咒(正丁醇)达到1:5.5后,产品的收率和纯度不再有明显的提高。考虑到丁醇配比过大,会增加
丁醇回收过程的负荷与成本,因此,选择咒(2,6一二乙基苯胺):靠(丁醇)一1:5.5。
裹3
2。6-二乙基苯胺和丁醇摩尔配比对丁草胺收率和纯度的影响
Table3
Effectofn(2,6-diethylaniline):
n(butan01)onyield
andpurity
ofbutachlor
2.2反应温度对反应结果的影响2.2.1烯胺化反应温度的影响
保持其它反应条件相同,考察烯胺化反应温度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表4。表4说明,随着反应温度的提高,产物收率逐渐增加,在75~80℃条件下,产物收率可达85%以上。因此,选择反应温度为75~80℃。
衰4烯胺化反应温度对丁草胺收率和纯度的影响
Table
4
Effectof
reaction
temperature
on
yield
and
purity
ofbutachlorinthe
first
step
2.2.2酰化反应温度的影响
保持其它反应条件相同,考察了酰化反应温表5酰化反应温度对丁草胺收率和纯度的影响
Table
5
Effectofreaction
temperature
on
purityand
yield
of
butaehlorinthe
secondstep
n(2,6一二乙基苯胺):行(氯乙酰氯)一1:1.1。
2.1.3
度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表5。
482
青岛科技大学学报
第26卷
表中的结果说明,酰化温度太高和太低都对表8酰化反应时间对丁草胺纯度与收率的影响
产品的收率和纯度不利,因此选择酰化反应的温Table
8
Effectofreactiontime
ON
purityand
度为30~35℃。
yieldofbutachlor
inthe
secondstep
2.2.3醚化反应温度的影响
+保持其它反应条件相同,考察了醚化反应温度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表6。表中的结果说明,50℃以下反应温度的变化对丁草胺收率及纯度的影响较小,但从反应速度及生产过程经济性方面考虑,选择醚化反应的温度为
2.3.3醚化反应时间的影响
50℃。
保持其它反应条件相同,考察了醚化反应时间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表9。表中的结果说明,增加醚化反应时间对产品的收率和纯度有利,但反应时间超过5h以后不再有明显的影响。因此,可选择醚化反应的时间为5
h。
兰鬻裘9醚化反应时问对丁草胺纯度和收率的影响
兰专篡
Table
9
Effectofreaction
time
on
purityand
yieldofbutachlor
in
thethird
step
2.3反应时间对反应结果的影响2.3.1烯胺化反应时间的影响
保持其它反应条件相同,考察了烯胺化反应时间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表7。图中的结果说明,反应时间太短,使原料不能完全转化,但反应时间为2h时,2,6一二乙基苯胺转化率达到98.4%,再延长反应时间,原料转化率无3
丁草胺及主要杂质的结构确定
显著增加。因此,选择烯胺化反应的时间为2
h。
合成的丁草胺产品纯度采用气相色谱外标法
表7烯胺化反应时间对原料转化率的影响
进行测定,其色谱图见图1。从图1可以看出,所Table7
Effect
ofreactiontime
onconversion得产品中除丁草胺外还存在另外3种杂质,图2of
2,6-diethylanilineinthe
first
step
~图5分别是它们的质谱图。分析图1可知,丁反应时间/h
原料转化率/%
草胺气相色谱图中保留时间5.450、10.064、
15.61和20.624min处,依次是氯乙酸丁酯、原
87.3
料2,6一二乙基苯胺、2’,6,-二乙基氯代乙酰替苯
98.490.7
胺和丁草胺的峰,其中丁草胺的纯度为93.6%。
98.7
IQanCC
Nl5
o
I
2.3.2酰化反应时间的影响
lD保持其它反应条件相同,考察了酰化反应时D
唇
昌
蔓
景
间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表8。圳㈥㈣㈣。
=:;苹T
表8中的结果说明,当反应时问超过1h后,随反t/min
应时间的延长,丁草胺的收率和纯度有所下降,但图1丁草胺气相色谱图
影响不显著。因此选择酰化反应时间为1
h。
Fig.1
Gas
ehromatogramof
butachlor
丁草胺合成的新工艺
作者:作者单位:
秦瑞香, 于世涛, 刘福胜, 王金波, QIN Rui-xiang, YU Shi-tao, LIU Fu-sheng,WANG Jin-bo
秦瑞香,QIN Rui-xiang(青岛科技大学,化工学院,山东,青岛,2660421;潍坊科技职业学院,化工系,山东,潍坊,262700), 于世涛,刘福胜,王金波,YU Shi-tao,LIU Fu-sheng,WANG Jin-bo(青岛科技大学,化工学院,山东,青岛,2660421)
青岛科技大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCEEDITION)2005,26(6)1次
刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
参考文献(8条)
1.Rodriguez Gilbert Process for N-methylenation of aniline derivatives using a formaldehyde-aclcoholcomplex 1992
2.Rodriguez Gilbert Process for conducting chemical reaction with formaldehyde 19953.Winfried Richarz;Ludwigsh afen;Dietrich Mangile Preratation of aromatic azomethines 19854.鲍建新 丁草胺气相色谱分析法的探讨 1986(01)5.涂立生 丁草胺酰化工艺及其进展 1998(04)
6.Pinter K D;Balatonfuzfo G H;Kolonics Z Process for the preparation of 2,6-dialkyl-N-alkoxymethyl-2-chloro-acetanilides 1983
7.蒋洪涛 丁草胺合成方法简介 1991(02)
8.沙家骏;王容弟;周良佳 化工产品手册(农用化学品卷) 1999
引证文献(1条)
1.尤勇军 乙草胺生产中酰化工段的影响因素[期刊论文]-山西化工 2008(5)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qdhgxyxb200506003.aspx
第26卷第6期2005年12月
青岛科技大学学报
JournalofQingdaoUniversityofScienceandTechnology
V01.26No.6Dec.2005
文章编号:1672—6987(2005)06—0479一05
丁草胺合成的新工艺
秦瑞香L2,于世涛1。刘福胜1。王金波1
(1.青岛科技大学化工学院,山东青岛2660421;2.潍坊科技职业学院化工系,山东潍坊262700)
摘
要:以2,6一二乙基苯胺、甲醛、氯乙酰氯和正丁醇为主要原料,采用一种经济环保的
工艺路线,对除草剂丁草胺的合成进行了研究。考察了反应条件对反应结果的影响,获得了较佳的反应条件:烯胺化反应中n(2,6一二乙基苯胺):咒(甲醛)一1:1.5,反应温度75~80℃,反应时间2h;酰化反应中n(2,6一二乙基苯胺):7z(氯乙酰氯)=1:1.1,反应温度30~35℃,反应时间1h;醚化反应中n(2,6一二乙基苯胺):佗(丁醇)=1:5.5,反应温度50℃,反应时间5h。在较佳反应条件下,产品纯度为93%左右,产品收率达87%以上。研究结果表明,该工艺路线是合成除草剂丁草胺的适宜路线,该合成路线反应条件温和、三废少、无设备腐蚀、产品质量分数与收率高。关键词:除草剂;丁草胺;2,6一二乙基苯胺中图分类号:TQ
457
文献标识码:A
Study
ona
NewProcessforSynthesisofButachlor
QINRui—xian91”,YUShi—ta01,LIUFu-shen91,WANGJin—b01
(1.CollegeofChemicalEngineering,Qingdao
2.Departmentof
UniversityScience
ofScience
and
Technology,Qingdao266042,China:
Chemical
Engineering,WeifangandTechnologyVocationalCollege,Weifang262700,China)
Abstract:Anewprocessforthesynthesisofbutachlorwasstudiedbyusingformalde—
hyde,2,6一diethylaniline,chloroacetylchlorideandbutanol
effectsofreaction
conditions
on
as
starting
materials.The
results
wereexamined,andtheoptimumconditions
wereobtained.Inthefirststep,n(2,6一diethylaniline)。咒(formaldehyde)一1:1.5,re—actiontemperature75~80℃,reactiontime2h.Inthesecondstep,押(2,6一diethylani一1ine)2n(chloroacetylchloride)一1:1.1,reactiontemperature30--.35℃,reactiontime1h.Inthethirdstep,,z(2,6一diethylaniline)2咒(butan01)一1:5.5,reactiontempera—
ture
50℃,reactiontime5
h.Undertheoptimumconditions,thepurityandyieldof
theproductwereabout93%and87%respectively.
Keywords:herbicide;butachlor;2,6一diethylaniline
丁草胺(英文名称butachlor)是一种高效的芽前选择性酰胺类除草剂。主要用于防除水田和旱地以种子萌发的禾本科杂草、一年生莎草及一些一年生阔叶杂草[1]。目前,国内外合成丁草胺主要有3种方法:一种是氯甲基丁醚工艺路线R ̄4],此路线有设备腐蚀严重、固体烧碱用量过
大、产生的三废量(尤其是废水)较大,且难以处理、生产成本较高等缺点;另一种是亚甲基苯胺工艺路线,该方法的缺点是:工艺不太成熟,有待于改进,国内尚未实现工业化;第三种是醚基转移工艺路线,该法的缺点是不适合于工业化应用口]。因此,人们一直在致力于各种新工艺的研究。本
收稿日期:2005—03—24
作者简介:秦瑞香(1977~),女,硕士研究生;指导教师:于世涛(1963~),男,教授
第6期
秦瑞香等:丁草胺合成的新工艺
481
分析表中数据可以看出,在所考察的反应条件下,随着甲醛用量的增加,2,6一二乙基苯胺转化率及丁草胺收率逐渐增加,当竹(2,6一二乙基苯胺):行(甲醛)达到1:1.5时,产物收率达到93%以上。再继续增加甲醛的用量,产物收率反
而显著下降。这是因为过量的甲醛中的活泼氢与氯乙酰氯反应产生强酸性的HCl,该HCI会导致多种副反应,从而降低产物丁草胺的收率。因此选择n(2,6一二乙基苯胺):靠(甲醛)一1:1.5。
2.1.2
2,6一二乙基苯胺和氯乙酰氯摩尔配比的影响
保持其它反应条件不变,考察了n(2,6一二乙基苯胺):,z(氯乙酰氯)分别为1:1、1:1.05、1:1.1、1:1.2时,反应结果的变化,所得结果见表2。
表2
2。6-二乙基苯胺与氯乙酰氯摩尔配比对
丁草胺收率和纯度的影响
Table
2
Effectofn(2,6一diethylaniliane):
n(ehloroacetylchloride)onyieldand
purity
ofbutachlor
表中的结果说明,随着氯乙酰氯摩尔配比的增加,丁草胺的收率和纯度开始时都有所增加,但当n(2,6一二乙基苯胺):jr/(氯乙酰氯)大于1:1.1后,所得丁草胺的收率和纯度反而降低。这是因为氯乙酰氯用量增大,能够提高反应转化率,当其过量太多时,由于氯乙酰氯非常活泼,容易发生水解和醇解产生强酸性的HCl,导致多种副反应,从而降低丁草胺的收率和纯度。因此可选择2,6一二乙基苯胺和丁醇摩尔配比的影响
保持其它反应条件不变,考察了2,6一二乙基苯胺和丁醇摩尔配比对反应结果的影响,所得结果见表3。
表中的结果说明,增加正丁醇的用量可使丁草胺的纯度增加,但当n(2,6一二乙基苯胺):咒(正丁醇)达到1:5.5后,产品的收率和纯度不再有明显的提高。考虑到丁醇配比过大,会增加
丁醇回收过程的负荷与成本,因此,选择咒(2,6一二乙基苯胺):靠(丁醇)一1:5.5。
裹3
2。6-二乙基苯胺和丁醇摩尔配比对丁草胺收率和纯度的影响
Table3
Effectofn(2,6-diethylaniline):
n(butan01)onyield
andpurity
ofbutachlor
2.2反应温度对反应结果的影响2.2.1烯胺化反应温度的影响
保持其它反应条件相同,考察烯胺化反应温度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表4。表4说明,随着反应温度的提高,产物收率逐渐增加,在75~80℃条件下,产物收率可达85%以上。因此,选择反应温度为75~80℃。
衰4烯胺化反应温度对丁草胺收率和纯度的影响
Table
4
Effectof
reaction
temperature
on
yield
and
purity
ofbutachlorinthe
first
step
2.2.2酰化反应温度的影响
保持其它反应条件相同,考察了酰化反应温表5酰化反应温度对丁草胺收率和纯度的影响
Table
5
Effectofreaction
temperature
on
purityand
yield
of
butaehlorinthe
secondstep
n(2,6一二乙基苯胺):行(氯乙酰氯)一1:1.1。
2.1.3
度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表5。
482
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第26卷
表中的结果说明,酰化温度太高和太低都对表8酰化反应时间对丁草胺纯度与收率的影响
产品的收率和纯度不利,因此选择酰化反应的温Table
8
Effectofreactiontime
ON
purityand
度为30~35℃。
yieldofbutachlor
inthe
secondstep
2.2.3醚化反应温度的影响
+保持其它反应条件相同,考察了醚化反应温度对产物收率与纯度的影响,所得结果见表6。表中的结果说明,50℃以下反应温度的变化对丁草胺收率及纯度的影响较小,但从反应速度及生产过程经济性方面考虑,选择醚化反应的温度为
2.3.3醚化反应时间的影响
50℃。
保持其它反应条件相同,考察了醚化反应时间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表9。表中的结果说明,增加醚化反应时间对产品的收率和纯度有利,但反应时间超过5h以后不再有明显的影响。因此,可选择醚化反应的时间为5
h。
兰鬻裘9醚化反应时问对丁草胺纯度和收率的影响
兰专篡
Table
9
Effectofreaction
time
on
purityand
yieldofbutachlor
in
thethird
step
2.3反应时间对反应结果的影响2.3.1烯胺化反应时间的影响
保持其它反应条件相同,考察了烯胺化反应时间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表7。图中的结果说明,反应时间太短,使原料不能完全转化,但反应时间为2h时,2,6一二乙基苯胺转化率达到98.4%,再延长反应时间,原料转化率无3
丁草胺及主要杂质的结构确定
显著增加。因此,选择烯胺化反应的时间为2
h。
合成的丁草胺产品纯度采用气相色谱外标法
表7烯胺化反应时间对原料转化率的影响
进行测定,其色谱图见图1。从图1可以看出,所Table7
Effect
ofreactiontime
onconversion得产品中除丁草胺外还存在另外3种杂质,图2of
2,6-diethylanilineinthe
first
step
~图5分别是它们的质谱图。分析图1可知,丁反应时间/h
原料转化率/%
草胺气相色谱图中保留时间5.450、10.064、
15.61和20.624min处,依次是氯乙酸丁酯、原
87.3
料2,6一二乙基苯胺、2’,6,-二乙基氯代乙酰替苯
98.490.7
胺和丁草胺的峰,其中丁草胺的纯度为93.6%。
98.7
IQanCC
Nl5
o
I
2.3.2酰化反应时间的影响
lD保持其它反应条件相同,考察了酰化反应时D
唇
昌
蔓
景
间对产物收率与纯度的影响,所得结果见表8。圳㈥㈣㈣。
=:;苹T
表8中的结果说明,当反应时问超过1h后,随反t/min
应时间的延长,丁草胺的收率和纯度有所下降,但图1丁草胺气相色谱图
影响不显著。因此选择酰化反应时间为1
h。
Fig.1
Gas
ehromatogramof
butachlor
丁草胺合成的新工艺
作者:作者单位:
秦瑞香, 于世涛, 刘福胜, 王金波, QIN Rui-xiang, YU Shi-tao, LIU Fu-sheng,WANG Jin-bo
秦瑞香,QIN Rui-xiang(青岛科技大学,化工学院,山东,青岛,2660421;潍坊科技职业学院,化工系,山东,潍坊,262700), 于世涛,刘福胜,王金波,YU Shi-tao,LIU Fu-sheng,WANG Jin-bo(青岛科技大学,化工学院,山东,青岛,2660421)
青岛科技大学学报(自然科学版)
JOURNAL OF QINGDAO UNIVERSITY OF SCIENCE AND TECHNOLOGY(NATURAL SCIENCEEDITION)2005,26(6)1次
刊名:英文刊名:年,卷(期):被引用次数:
参考文献(8条)
1.Rodriguez Gilbert Process for N-methylenation of aniline derivatives using a formaldehyde-aclcoholcomplex 1992
2.Rodriguez Gilbert Process for conducting chemical reaction with formaldehyde 19953.Winfried Richarz;Ludwigsh afen;Dietrich Mangile Preratation of aromatic azomethines 19854.鲍建新 丁草胺气相色谱分析法的探讨 1986(01)5.涂立生 丁草胺酰化工艺及其进展 1998(04)
6.Pinter K D;Balatonfuzfo G H;Kolonics Z Process for the preparation of 2,6-dialkyl-N-alkoxymethyl-2-chloro-acetanilides 1983
7.蒋洪涛 丁草胺合成方法简介 1991(02)
8.沙家骏;王容弟;周良佳 化工产品手册(农用化学品卷) 1999
引证文献(1条)
1.尤勇军 乙草胺生产中酰化工段的影响因素[期刊论文]-山西化工 2008(5)
本文链接:http://d.g.wanfangdata.com.cn/Periodical_qdhgxyxb200506003.aspx