專利名稱：“一鍋法”制備n-烴基硫代磷酰三氨的制作方法
技術領域：
本發(fā)明屬于化學合成技術領域，涉及N-烴基硫代磷酰三氨脲酶抑制劑的制 備方法，特別涉及一種新穎的工業(yè)上有利的"一鍋法"制備脲酶抑制劑N-烴基 硫代磷酰三氨的方法。
背景技術：
N-烴基硫代磷酰三氨是應用在農(nóng)業(yè)上的有效的土壤脲酶抑制劑之一。關于 該類化合物的合成主要研究報道有
1985年Jaroslav F.Kolc等在US4530714中首先公開了 N-烴基硫代磷酰三 氨類化合物具有脲酶抑制活性，添加該類化合物的尿素可以提高尿素的利用率， 增進植物的增長，提高農(nóng)作物收成。在該專利中還公開了 N-烴基硫代磷酰三氨 的合成制備方法，即采用兩步法("兩鍋法")制備N-烴基硫代磷酰三氨，第一 步反應是三氯硫磷與烴基胺反應或三氯硫磷與烴基胺鹽酸鹽反應，制備出相應 的N-烴基硫代磷酰二氯，并進行分離和純化。第二步反應是N-烴基硫代磷酰二 氯與氨反應制備N-烴基硫代磷酰三氨；這兩步反應分別進行，采用溶劑為乙醚、 二氯曱烷，反應溫度-3(TC， N-烴基硫代磷酰三氨收率30-75%,該制備工藝較復 雜，收率較低，該工藝制備N-烴基硫代磷酰三氨成本較高。
1999年Gerald M.Sulzer等在(1S5883297專利中公開了 一條加壓、連續(xù)工 藝的"兩鍋法，，工藝J各線。第一步反應常壓，-20 50。C下在反應器中烴基胺 與三氯硫磷以四氫呋喃為溶劑，三乙胺為縛酸劑，生成中間物N-烴基硫代磷酰 二氯和三乙胺鹽酸鹽，中間物N-烴基硫代磷酰二氯和三乙胺鹽酸鹽的混合溶液 再被轉(zhuǎn)移到另一反應器中，在另一反應器中進行第二步加壓反應反應中間物N-烴基^5危代磷酰二氯和三乙胺鹽酸鹽的混合溶液與1. 7 ~ 2. 6個大氣壓下23 ~ 25 倍摩爾量的氨氣在5-50。C反應生成N-烴基硫代磷酰三氨和氯化銨和氨共生物 (NH4C1.3NH3),通過自然重力沉降分層分離含有N-烴基^l代磷酰三氨、有機溶 劑和縛酸劑的有機相和含有氯化銨和氨絡合物(NH4C1.3NH3),氨，氯化銨的無 機相，實現(xiàn)連續(xù)制備操作，該工藝可規(guī)?；a(chǎn)，但工藝消耗氨量大，共生物 氯化銨和氨的絡合物處理成本較高。
大連輕工業(yè)學院梁艷麗等(大連輕工業(yè)學院學報；2006; 25 ( 2 ): 103 ~ 106 ) 研究了用兩步法("兩鍋法，，)制備N-正丁基硫代磷酰三胺方法，即第一步反應 在l(TC條件下氯仿溶劑中用三氯硫磷與正丁胺反應制備正丁基硫代磷酰二氯， 第二步反應在(TC條件下的氯仿溶劑中正丁基硫代磷酰二氯和液氨為原料制備 N-正丁基硫代磷酰三胺，該研究對合成物抑制脲酶的活性進行檢測，未能給出 該合成工藝的產(chǎn)率，也未對產(chǎn)物結(jié)構(gòu)進行表征。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的在于提供一種工藝簡化、連續(xù)、高效、低成本、溶劑和縛酸劑 可循環(huán)使用的脲酶抑制劑N-烴基硫代磷酰三氨的一步法("一鍋法，，)制備工藝， 解決現(xiàn)有技術存在收率低、工時長、成本高和反應步驟多的問題。
本發(fā)明的技術方案是提供一種工業(yè)上有利的"一鍋法"制備N-烴基硫代磷 酰三氨的方法，即在有機非質(zhì)子溶劑中，存在綽酸劑的條件下，三氯硫磷與 烴基伯胺反應生成中間體N-烴基硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽酸鹽，中間體N-烴基 硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽酸鹽在同 一反應體系中再與氨氣反應，生成目標產(chǎn)物 N-烴基硫代磷酰三氨、縛酸劑和氯化銨的過程，化學反應式如下<formula>formula see original document page 6</formula>該方法制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法，其特征在于，完成第一步反應后，
中間產(chǎn)物不經(jīng)純化和分離，在同 一反應體系中進行第二步反應的 一鍋法的制備
N-烴基硫代磷酰三氨方法。縛酸劑和有機溶劑可循環(huán)使用。 下面具體說明本發(fā)明的制備N-烴基硫代磷酰三氨方法
技術領域：
本發(fā)明制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法采用的有機非質(zhì)子溶劑為四氬呋 喃、甲基呋喃、四氫吡喃、1， 4-環(huán)氧六環(huán)、1， 3-環(huán)氧六環(huán)、乙醚、乙二醇二 曱醚或丁二醇二曱醚，優(yōu)選有機溶劑為四氫呋喃。
本發(fā)明制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法反應采用的縛酸劑為三乙胺、甲基 二乙胺、丙基二乙胺、曱基哌啶、三乙基二胺、吡啶或甲基吡硌，優(yōu)選縛酸劑 為三乙胺?？`酸劑與三氯石克磷的摩爾比為0. 90~2. 0。
本發(fā)明制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法反應采用的N-烴基胺的烴基為C廣d。 脂肪族，C5—d。的環(huán)戊烷、環(huán)己烷及其衍生物，節(jié)基及其千基取代衍生物，優(yōu)選 烴基基團為正丙基，正丁基，異丁基，千基中的一種，N-烴基胺與三氯硫磷的 摩爾比為0. 90-1. 10。
本發(fā)明制備N-烴基硫代磷酰三胺的方法中N-烴基硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽 酸鹽與氨氣反應，反應壓力為范圍0. 07 ~ 0. 12MPa。
本發(fā)明制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法，其特征在于所述在縛酸劑存在下 N-烴基胺與三氯疏磷的反應，在同一反應器N-烴基硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽酸 鹽繼續(xù)與氨氣反應，制備出目標產(chǎn)品N-烴基硫代磷酰三氨，反應溫度為-10-50°C。反應結(jié)束后，過濾反應液，濾出副產(chǎn)氯化銨，母液在減壓狀態(tài)下(-0. 099Mpa ~ -0. 080Mpa ),溫度在30 - 80°C蒸發(fā)有機溶劑和綽酸劑，得到N-烴基硫代磷酰三 氨，收率>85%。
本發(fā)明的效果和益處是采用"一鍋法"制備N-烴基硫代磷酰三氨，其反應條 件適宜，工藝簡潔，高效，具有》85%收率，縛酸劑和溶劑可循環(huán)使用，成本低 適用于規(guī)4莫化工業(yè)生產(chǎn)方法。
具體實施例方式
以下結(jié)合技術方案和實例詳細說明本發(fā)明的具體實施方式
，但不能限制發(fā) 明的內(nèi)容。
實施例1 N-正丙基硫代磷酰三氨的制備 一鍋法制備反應方程式
n-C3H7NH2 +PSCl3 ，,3, n-C，、,' + ,2&)3扁^n-C^HN>; '2 + ,2&)3 + 3,。, I H卜 々 ci 1 H卜 々 NH
在氮氣保護下向配有機械攪拌、溫度計、恒壓滴定漏斗、回流冷凝管的1000m 1 四口燒瓶中加入THF134. 40g,加入三氯硫磷(PSC13) 51. 9g;由正丙胺(NPA ) 18. 3g和三乙胺(TEA) 30. 4g混和溶于136. Og THF的卩容液加入250ml恒壓滴定 漏斗中；控制反應溫度達到溫度(TC，開始滴加，控制滴加速度，在2小時30min 滴加完成，滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌1小時。安裝通氨插管，開氨氣閥通入氨氣， 控制氨氣壓力小于0. 12MPa;控制溫度在5。C,通氨氣2小時，同時體系內(nèi)不再 吸收氨氣，緩慢升溫至室溫，停止攪拌。抽濾，濾除不溶物氯化銨，用少量四 氫呋喃沖洗濾餅，將此母液倒入1000ml旋蒸瓶中，水浴35~50°C (-0.096 ~ -O. 099Mpa)，回收THF和TEA,將反應瓶內(nèi)淺黃色粘稠液體在35。C條件下，真 空度為-O. 099Mpa,在真空烘箱減壓干燥得微黃色固體產(chǎn)物44. Og，收率為93. 7%。產(chǎn)品^-NMR (CDC13): 5 0. 934 [m, 3H， CH3- ], 5 1.549 [m, 2H, -CH廠],5 2. 721[m, 2H， —CH2— ] , 5 2. 934 [寬s， 5H， 2 x冊2 ,;31PNMR ( CDC13) , 5 59. 39ppm; MS (API-ES) /h々154 [(M+l)+〗；176[(M+Na)1。
實施例2 N-正丁基硫代磷酰三氨的制備 一鍋法制備反應方程式如下
n-C4H9NH2 +PSCl3 N(，.n-C4H9HN、p, +N(C2H5)3.HCI!n-C4H9HNV、NH2 + N(C2H5)3+ 3NH4CI| THF J, ci 1HF s々 NH2
在氮氣保護下向配有機械攪拌、溫度計、恒壓滴定漏斗、回流冷凝管的
1000ml四口燒瓶中加入THF158. 6g,加入三氯硫磷(PSCl3)50. 9g;由正丁胺(NBA) 22. 6g和三乙胺(TEA) 30. 4g混和溶于138. 9g THF的溶液加入250ml恒壓滴定 漏斗中；控制反應溫度達到溫度-5°C,開始滴加，控制滴加速度，在3小時30min 滴加完成，滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌1小時。安裝通氨插管，開氨氣閥通入氨氣， 控制氨氣壓力小于0. 12MPa;控制溫度在(TC ~ 5°C ，通氨氣2小時，同時體系 內(nèi)不再吸收氨氣，緩慢升溫至室溫，l小時后，停止攪拌。抽濾，濾除不溶物氯 化銨，用少量四氫呋喃沖洗濾餅，將此母液倒入1000ml旋蒸瓶中，水浴35 ~ 50 °C ( -0. 096 ~ -0. 099Mpa )，回收THF和TEA,將反應并瓦內(nèi)淺黃色粘稠液體在35 。C條件下，真空度為-0. 099Mpa，在真空烘箱減壓干燥得微黃色固體產(chǎn)物49. Og， 收率為95. 6%。力-NMR (CDCU: 5 0.943 [m， 3H， CH廣],5 1.370 [m, 2H， -CH廣]， 5 1.500[m，2H， -CH2— ] ， 5 2. 817 [寬s， 5H, 2 x NH2, -NH—〗，52.980[m,2H, —CH廠]，"P麗R (CDCh) , 5 59. 32卯m MS (API-ES) /z 々168 [(M+1)1; 190[(M+Na) 1 。
實施例3 N-異丁基硫代磷酰三氨的制備200810228979.2 說明書第6/8頁 一鍋法制備反應方程式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
在氮氣保護下向配有機械攪拌、溫度計、恒壓滴定漏斗、回流冷凝管的
1000ml四口燒瓶中加入THF135. 7g,加入三氯石克磷(PSC13) 51. 9g;由異正丁胺 22. 6g和三乙胺(TEA) 30. 4g混和溶于136. 6g THF的;容液加入250ml恒壓滴定 漏斗中；控制反應溫度達到溫度0°C,開始滴加，控制滴加速度，在3小時滴加 完成，滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌1小時。安裝通氨插管，開氨氣閥通入氨氣，控制 氨氣壓力小于0. 12MPa，控制溫度在5。C，通氨氣2小時，緩慢升溫至室溫，體 系內(nèi)不再吸收氨氣，停止攪拌。抽濾，濾除不溶物氯化銨，用少量四氫呋喃沖 洗濾餅，將此母液倒入1000ml旋蒸瓶中，水浴35 ~ 50°C (-0. 096—0. 099Mpa ), 回收THF和TEA，將反應瓶內(nèi)淺黃色粘稠液體在35。C條件下，真空度為 -0. 099Mpa,在真空烘箱減壓干燥得微黃色固體產(chǎn)物48. 5g，收率為94. 6%。 'H-畫R (CDCU: 5 0.936 [d， 6H, 2 x CH3-], 5 1.736 [m， 1H， -CH-] ， 5 2.784 [寬s, 5H, 2 x NH2, —NH— ], 5 2. 826 [m， 2H, -CH廠];"P應R( CDC13 )， 5 59. 62卯m ; MS (API—ES) 邁/z: 168 [(M+l)+]; 190[(M+Na)+]。
實施例4 N-千丁基硫代磷酰三氨的制備 一鍋法制備反應方程式如下
<formula>formula see original document page 9</formula>
在氮氣保護下向配有機械攪拌、溫度計、恒壓滴定漏斗、回流冷凝管的1000ml四口燒并瓦中加入THF134. 8g,加入三氯石克磷(PSC13) 51. 9g;由爺胺33. lg 和三乙胺(TEA) 30. 4g混和溶于135. 9g THF的溶液加入250ml恒壓滴定漏斗中； 控制反應溫度達到溫度-5。C,開始滴加，控制滴加速度，在3小時滴加完成， 滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌1小時。安裝通氨插管，開氨氣閥通入氨氣，控制氨氣壓 力小于0.12MPa;控制溫度在5。C,通氨氣2小時，同時體系內(nèi)不再吸收氨氣， 緩慢升溫至室溫，攪拌1.0小時后，停止攪拌。抽濾，濾除不溶物氯化銨，用 少量四氫呋喃沖洗濾餅，將此母液倒入1000ml ;旋蒸并瓦中，水浴35 ~ 50°C (-O. 096 ~-0. 099Mpa),回收THF和TEA,將反應瓶內(nèi)淺黃色粘稠液體在35°C 條件下，真空度為-0. 099Mpa,在真空烘箱減壓干燥得微黃色固體產(chǎn)物55. 0g, 收率為88.2°/ 。
4-駆R (CDCU: 5 2. 920 [寬s， 4H, 2 x -NH2] ， 5 3, 184 [寬s, 1H, 一NH— ], 5 4.185 [ra, 2H， —CH廠]，5 7.310 [m, 5H, Ar—H ]; 31PNMR ( CDC13), 5 59. 52卯m ; MS (API—ES)歷/ : 202 [(M+l)+]; 224 [ (M+Na)+]。
實施例5縛酸劑和溶劑循環(huán)使用N-正丁基硫代磷酰三氨的制備
在氮氣保護下向配有機械攪拌、溫度計、恒壓滴定漏斗、回流冷凝管的 1000ml四口燒瓶中加入THF127. 3g，加入三氯硫磷(PSC13)60. 8g;由正丁胺(NBA) 26. 5g和回收的四氫呋喃和三乙胺混合溶劑(含三乙胺30% ) 240g的混合溶劑分 次加入250ml恒壓滴定漏斗中；控制反應溫度達到溫度(TC ，開始滴加，控制滴 加速度，在3. 5~4. 0h滴加結(jié)束，繼續(xù)攪拌l小時。安裝通氨插管，開氨氣閥 通入氨氣，控制氨氣壓力小于0. 12MPa;控制溫度在5°C ~ 20°C ，通氨氣2小時， 同時體系內(nèi)不再吸收氨氣，.緩慢升溫至室溫，攪拌1.0小時后，停止攪拌。抽 濾，濾除不溶物氯化銨，用少量四氬呋喃沖洗濾餅，將此母液倒入1000ml旋蒸 瓶中，水浴35 50。C (-0. 096 --0. 099Mpa)，回收THF和TEA,將反應瓶內(nèi)淺黃色粘稠液體在35。C條件下，真空度為-O. 099Mpa,在真空烘箱減壓干燥得微黃 色固體產(chǎn)物57. Og，收率為95. 0%。
權利要求
1. 一種“一鍋法”制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法，其特征在于，在有機非質(zhì)子溶劑中，縛酸劑存在的條件下，三氯硫磷與烴基伯胺反應生成中間物N-烴基硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽酸鹽，中間物N-烴基硫代磷酰二氯和縛酸劑鹽酸鹽在同一反應體系中繼續(xù)再與氨氣反應，生成目標產(chǎn)物N-烴基硫代磷酰三氨、縛酸劑和氯化銨沉淀，化學反應式如下該反應液經(jīng)過濾分離出氯化銨，濃縮母液，制得N-烴基硫代磷酰三氨。
2. 根據(jù)權利要求1所述的"一鍋法"制備N-烴基^/R磷酰三氨的方法， 其特征在于，完成第一步反應后，中間產(chǎn)物不經(jīng)純化和分離，在同一反應體 系中進行第二步反應的一鍋法的制備方法?？`酸劑和溶劑可以循環(huán)使用。
3. 根據(jù)權利要求1所述的"一鍋法"制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，所述的有機非質(zhì)子溶劑為四氫呋喃、曱基呋喃、四氫吡喃、1， 4-環(huán)氧六環(huán)、1， 3-環(huán)氧六環(huán)、乙醚、乙二醇二曱醚或丁二醇二曱醚。
4. 根據(jù)權利要求3所述的"一鍋法，，制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，優(yōu)選有機溶劑為四氫呋喃。
5. 根據(jù)權利要求1所述的"一鍋法，，制備N-爛基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，所述的縛酸劑為三乙胺、甲基二乙胺、丙基二乙胺、曱基哌啶、 三乙基二胺、吡啶或曱基吡硌。
6. 根據(jù)權利要求5所述的"一鍋法"制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，優(yōu)選的縛酸劑是三乙胺。
7. 根據(jù)權利要求1所述的"一鍋法"制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，所述的N-烴基胺的烴基為C2-d。脂肪族，Cs—d。的環(huán)戊烷、環(huán)己烷及其衍生物或千基及其千基取代衍生物，優(yōu)選烴基基團是正丙基，正丁 基，異丁基，芐基中的一種。
8. 根據(jù)權利要求1, 4, 6所述的"一鍋法，，制備N-烴基硫代磷酰三氨 的方法，其特征在于，所述的N-烴基胺與三氯硫磷的摩爾比為0.90~1.10, 所述的縛酸劑與三氯碌u^l的摩爾比為0. 90 ~ 2. 0。
9. 根據(jù)權利要求1所述的"一鍋法"制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法， 其特征在于，在縛酸劑存在下N-烴基胺與三氯硫磷的反應和N-烴基硫代磷 酰二氯和縛酸劑鹽酸鹽與氨氣的反應溫度范圍-10 ~ 5(TC , N-烴基硫代磷酰 二氯和縛酸劑鹽酸鹽與氨氣反應，氨氣反應壓力范圍0. 07 ~ 0. 12MPa。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種工業(yè)上有利的“一鍋法”制備N-烴基硫代磷酰三氨的方法，其特點是在有機溶劑中，有叔胺縛酸劑存在條件下，反應溫度-10～50℃，三氯硫磷與烴基伯胺反應生成中間產(chǎn)物N-烴基硫代磷酰二氯和叔胺縛酸劑鹽酸鹽，生成的中間產(chǎn)物不經(jīng)純化和分離，在同一反應體系內(nèi)繼續(xù)再與氨氣反應，生成目標產(chǎn)物N-烴基硫代磷酰三氨、縛酸劑和氯化銨，之后經(jīng)過濾、濃縮得產(chǎn)品(見右上式)，N-烴基硫代磷酰三氨，收率≥85％。本發(fā)明的效果和益處是該制備工藝簡潔、成本低、收率高，適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
文檔編號C07F9/00GK101412733SQ200810228979
公開日2009年4月22日 申請日期2008年11月20日 優(yōu)先權日2008年11月20日
發(fā)明者孟慶偉, 趙偉杰, 健 都, 鞠志永 申請人:大連理工大學