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(shí)又是一種植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑，由日本三共公司七十年代合成開(kāi)發(fā)。其作用機(jī)理獨(dú)特，高效、低毒、無(wú)公害，對(duì)人、畜、魚、鳥類均有較好的安全性。在全國(guó)各地進(jìn)行了多年的藥效示范試驗(yàn),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(duì)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(jiǎn)單，對(duì)設(shè)備要求低，但此工藝對(duì)反應(yīng)體系的ph要求十分苛刻，縮合反應(yīng)體系ph波動(dòng)過(guò)大會(huì)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(bào)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(wèn)題。

技術(shù)實(shí)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(guò)雙滴加氫氧化鈉水溶液和乙酰乙酸甲(乙)酯，來(lái)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(duì)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(shí)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(shí)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(guò)程中造成反應(yīng)體系ph值的波動(dòng)，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(shí)滴加氫氧化鈉水溶液調(diào)節(jié)體系ph至2-3，10min后復(fù)測(cè)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(guò)程中造成反應(yīng)體系ph值的波動(dòng)，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(duì)環(huán)境污染小，適合工業(yè)化生產(chǎn)。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)發(fā)明涉及的技術(shù)方案進(jìn)行進(jìn)一步說(shuō)明，以便有助于本發(fā)明的理解，但不作為對(duì)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(shí)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(shí)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(shí)間25min，滴加控制溫度為50±3℃；

(6)50±3℃保溫2h；

(7)降溫至室溫時(shí)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(cè)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(jiàn)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(shí)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(shí)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(shí)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(cè)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(jiàn)快速將反應(yīng)液加入到熱濃鹽酸中會(huì)導(dǎo)致最終收率下降，實(shí)施例中采用的滴加方式為最佳方式。