本發(fā)明涉及一種煙堿殺蟲劑中間體3-四氫呋喃甲胺合成的方法，具體涉及一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝。

背景技術：

3-四氫呋喃甲胺是第三代新煙堿殺蟲劑呋蟲胺的關鍵中間體。呋蟲胺屬第三代煙堿類殺蟲劑，具有觸殺、胃毒作用，內(nèi)吸性強、持效期長，相比第一、二代殺蟲劑，殺蟲譜更廣，使用更方便，能夠克服一二代殺蟲劑帶來的抗性風險；可以在水稻、小麥、蔬菜、果樹、茶葉、棉花、煙草等多種作物上的使用，主要用于防治各種飛虱、蝽象、粉虱、葉蟬、潛葉蠅、薊馬、跳甲、粉蚧、蚜蟲以及潛葉蛾、桃小食心蟲、水稻螟蟲、小菜蛾、菜青蟲等，并對跳蚤、蟑螂、白蟻、家蠅、蚊等衛(wèi)生害蟲有高效。該藥劑殺蟲譜廣，具有卓越的內(nèi)吸滲透作用，并在很低的劑量即顯示了很高的殺蟲活性。該藥劑對哺乳動物、鳥類及水生生物十分安全，對作物無藥害，可用于水稻、果樹、蔬菜等眾多作物。防治稻飛虱、棉花蝽象、粉虱、葉蟬等效果非常顯著。呋蟲胺具有很廣的殺蟲譜，并對作物、人畜和環(huán)境又十分安全，再配以各種用途的使用方法，該農(nóng)藥有望成為世界性的大型農(nóng)藥。

對于3-四氫呋喃甲胺的合成，文獻報道如下：

世界專利wo2009061761報道了以蘋果酸為原料的合成方法。首先蘋果酸被催化氫化還原得到2-羥基-1,4-丁二醇，然后在對甲苯磺酸催化下脫水關環(huán)得到3-羥基四氫呋喃，后與二氯亞砜反應氯代，得到3-氯四氫呋喃，然后在與氰化鈉反應，得到3-氰基四氫呋喃，最后催化氫化還原得到3-四氫呋喃甲胺。其合成路線如下：

此方法以蘋果酸為原料，工藝路線長，要經(jīng)過五步反應才得到終產(chǎn)品，其中第一步要用到昂貴的催化劑釕，抬高了生產(chǎn)成本，第四步要用到劇毒化學品氰化鈉，使生產(chǎn)操作困難化，因此，此路線工業(yè)化不合實際。

中國專利cn106397372報道了3-四氫呋喃甲胺的合成方法，首先是關環(huán)反應：采用1,4-丁二烯為原料，在固體酸的催化下脫水縮合制得2,5-二氫呋喃，其次是醛基化反應：2,5-二氫呋喃在醋酸鈷的催化作用下與水煤氣在6.0-7.5mpa下反應得到3-四氫呋喃甲醛；最后是氫化反應：3-四氫呋喃甲醛在5％的鈀碳催化下與氨氣和氫氣在2.0-2.5mpa作用下反應得到3-四氫呋喃甲胺。合成路線如下：

雖然該工藝原材料廉價易得，但第二步醛基化反應使用了易燃易爆、無色無味的有毒氣體水煤氣，并且反應壓力高達6.0-7.5mpa,如有泄漏將直接危及到人身安全，對生產(chǎn)設備和生產(chǎn)環(huán)境提出高的要求，導致生產(chǎn)成本增加；第三步胺化反應也屬于壓力反應，氫氣和氨氣的壓力達2.0-2.5mpa,不僅增加了設備成本，同時給氨氣和氫氣的回收使用帶來了困難。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術問題是：現(xiàn)有技術中反應壓力較高不僅增加了設備成本，同時給氨氣和氫氣的回收使用帶來了困難的問題，目的在于提供一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，該工藝無需高壓設備，無需昂貴的催化劑和無有毒性氣體及劇毒原料參與反應，整個過程綠色環(huán)保，安全可靠，并且原材料成本低，工藝穩(wěn)定，適于工業(yè)化。

本發(fā)明通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，包括：

①在有機溶劑中，2,5-二氫呋喃在催化劑a的作用下與多聚甲醛和氯化氫反應，得到氯甲基-2,5-二氫呋喃；

②氯甲基-2,5-二氫呋喃與烏洛托品反應得到胺甲基-2,5-二氫呋喃鹽酸鹽，然后用氫氧化鈉溶液游離出胺甲基-2,5-二氫呋喃，蒸餾得到粗品；

③粗品胺甲基-2,5-二氫呋喃在催化劑的作用下被氫氣還原得到3-四氫呋喃甲胺，過濾，濾液精餾得到純品。

本發(fā)明的合成工藝如下：

通過本發(fā)明合成路線有優(yōu)化，無需高壓設備，無需昂貴的催化劑和無有毒性氣體及劇毒原料參與反應，整個過程綠色環(huán)保，安全可靠，并且原材料成本低，工藝穩(wěn)定，適于工業(yè)化。

進一步，所述氫氧化鈉溶液的濃度為40％-50％。

進一步，所述有機溶劑為甲苯、乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、dmf、庚烷、辛烷、四氫呋喃和二甲苯的其中一種或多種。

進一步，所述催化劑a為路易斯酸；所述催化劑b為雷尼鎳或鈀碳。

進一步，所述催化劑a為無水三氟醋酸鋅、無水氯化鋅、無水三氯化鋁或無水四氯化鈦。

進一步，所述2,5-二氫呋喃與多聚甲醛的摩爾比為1:1～3；所述氯甲基-2,5-二氫呋喃與烏洛托品的摩爾比為1:1～5。

更進一步，所述2,5-二氫呋喃與多聚甲醛的摩爾比為1:1.1；所述氯甲基-2,5-二氫呋喃與烏洛托品的摩爾比為1:1.2。

進一步，所述步驟①中的反應溫度為50～150℃；所述步驟②中的胺化反應溫度為100～130℃。

更進一步，所述步驟①中的反應溫度為100～120℃。

進一步，所述步驟③中氫氣還原反應的壓力為常壓。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，具有如下的優(yōu)點和有益效果：

本發(fā)明工藝無需高壓設備，無需昂貴的催化劑和無有毒性氣體及劇毒原料參與反應，整個過程綠色環(huán)保，安全可靠，并且原材料成本低，工藝穩(wěn)定，適于工業(yè)化。

具體實施方式

為使本發(fā)明的目的、技術方案和優(yōu)點更加清楚明白，下面結合實施例，對本發(fā)明作進一步的詳細說明，本發(fā)明的示意性實施方式及其說明僅用于解釋本發(fā)明，并不作為對本發(fā)明的限定。

實施例1

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃50kg、dmf200kg、多聚甲醛22.5kg和氯化鋁0.5kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體52.1kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至110℃反應6h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品100kg，蒸汽加熱升溫至90℃，攪拌6h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液85kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃23.7kg，收率33.2％，純度97.5％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃23.7kg,加入仲丁醇100kg，加入雷尼鎳2kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,50℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺21.9kg,純度99.4％，收率90.5％。

實施例2

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃70kg、辛烷280kg、多聚甲醛33kg和氯化鋁0.7kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體80.3kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至120℃反應6h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品140.2kg，蒸汽加熱升溫至100℃，攪拌6h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液120kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃36.7kg，收率36.7％，純度96.8％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃36.7kg,加入叔丁醇120kg，加入鈀碳4kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,60℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺34kg,純度99.5％，收率90.8％。

實施例3

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃90kg、庚烷360kg、多聚甲醛40.5kg和氯化鋅0.9kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體93.8kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至110℃反應7h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品180.2kg，蒸汽加熱升溫至90℃，攪拌7h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液154kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃44.7kg，收率34.8％，純度97.3％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃44.7kg,加入異丙醇180kg，加入雷尼鎳4.5kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,70℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺31.73kg,純度99.5％，收率91.5％。

實施例4

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃100kg、乙苯400kg、多聚甲醛47.1kg和氯化鋅1kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體114.7kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至120℃反應7h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品200.2kg，蒸汽加熱升溫至100℃，攪拌7h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液171kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃56kg，收率39.2％，純度97.8％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃56kg,加入仲丁醇210kg，加入鈀碳5.6kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,70℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺52.43kg,純度99.5％，收率91.8％。

實施例5

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃110kg、甲苯440kg、多聚甲醛49.5kg和氯化鈦1.1kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體114.7kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至110℃反應7h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品220kg，蒸汽加熱升溫至100℃，攪拌7h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液188kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃58.9kg，收率37.5％，純度97.8％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃58.9kg,加入異丙醇240kg，加入雷尼鎳6kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,50℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺55.5kg,純度99.5％，收率92.4％。

實施例6

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃120kg、乙二醇二甲醚480kg、多聚甲醛56.5kg和氯化鈦1.2kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體137.6kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至120℃反應8h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品241.4kg，蒸汽加熱升溫至100℃，攪拌7h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液188kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃52.28kg，收率30.5％，純度97.3％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃52.28kg,加入仲丁醇200kg，加入鈀碳5kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,60℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺49.5kg,純度99.5％，收率92.8％。

實施例7

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃75kg、乙二醇二乙醚300kg、多聚甲醛33.75kg和三氟醋酸鋅0.75kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體78.2kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至110℃反應8h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品150.8kg，蒸汽加熱升溫至100℃，攪拌7h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液128kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃41.57kg，收率38.8％，純度97.5％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃41.57kg,加入叔丁醇200kg，加入雷尼鎳4kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,70℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺39.56kg,純度99.5％，收率93.3％。

實施例8

一種四氫呋喃-3-甲胺的新型合成工藝，具體制備方法如下：

向1000l的反應釜中加入2,5-二氫呋喃85kg、二甲苯340kg、多聚甲醛40kg和三氟醋酸鋅0.85kg，冷凍鹽水降溫至-5℃，快速攪拌下通入氯化氫氣體97.5kg，密閉反應釜，切換蒸汽加熱升溫至120℃反應8h，常溫循環(huán)水降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，濾液加入烏洛托品170.9kg，蒸汽加熱升溫至110℃，攪拌8h，通常溫循環(huán)水降溫至50℃，慢慢升溫減壓回收溶劑至無餾分餾出，降溫至室溫，加入50％的氫氧化鈉水溶液145kg，減壓精餾產(chǎn)品，得到3-胺甲基-2,5-二氫呋喃41.53kg，收率34.2％，純度97.5％。

向500l的高壓釜中加入3-胺甲基-2,5-二氫呋喃41.53kg,加入叔丁醇200kg，加入鈀碳4kg,氫氣置換3次，氫氣常壓下,70℃反應5h，降溫至室溫25℃，氮氣壓濾，減壓精餾，得到3-四氫呋喃甲胺39.7kg,純度99.5％，收率93.8％。

以上所述的具體實施方式，對本發(fā)明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本發(fā)明的具體實施方式而已，并不用于限定本發(fā)明的保護范圍，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。