APP下载

2,4,6-三甲基苯乙氰合成2,4,6-三甲基苯乙酸

2010-09-21宋尚海金雪光张国鑫张文明

浙江化工 2010年11期
关键词:反应速度氢氧化钠甲苯

宋尚海 金雪光 张国鑫 张文明

(衢州康鹏化学有限公司生技部,浙江 衢州324004)

农药·医药化工

2,4,6-三甲基苯乙氰合成2,4,6-三甲基苯乙酸

宋尚海 金雪光 张国鑫 张文明

(衢州康鹏化学有限公司生技部,浙江 衢州324004)

以2,4,6-三甲基苯乙氰为原料,-经过催化剂的加入,反应温度、反应时间的、原料配比的选择,以及不同溶剂的复配等实验,确定合适的催化剂、反应条件、原料配比和溶剂配比,合成较高质量的2,4,6-三甲基苯乙酸。

2,4,6-三甲基苯乙氰;2,4,6-三甲基苯乙酸;水解;合成

2,4,6-三甲基苯乙酸具有广谱性,卵幼兼杀,持效期长、毒性低、安全性好、无交互抗性[1~2]。2,4,6-三甲基苯乙酸的合成路线主要有3条[3~5]:(1)氰基水解法以甲醛、三甲苯、氯化氢气体为原料。(2)甲磺酸酯法,以正丁氧羰基甲基甲磺酸酯和三甲苯为原料。(3)3-二氯丙烯法,以1.3-二氯丙烯和三甲苯为原料。方法1由于后续处理精馏较困难,同时反应生成的大量氰氢酸造成安全隐患较大。方法2的三废较大,不符合当今环保政策,生产成本较高,不适宜工业化生产。方法3反应中产生的臭氧化物容易发生爆炸,生产很难控制。经过上述三种方法的综合比较,笔者认为方法1只要采用合适的催化剂,形成的高沸不同,精馏可以实现较好的控制,形成的氰氢酸也可以安全管理,可以用于工业化生产。采用方法1的氰基水解法合成2,4,6-三甲基苯乙酸、主要步骤是:以均三甲苯、甲醛和盐酸为起始原料,经氯甲基化反应,将氯甲基引入苯环,再经氰化反应得氰化物。然后在碱性体系下加入适当催化剂水解得目标化合物,目前制约此产品应用的主要问题是生产安全性、反应收率及高沸杂质的去除,最后一步反应是关键,本文主要介绍在碱性体系下由2,4,6-三甲基苯乙氰合成2,4,6-三甲基苯乙酸的方法。

1 实验部分

1.1 原料

三甲苯、甲醛、盐酸、氢氧化钠、TBAB、乙醇、二甲苯均为工业级。

1.2 仪器

Agilent llOOseries LC/MS液相-质谱联用仪(美国Agilent公司)。

1.3 反应方程式

1.4 实验过程及讨论

将2,4,6-三甲基苯乙氰、氢氧化钠、54 mL二甲苯和17.0 mL水、一定量的TBAB,分别加入到三口烧瓶中,在搅拌下加热到120℃~130℃,保温反应7~9 h。将反应液冷却到60℃,在搅拌下加入47.4 mL水,31%浓盐酸,在5℃~10℃下继续搅拌3 h,抽滤,滤饼用水(190 mL x 3)洗涤,烘干,得白色粉末状固体,经70 mL(乙醇、甲苯)重结晶后得白色晶体2,4,6-三甲基苯乙酸。

1.4.1不同相转移催化剂的实验

表1 不同催化剂、温度、时间对收率的影响

结果与讨论:

(1)通过不同催化剂对比实验,达到反应平衡后,TBAB反应时间最短,收率最高。

(2)随着催化剂量的增加,相应的副产物增加,收率下降。

1.4.2反应温度和反应时间的条件试验

表2 不同反应温度与时间对收率的影响

结果与讨论:

而对于一般性的区域型主流媒体来说,中央厨房理念的确认不是单纯模仿央企做法,而取决于如何攻克地方上“条块分割”的行政化体制机制上,突破区域间多边利益固化的藩篱。因此在目前阶段推进融合媒体平台化建设的过程中,首先要解决的是本区域以谁为主的问题。众所周知的是传统媒体的组织形态依然保留了工业时代的若干特征,比如规模化、标准化和流程化,这与以扁平化、服务化等为特征的互联网组织形态差异巨大。对于传统媒体来说无异于一场组织革命。尽快打破媒介或者部门的区隔,这样有利于利用相关配套政策和市场发展空间在区域资源整合下进行高效的产业制度安排。

(1)该反应是吸热反应,反应速度随温度升高而提高。数据表明,反应温度80℃~115℃时,反应速度很快,115℃以上反应速度变化不大。

(2)从0130批与0227批数据看,反应温度在115℃~120℃时,7.5 h反应达到平衡,温度再升高,副反应增加,含量收率均下降,最佳反应温度为115℃~120℃,最佳反应时间为7.5 h。

1.4.3溶剂配比实验

表3 盐酸/氢氧化钠/2,4,6-三甲基苯乙酸的配比对收率的影响

结果与讨论:

盐酸、氢氧化钠、2,4,6-三甲基苯乙酸配比对反应速度有影响 ,盐酸、氢氧化钠的增加有利于2,4,6-三甲基苯乙酸的溶解,提高了反应物浓度从而提高反应速度。但随着盐酸、氢氧化钠量的进一步增加,降低了反应物浓度,又减慢了反应速度,正交试验选择盐酸、氢氧化钠、2,4,6-三甲基苯乙酸摩尔比为4:3.2:1之内进行。

1.4.4选择性

注:X为转化率,Y为计算收率,S为选择性。

表4 正交试验结果

结果与讨论:

反应温度在120℃选择性最好,反应时间超过7 h后,选择性下降,是副产物多造成反应选择性差。

1.4.5溶剂配比的重结晶实验

表5 不同溶剂配比对重结晶的影响

结果与讨论:

(1)经过乙醇与甲苯的复配,成品质量明显提高。

(2)不同的配比对产品质量损失不同,根据表5可知,乙醇与甲苯最佳摩尔配比为0.5:1。

(3)由图5、图6可以直观看出,采用乙醇与甲苯复配后,杂质明显去除。

2 结论

本实验主要实现了两个突破:(1)找到制约反应的催化剂;(2)通过溶剂的复配,溶剂极性的微调,进行重结晶,产品纯度更高。

采用氰基水解法,以2,4,6-三甲基苯乙氰为原料合成2,4,6-三甲基苯乙酸,纯度在99.5%,收率达到80%左右。

[1]Nauen R,Bretschneider T,Briik E,et a1.BSN 2060:a novel compound for whitefly and spider mite control[J].The BCPC Conference-Pest&Diseases,2002,15:39-44.

[2]刘长令.杀虫杀螨剂研究开发的新进展[J].农药,2003,42(10):l-4.

[3]Lantzseh R.Process for the preparation of substituted phenylacetic acid derivatives and novel intermediates:US,5756858[P].1998-05-26.

[4]Stelezer U.Process for the preparation of substituted phenylacetic acid derivatives and novel intermediates:US,5698735[P].1997-09-16.

[5]Fuson R C,Rabjohn N.Mesitylacetic acid[J].Organic Syntheses,1955,25:55.

1006-4184(2010)11-0005-03

2010-08-19

宋尚海(1976-),男(汉),毕业于抚顺石油学院(目前更名为辽宁石油化工大学),学士学位,主要在巨化集团公司、康鹏化学从事医药中间体、农药中间体、含氟电子化学品开发与研究。

猜你喜欢

反应速度氢氧化钠甲苯
氢氧化钠变质的探究
高效液相色谱法测定降糖药甲苯磺丁脲片中甲苯磺丁脲的含量
UOP公开一种生产高纯度甲苯和对二甲苯的方法
百踢百中
为什么鸟群飞行时不会彼此碰撞?
1-(对甲苯基)-2-(三对甲苯基-5-亚磷酰基)乙醛的汞(Ⅱ)配合物的X射线晶体学、光谱表征和理论计算研究
动物也秒懂
氢氧化钠变质知多少
萃取精馏分离甲苯-正庚烷混合物的模拟研究
氢氧化钠知识大探究