新型殺螨劑的關鍵中間體2,4,6-三甲基苯乙酸的生產工藝的制作方法
【專利說明】新型殺螨劑的關鍵中間體2, 4, 6-三甲基苯乙酸的生產工
H+-
技術領域
[0001]本發明涉及化工生產工藝領域，尤其涉及2，4，6_三甲基苯乙酸的環保生產工藝。
【背景技術】
[0002]螨蟲是危害各種農作物的的病蟲害，人們不斷在開發控制螨蟲的不同種農藥，但是由于殺螨劑品種單一并持續使用、專用殺螨劑少，兼用現象嚴重等原因，使得害螨農藥的抗藥性形成非常快，所以抗螨蟲農藥需要進行不斷更新。現在，控制螨蟲危害的主要農藥為螺螨酯類化合物。如螺甲螨酯，是由拜耳農作物公司研制發現的一種新型的非內吸性殺螨劑，屬于新型的螺環季酮類化合物。它可以有效的控制許多不同種類的螨蟲，比如紅葉螨、銹螨以及附線螨等[Bretschneider T.，Buchhol B.J.，Fischer R.，Nauen, R.Crop Prot.Research，2003，57，697-701]。其作用機制獨特，通過阻止乙酰輔酶A羧化酶的作用(該酶在害螨的生長過程中輔助合成重要的脂肪酸)，進而抑制害螨的脂肪合成，阻斷能量代謝而達到殺死害螨的目的[Dekeyser M.A.Pest Management Science，2005，61，103-110]。另夕卜，螺甲螨酯還具有殺螨譜廣泛、與其他殺螨劑無交互性、持效性長、對人畜農作物的危害較小等優點，可以被廣泛的運用于農作物螨蟲的防治中。螺甲螨酯是一種高效、安全的新型農藥，對環境危害小，符合生態環保的標準，故具有廣闊的市場及應用前景。
[0003]2，4，6_三甲基苯乙酸是新型殺蟲、殺螨劑螺甲螨酯的關鍵農藥中間體。目前市場對2，4，6-三甲基苯乙酸的需求量是相對較大的，但是尚無明確的工業合成工藝，所以尋找一條較為經濟環保的合成工藝對未來螺甲螨酯的工業生產具有重要意義。傳統合成2，4，6_三甲基苯乙酸工藝路線是以均三甲苯、甲醛溶液及鹽酸為原料，經過氯甲基化將氯甲基引入苯環，氰基化得到氰化物，最后用濃硫酸水解得到最終產物[Fuson R.C.，RabjohnN.0rganic Syntheses, 1955，25，557-561]。此合成路線雖然步驟較為簡單，但在運用于工業生產時仍存在缺陷。首先工藝中使用大量甲醛溶液以及路易斯酸，導致廢水處理量較大，如果處理不當會造成嚴重的環境污染。另外，氰化反應時固體氰化鈉用量較大，工業生產時不易控制，給后處理帶來較大困難，最后用酸水解時，容易生成氰氫酸而產生安全隱患。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是提供一種螺甲螨酯的重要中間體2，4，6_三甲基苯乙酸的環保合成工藝，在原有工藝上進行了改進和優化，實現降低生產成本，保證了生產的安全性，使得生產更加綠色環保，并且更進一步的提高原料的轉化率和產品純度。
[0005]本發明的目的可以通過以下技術措施來實現:
[0006]a.在反應瓶中加入均三甲苯和濃鹽酸，攪拌加熱，在上述混合液中緩慢連續的加入固體甲醛，約3小時左右加完，加入后保溫繼續反應，體系中均三甲苯含量小于5%。將體系溫度降至室溫，靜置分層，上層有機相加入堿性溶液進行中和，確保有機層無酸性。將有機層冷卻結晶得到中間產物I。另外，在分離的水層中通入氯化氫氣體既可得到濃鹽酸，實現了廢水的少排放和多次循環使用的目的。
[0007]b.在反應瓶中加入氰化鈉水溶液，升溫至一定溫度后，滴加入中間產物1，滴加完后保溫一段時間至反應完全。將有機相中加水后，升溫攪拌，分去水層，并在水層中加入氧化劑處理，處理后確保有機層無氰化鈉殘留。另外，將有機層冷卻結晶后得到中間產物2。
[0008]c.在反應瓶中加入硫酸，加熱后，分批加入中間產物2，滴加完保溫反應一段時間至反應完全。將體系冷卻結晶后抽濾得到粗品，將粗品進行水洗去掉酸性，最后進行純化即可得到純品2，4，6-三甲基苯乙酸。
[0009]步驟a所述的均三甲苯與鹽酸的物質的量比為1: 1-1: 10;所述的均三甲苯與甲醛的物質的量比為1: 1-1: 5;所述的堿性溶液，選自于碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液；所述的反應溫度為50-100°C ;所述的反應時間為1-3小時。
[0010]步驟b所述的中間產物I與氰化鈉的物質的量比為1: 0.7-1: I ;所述的反應溫度為40-80°C ;所述的反應時間為6-12小時；所述的氯系氧化劑，選自于次氯酸鈉、次氯酸、雙氧水；所述的處理次數為1-4次。
[0011]步驟C所述的硫酸濃度為40-70%;所述的反應溫度為80_130°C ;所述的反應時間是3-5小時；所述的純化方法，選自于酸堿處理法、重結晶法、鹽析法。
[0012]本發明采用了路線較為簡單的合成工藝，并且優化各工藝步驟，降低生產能耗，使得此工藝過程更環保，更加適合工業生產。首先采用了固體甲醛，大大減少了污水排放量，另外實現了廢水的循環利用，降低了污水處理能耗，最后投料時使用氰化鈉液體及降低投料量，這避免了使用固體氰化鈉的危險性，并且反應液多次水洗，避免了最后酸化后產生氰氫酸而造成安全隱患。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發明的工藝流程圖。
[0014]圖2為本發明的合成產物液相色譜圖。
[0015]圖3為本發明的合成產物核磁圖。
[0016]具體實施實例
[0017]實施實例1:
[0018]a.在反應器中加入10kg均三甲苯和200L濃鹽酸，攪拌加熱，在上述混合液中緩慢連續的加入40kg固體甲醛，約3小時左右加完，加入后保溫到85°C左右繼續反應2小時，體系中均三甲苯含量小于5%。將體系溫度降至室溫，靜置分層，上層有機相加入碳酸氫鈉溶液進行中和，確保有機層無酸性。將有機層冷卻結晶得到中間產物I。
[0019]b.在反應瓶中加入10kg氰化鈉水溶液，升溫至55°C后，滴加入中間產物1，滴加完后保溫反應9小時直至反應完全。將有機相中加水后，攪拌靜置后分去水層，并在水層中加入次氯酸鈉處理，處理3次，使有機層無氰化鈉殘留。另外，將有機層冷卻結晶后得到中間產物2。
[0020]c.在反應瓶中加入55%的硫酸，加熱到100°C后，分批加入中間產物2，滴加完保溫反應4.5小時至反應完全。將體系冷卻結晶后抽濾得到粗品，將粗品進行水洗去掉酸性，最后使用酸堿處理法，分別進行堿洗和酸洗既可得到純品2，4，6-三甲基苯乙酸，產品純度99.7%o 產物核磁譜圖 -1H-NmrgoomHzADCI3)，δ:2.25(s，6H)，2.28(s，3H)，3.67(s，2H)，6.86 (s，1H)，7.24 (s，1Η)。
[0021]實施實例2:
[0022]a.在反應瓶中加入10kg均三甲苯和300L濃鹽酸，攪拌加熱，在上述混合液中緩慢連續的加入50kg固體甲醛，約3小時左右加完，加入后保溫到95°C左右繼續反應I小時，體系中均三甲苯含量小于5%。將體系溫度降至室溫，靜置分層，上層有機相加入碳酸鈉溶液進行中和，確保有機層無酸性。將有機層冷卻結晶得到中間產物I。
[0023]b.在反應瓶中加入90kg氰化鈉水溶液，升溫至70 °C后，滴加入中間產物1，滴加完后保溫反應6小時直至反應完全。將有機相中加水后，攪拌靜置后分去水層，并在水層中加入雙氧水處理，處理2次，使得有機層無氰化鈉殘留。另外，將有機層冷卻結晶后得到中間產物2。
[0024]c.在反應瓶中加入70%的硫酸，加熱到115°C后，分批加入中間產物2，滴加完保溫反應3.5小時至反應完全。將體系冷卻結晶后抽濾得到粗品，將粗品進行水洗去掉酸性，最后使用甲醇重結晶既可得到純品2，4，6-三甲基苯乙酸，產品純度99.1%。
[0025]以上所述，僅是本發明的具體實施實例，但本發明的保護并不局限于此，任何屬于本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的保護范圍內。因此，本發明的保護范圍應該以權利要求的保護范圍為準。
【主權項】
1.一種2，4，6-三甲基苯乙酸的環保生產工藝，其特征在與包括以下步驟: a.在反應瓶中加入均三甲苯和濃鹽酸，攪拌加熱，在上述混合液中緩慢連續的加入固體甲醛，約3小時左右加完，加入后保溫繼續反應，體系中均三甲苯含量小于5%。將體系溫度降至室溫，靜置分層，上層有機相加入堿性溶液進行中和，確保有機層無酸性。將有機層冷卻結晶得到中間產物I。另外，在分離的水層中通入氯化氫氣體即可得到生產實際需要濃度的濃鹽酸，實現廢水的少排放和多次循環使用的目的。 b.在反應瓶中加入氰化鈉水溶液，升溫至一定溫度后，滴加入中間產物1，滴加完后保溫一段時間至反應完全。在有機相中加入水后，升溫攪拌，分去水層，并在水層中加入氧化劑處理，處理后確保有機層無氰化鈉殘留。另外，將有機層冷卻結晶后得到中間產物2。 c.在反應瓶中加入硫酸，加熱后，分批加入中間產物2，滴加完保溫反應一段時間至反應完全。將體系冷卻結晶后抽濾得到粗品，將粗品進行水洗去掉酸性，最后進行純化即可得到純品2，4，6-三甲基苯乙酸。2.如權利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的環保生產工藝，其特征在于步驟a中，所述的均三甲苯與鹽酸的物質的量比為1: 1-1: 10 ;所述的均三甲苯與甲醛的物質的量之比為1: 1-1: 5;所述的堿性溶液，選自于碳酸氫鈉溶液、碳酸鈉溶液；所述的反應溫度為50-100°C ;所述的反應時間為1-3小時。3.如權利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的環保生產工藝，其特征在于步驟b中，所述的中間產物I與氰化鈉的物質的量比為1: 0.7-1:1 ;所述的反應溫度為40-80°C ；所述的反應時間為6-12小時；所述的氧化劑，選自于次氯酸鈉、次氯酸、雙氧水；所述的處理次數為1-4次。4.如權利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的環保生產工藝，其特征在于步驟c中，所述的硫酸濃度為40-70% ;所述的反應溫度為80-130°C ;所述的反應時間是3_5小時；所述的純化方法，選自于酸堿處理法、重結晶法、鹽析法。
【專利摘要】新型殺螨劑的關鍵中間體2,4,6-三甲基苯乙酸的生產工藝。本發明涉及一種2，4，6-三甲基苯乙酸的環保生產工藝，屬于化工生產工藝領域。該工藝在氯甲基化時采用了固體甲醛，并且將反應中產生的廢水分離并回收后通入氯化氫氣體進行再循環利用，既減少了污水處理的能耗，也大大減少了廢水的處理量。在氰基化使用液體氰化鈉并減少氰化鈉使用量，避免了固體氰化鈉使用的危險性以及氰化鈉過量使用產生的次生風險與危害，另外將反應液多次水洗處理，避免了酸化后產生氰氫酸而造成安全隱患。最后采用酸性水解，減少了含鹽廢水的排放。本方法克服了傳統工藝中的缺陷，實現了生產廢水的多次套用，最大程度的減少生產時的能耗，大大提高了反應收率及產品純度，降低了生產的成本，保證了生產安全性，使得生產更加綠色環保。
【IPC分類】C07C51/08, C07C57/30
【公開號】CN105085225
【申請號】CN201510511103
【發明人】李小明, 王超, 嚴明亮
【申請人】江蘇明化合晟生物科技有限公司
【公開日】2015年11月25日
【申請日】2015年8月19日