[發明專利]一種利用微反應器連續合成酰胺類除草劑的方法

無效

• 申請號: 201410428359.9
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104262188A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發明（設計）人: 張鎖秦;張廣良;鄭良玉;宋善良
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: C07C231/08
• 分類號: C07C231/08;C07C233/07
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 張景林;王恩遠

技術領域

本發明屬于有機合成技術領域，具體涉及一種利用微反應器連續合成酰胺類除草劑的方法。

背景技術

酰胺類除草劑，主要包括甲草胺、乙草胺、異丙甲草胺、丙草胺、丁草胺和異丁草胺等，是一類高效芽前除草劑，廣泛適用于玉米、馬鈴薯、甜菜、花生、大豆等大田農作物，主要防治一年生禾本科雜草和多種闊葉雜草，對稗草、馬唐、狗尾草、稷屬效果好。

酰胺類除草劑的合成國外已有報導：主要包括甲叉法(USP?3442945、3547620、3630716、3637847)和氯醚法(USP?4319917、CN87101526)兩種方法。由于氯醚法相對生產成本較低，因此在酰胺類除草劑的生產中應用比較廣泛。具體合成路線如下式所示(以異丁草胺的合成為例)。

傳統氯醚法生產酰胺類除草劑，都是采用酰化和烷基化兩步法間歇進行，存在反應溫度高(100℃)、時間長(5小時以上)、非均相反應、堿消耗量大(5-6當量)、生產設備復雜等缺點。

由于微反應器具有超高的傳質、傳熱效率以及可以連續生產等區別于傳統反應器的特點，可以顯著縮短反應時間、精確的控制反應溫度，從而減少副產物生成；對于非均相反應，其效果更加明顯。

發明內容

本發明的目的在于提供一種利用微反應器連續合成酰胺類除草劑的方法，該方法通過一套微反應裝置進行，不經中間提純步驟，實現連續生產?？朔藗鹘y反應器技術條件下工藝復雜、生產周期長、堿液消耗大、產品產率低等缺點?？梢詼p少生產步驟，大大減少反應時間，降低堿液消耗，生產設備相對簡單。

本發明所述的一種利用微反應器連續合成酰胺類除草劑的方法，其步驟如下：

(1)將取代苯胺：氯乙酰氯：二甲苯以摩爾比1：1～2：0.5～5分別由計量泵注入到微反應器1中混合后進行反應，制得氯乙酰取代苯胺；

(2)將上述制得的氯乙酰取代苯胺、氯亞甲基烷基醚和堿按照摩爾比為1：1～2：1～5分別由計量泵注入到微反應器2中混合后進行反應；

(3)將上述微反應器2中得到的物料經過濾、洗滌、減壓回收溶劑即得到酰胺類除草劑成品。

上述方法的步驟(1)～(3)中，取代苯胺的結構通式如(I)表示，所制得的氯乙酰取代苯胺的結構通式如(II)表示，產品酰胺類除草劑的結構通式如(III)表示：

其中，R₁、R₂和R₃為氫、鹵素或小于7個碳的烷基、環烷基、烯烴基或鹵代烷基。

具體的，步驟(1)中的取代苯胺是2,6-二甲基苯胺或2,6-二乙基苯胺或2,6-甲乙基苯胺。

步驟(1)中，反應溫度在30～120℃，反應原料在微反應器內反應時間為1～20min。

優選地，步驟(1)所述的取代苯胺：氯乙酰氯：二甲苯的摩爾比為1：1.1～1.5：2～3，反應溫度為50～90℃，反應時間為6～10min。

步驟(2)中所述的堿為堿金屬氫氧化物的水溶液或堿土金屬氫氧化物的水溶液，反應溫度0～50℃，反應原料在微反應器2內的反應時間為10～150s。

優選地，步驟(2)所述的氯乙酰取代苯胺：氯亞甲基烷基醚：堿的摩爾比優選為1：1.3～1.4：2～4，反應溫度為15～30℃，反應時間為15～40s；堿金屬氫氧化物為氫氧化鈉。

步驟(1)和(2)中，微反應器1的反應通道孔徑為1～5mm，微反應器2的反應通道孔徑為0.5～2mm；優選地，微反應器1的反應通道孔徑為1.5～4mm，微反應器2的反應通道孔徑為0.8～2mm。

本發明采用微反應器方法合成酰胺類除草劑的技術與現有傳統技術相比，具有如下優勢：

(1)中間產物不經分離直接進行后續反應，實現了連續生產，生產設備簡單。

(2)由于微反應器固有的高效傳質、傳熱特性，反應時間大大縮短(不超過20min)，生產效率顯著提高。

(3)微反應器控溫精確，克服了傳統反應裝置溫度不均造成的副反應，使反應轉化率、產率及產品純度明顯提高。

(4)本發明的原料取代苯胺轉化率超過98％，產率超過95％，產品純度高于96％。

附圖說明

圖1：本發明所述的微反應裝置及反應流程示意圖。

如圖1所述，本發明所述微反應裝置由原料儲罐、計量泵和微反應器組成。計量泵為流速可調節的蠕動泵，微反應器的結構如圖2所示，為包括3個原料入口和一個出口的管式結構。