[發明專利]一種正丁基硫代磷酰三胺的微通道合成工藝

無效

• 申請號: 201410587137.1
• 申請日: 2014-10-28
• 公開（公告）號: CN104370957A
• 公開（公告）日: 2015-02-25
• 發明（設計）人: 戴鋒;戴稼本;戴舒天;戴亦能
• 申請（專利權）人: 浙江奧復托化工有限公司
• 主分類號: C07F9/22
• 分類號: C07F9/22
• 代理公司: 北京京萬通知識產權代理有限公司 11440
• 代理人: 許天易

技術領域

本發明涉及一種正丁基硫代磷酰三胺的微通道合成工藝。?

背景技術

氮、磷、鉀是農業生產最重要的三種元素，其中氮最為重要。20世紀80年代，隨著化肥的普遍使用，糧食產量有著普遍提高。據聯合國糧農組織估計，發展中國家糧食的增產中，55％來自化肥的作用。尿素是最重要的氮肥，占我國氮肥總量的60％-70％左右，但農作物通常對尿素的利用率很低。在農田中，尿素的利用率通常只有30％-35％。尿素在土壤中在脲酶作用下迅速水解成NH₄⁺，此時，部分氣態NH₃已經從土壤中逸失，而NH₄⁺在土壤亞硝化單胞菌作用下，很快被硝化為NO₃^-，這個過程一般只需要7天-10天左右。由于NO₃^-的陰離子特性，被雨水和灌溉水淋溶至地下水或通過徑流進入江河湖泊，以及反硝化菌作用下成為溫室氣體N₂O。?

同時，尿素的大量使用，還可能導致土壤板結，作物體內硝酸鹽、亞硝酸鹽的富集，危害環境也危害人們身體健康。磷酰胺類化合物，是能抑制脲酶活性的化合物，它的抑制機理是爭奪配位體，降低脲酶活性。脲酶在分解尿素時，尿素分子中O原子與脲酶中的一個Ni原子連接成單齒配位體，正丁基硫代磷酰三胺(NBPT)作為抑制劑時，?其結構與脲酶底物結構十分相似，其分子中的N原子與脲酶中的Ni原子形成(N-Ni)配位體，而且NBPT中氨基化合物可以與氨基甲酸橋中的O原子形成H-O橋，形成三齒配位體，而三齒配位體要比尿素與脲酶形成的單齒配位體牢固得多，從而減少了尿素與脲酶的接觸，減緩了尿素的水解速度，從而提高了尿素的利用率。?

NBPT的常規合成方法用三乙胺做縛酸劑，用正丁胺與溶劑混合滴加到事先用同種溶劑稀釋的三氯硫磷的混合液中，在低溫下反應，之后再通入氨氣反應，反應完畢進行分離，得到NBPT。用三乙胺或過量的正丁胺作為縛酸劑，副產物較多，分離和提純有一定難度，且這些工藝大多中間需要分離，反應時間長，物料返混嚴重，雜質多，能耗高，收率低，對環境污染較嚴重。?

發明內容

本發明的目的在于提供了一種正丁基硫代磷酰三胺的制備工藝的改進技術。本改進工藝主要以正丁胺、三氯硫磷為起始原料，用二氯甲烷作為溶劑，以NaOH溶液作縛酸劑，同時通入康寧微通道反應器進行反應，中間不需分離，直接在后續微通道板中再通入NH₃進行反應，反應產物經分層，結晶得到最終目標產物NBPT。該工藝操作簡便、副產物少、能耗低、收率高、成本低、適合連續性工業化生產的特點，反應式如下：?

為達到上述目的，本發明的技術方案是：?

一種正丁基硫代磷酰三胺的微通道合成工藝，包括如下步驟：將三氯硫磷和二氯甲烷混合均勻，以及正丁胺與二氯甲烷混合均勻，分別用柱塞計量泵同時將兩混合物注入康寧微通道反應器進料口，同時向另一進料口用計量柱塞泵注入10％NaOH溶液，調節背壓閥壓力，控制物料反應時間，同時均勻用完上述三種物料，使用熱交換器控制反應溫度，經過兩塊微通道反應器模塊混合反應后，物料進入第三塊模塊時冷卻至15℃，第四塊模塊在15℃下通入NH₃，經過四塊模塊反應后，出口處接收物料，物料經氣液分離，靜止分去無機層，有機層經蒸掉部分二氯甲烷后，冷卻結晶，過濾，得NBPT產品，產品質量分數98％以上，熔點57.8℃-58.5℃。?

所述的三氯硫磷和二氯甲烷的質量分數比為：三氯硫磷：二氯甲烷＝1.0:(0.5-1.0)；所述的正丁胺和二氯甲烷的質量分數比為：正丁胺：二氯甲烷＝1.0:(1.0-2.0)。?

所述的三氯硫磷和二氯甲烷的優選質量分數比為：三氯硫磷：二氯甲烷＝1.0:0.8；所述的正丁胺和二氯甲烷的優選質量分數比為：正丁胺：二氯甲烷＝1.0:0.8。?

所述的反應溫度為10-50℃，反應時間為20-30s。?

所述的反應溫度優選為20-30℃，反應時間優選為20s。?

所述的反應溫度進一步優選為25℃。?

反應溫度可以在10-50℃之間進行，當溫度在20-30℃之間時，產品的收率較高。當溫度低于20℃時，由于微通道反應時間短，反應不夠完全，故收率明顯較低；但當溫度高于30℃時，由于反應選擇?性下降，也導致收率下降。?