苯磺隆是上世紀八十年代美國杜邦公司開發的超高效麥田除草劑,而我國九十年代已實現工業化,但生產的成本較高,產品質量較差。關鍵的問題之一是合成出高質量的低成本的苯磺隆前置中間體N-甲基三秦的合成。合成N-甲基三嗪有多種工藝路線。
1.1 用CNCI聚合得三聚氯嗪,然后與格式試劑等反應得到N-甲基三嗪[4~5]。
由于CNCI毒性大,格式試劑有燃爆隱患,并且成本高,不宜工業化生產。
1.2 雙氰胺鈉法,是由雙氰胺鈉在鹽酸存在下和N-甲基乙酰胺作用得“氯嗪[6],氯嗪再和甲醇鈉和一甲胺作用得N-甲基三嗪。
該法收率低,成本高,不宜工業化采用。
1.3 由氯嗪經甲氧基化反應得到2-甲基-4-三氯甲基-6-甲氧基-1,3,5均三嗪(DMTT),再經甲胺基化反應得到N-甲基三嗪。
該法收率高,成本低,操作簡單,設備利用率高,容易實現工業化。目前我國大部分生產廠采用這一工藝路線。
本文重點研究和討論1.3工藝路線,傳統的做法是先將氯嗪用甲醇溶解后低溫條件下滴加甲醇鈉,緩慢升溫回流數小時,合成DMTT,脫溶后胺化,合成N-甲基三嗪,粗品含量93-94%,目前市場上流通的N-甲基三嗪含量大都93-94%,就是這一方法生產的。實踐中發現第一步DMTT的合成非常關鍵,本文對傳統的方法進行改進,第一步回流反應改為低溫保溫反應,保溫結束后將DMTT合成液通氯化氫氣體調pH到中性,然后脫溶胺化,含量96-97%。與傳統的方法相比含量提高約3%。
2 試驗部分
2.1原材料及儀器
氯嗪(工業品),含量:97%;甲苯(工業品),含量:99.9%;甲醇(工業品),含量:99%;甲醇鈉(工業品),含量:28%;一甲胺(工業品),含量:40%;水:工業用地下水。
2.2 試驗方法
2.2.1 DMTT的制備
向3000升搪玻璃釜中,分別加入500kg氯嗪和1000kg甲醇,開攪拌,用冰鹽欲冷卻至5℃,滴加400kg甲醇鈉,溫度控制0-10℃,滴2-3h。將反應液溫度慢慢升至35-40℃,保溫6小時,通入氯化氫將pH調到中性,減壓蒸出甲醇,溫度控制60℃以下,蒸至不出液為止,加入2000kg水,保溫0.5小時,此反應液為DMTT水溶液。
2.2.2 N-甲基三嗪的制備
向DMTT水溶液中,滴加125kg一甲胺,溫度控制20-25℃,滴2-3h,滴完保溫4h。降溫到20℃過濾,每次用200kg水洗滌三遍,在80℃下真空干燥8h,得174kg N-甲基三嗪,含量96.7%,收率74.4%,產品比較疏松,顏色淡白。
2.3 影響因素分析
DMTT合成后通入氯化氫調pH是關鍵,從小試發現將DMTT合成液pH調到中性可提高產品質量,可改善產品的物理狀態。
3、試驗結果與討論
氯嗪經甲氧基化、甲胺基化兩步反應,共試產了8批,N-甲基三嗪的含量均達到96%以上,收率穩定在73%以上。其生產數據見表1。
根據小試結果和本次工業化試驗,優化確定了工藝條件:甲氧基化合成DMTT時甲醇鈉滴加溫度O~10℃ ,保溫溫度:35~40℃ ,保溫時間6h;通入氯化氫調pH中性;脫溶后胺化,甲胺基化合成N-甲基三嗪時,合成溫度:20~25℃,保溫時間4h,干燥溫度80℃。
4、 結論
這次N-甲基三嗪的工業化試生產取得了較為滿意的成績,不但順利實現了N-甲基三嗪的的工業化生產,而且利用調pH的方法提高了產品質量,改善了產品的物理狀態,降低了生產成本。該方法可提高苯磺隆的產品質量,可提高苯磺隆在市場上的競爭力。
N-甲基三嗪論文
規格:98%
包裝:40kg/桶
最小購量:1
CAS:5248-39-5
分子式:C6H10N4O
分子量:154