一种o-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺
阅读说明：本技术 一种o-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺 (Preparation process of O-3-chloro-2-propenyl hydroxylamine free alkali ) 是由 刘鹏 王蕾 张玉天 于 2020-12-02 设计创作，主要内容包括：本发明公开一种O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺,过程如下：向反应釜中依次加入二苯甲酮和盐酸羟胺、醋酸钠、甲醇,升温反应完毕,向其中加入氢氧化钠溶液及1,3-二氯丙烯,升温反应完毕,过滤所得粗品加入盐酸溶液中,水解完毕,减压下除去有机溶剂,过滤回收二苯甲酮套用。开启搅拌,向其中加入二氯甲烷,分层,有机相脱溶回收二氯甲烷,水相加入氢氧化钠溶液调节pH值。碱解结束后,以二氯甲烷萃取产品,脱溶得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺。O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺总收率>74%,气相纯度>98%。该工艺操作简便,容易实现,原料便宜易得,且原料二苯甲酮可以循环利用,反应条件温和,安全环保。(The invention discloses a preparation process of O-3-chloro-2-propenyl hydroxylamine free alkali, which comprises the following steps: adding benzophenone, hydroxylamine hydrochloride, sodium acetate and methanol into a reaction kettle in sequence, after the temperature rise reaction is finished, adding a sodium hydroxide solution and 1, 3-dichloropropene into the reaction kettle, after the temperature rise reaction is finished, filtering to obtain a crude product, adding the crude product into a hydrochloric acid solution, after the hydrolysis is finished, removing an organic solvent under reduced pressure, and filtering to recover the benzophenone for reuse. Stirring, adding dichloromethane, demixing, desolventizing the organic phase to recover dichloromethane, and adding sodium hydroxide solution into the aqueous phase to adjust the pH value. After the alkaline hydrolysis is finished, extracting a product by using dichloromethane, and carrying out desolventizing to obtain the O-3-chloro-2-propenyl hydroxylamine. The total yield of the preparation process of the O-3-chloro-2-propenyl hydroxylamine free alkali is more than 74 percent, and the gas phase purity is more than 98 percent. The process is simple and convenient to operate, easy to implement, cheap and easily available in raw materials, capable of recycling the raw material benzophenone, mild in reaction conditions, safe and environment-friendly.)
技术领域
本发明属于有机合成领域，具体涉及一种O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺。
背景技术
O-3-氯-2-丙烯基羟胺，又名氯代胺，是生产烯草酮的重要中间体。烯草酮是美国Chevron化学公司推出的一种防除阔叶作物中禾本科杂草的广谱芽后除草剂，对多种一年生和多年生杂草具有很强的杀伤作用，对双子叶植物或莎草活性很小或无活性。O-3-氯-2-丙烯基羟胺还被广泛用于其他环己烯酮肟类除草剂，如吡喃草酮、噻草酮、苯草酮、丁苯草酮和环苯草酮等。
目前，国内外报道的O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备方法主要有以下几种：
1.以乙腈和乙醇为起始原料，得到反应中间体乙酰羟肟酸乙酯，再水解得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺。该方法用到大量的氯化氢气体，污染和腐蚀都比较严重，而且用到的四丁基溴化胺相转移催化剂较贵，无论是从环保还是成本方面都不利于其工业化生产。故此法目前很少有人采用。
2.以丙酮为起始原料，得到反应中间体丙酮肟醚，再水解得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺，如专利US5382685及US5488162所述。该方法需要通过精馏装置并且控制一定的回流比不断地移除生成的丙酮，操作复杂繁琐，且在生产过程中容易超温爆炸，故存在一定的安全问题。
3. 以乙酸甲酯或者乙酸乙酯为起始原料，得到反应中间体乙酰基保护的丙烯基羟胺，再水解得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺。该方法原料便宜易得，但是反应后的溶剂中含有大量的乙醇或者甲醇，使得溶剂回收较为困难。
4. 以N-羟基邻苯二甲酰亚胺为起始原料，水解得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺。N-羟基邻苯二甲酰亚胺的合成方法主要是以邻苯二甲酸酐和邻苯二甲酸为起始原料。如专利CN1051170所述，以邻苯二甲酸酐为起始原料，最终转化为邻苯二甲酸，不能循环利用。如专利CN105348139所述，以邻苯二甲酸为起始原料，可以使起始物料达到循环利用，但是该工艺需要把邻苯二甲酸在氯化亚砜存在下转化为邻苯二甲酰氯，而且需要蒸馏除去过量的氯化亚砜，使工艺操作变得复杂。
上述文献报道的最后得到的都是O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐形式。盐酸盐形式的产物存在两个问题：O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐里面都会包夹一定量的盐酸羟胺，而盐酸羟胺与相应醛或者酮反应活性更高，这样会导致一定量的副产物生成，进而影响最终产品的质量控制。另一方面，O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐水溶液是不稳定的，需要在低于15℃以下保存，否则降解产物就会逐渐生成。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的是提供一种适合工业化生产的O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺，该工艺操作简便，容易实现，原料便宜易得，且原料二苯甲酮可以循环利用，反应条件温和，安全环保。
本发明所述的O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺，路线如下图所示：
具体包括如下步骤：
（1）二苯甲酮肟的制备：向反应釜中依次加入甲醇、二苯甲酮、盐酸羟胺和醋酸钠，升温回流反应，反应完毕，得到二苯甲酮肟的溶液；
（2）(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟的制备：将步骤（1）制得的二苯甲酮肟的溶液真空转移至另一反应釜，向其中加入氢氧化钠溶液及1,3-二氯丙烯，升温反应，反应完毕，过滤得到(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品待用；
（3） O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐的制备：将步骤（2）制得的(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品加入盐酸溶液中，水解完毕，减压下除去体系内的有机溶剂，过滤回收二苯甲酮套用；
（4） O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备：将步骤（03）制得的反应液真空转移至另一反应釜中，开启搅拌，向其中加入二氯甲烷，分层，有机相脱除溶剂回收二氯甲烷，水相加入氢氧化钠溶液调节pH值，碱解结束后，以二氯甲烷萃取产品，脱除溶剂（回收二氯甲烷）得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺。
其中，步骤（1）中二苯甲酮、盐酸羟胺和醋酸钠的摩尔比为1:（1~2）:2。
优选地，步骤（2）和步骤（4）中，氢氧化钠水溶液的质量浓度为28~35%；步骤（2）中和步骤（4）中，加入氢氧化钠水溶液后调节体系pH为7~9.5。
优选地，步骤（2）中，二苯甲酮肟与1,3-二氯丙烯的摩尔比为1:0.95~1.1。
优选地，步骤（3）中，盐酸溶液的质量浓度为32~38%，在35~45℃加入盐酸溶液，加入盐酸溶液后，体系pH为1~3。
步骤（1）、（2）、（3）中，中控检测方法为HPLC。
步骤（4）中，中控检测方法为GC。
本发明的优点和积极效果在于：本发明提供的O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备工艺，该工艺路线短，操作简便，容易实现，原料便宜易得，反应条件温和，且原料二苯甲酮可以循环利用。整个工艺安全环保。最终产物O-3-氯-2-丙烯基羟胺的纯度可以达到99%。
附图说明
图1是实施例1制得的最终产物的1H-NMR图谱；
图2是实施例1制得的最终产物的GC图；
图3是实施例2制得的最终产物的GC图；
图4是实施例3制得的最终产物的GC图。
具体实施方式
为了进一步说明本发明的内容及特点，下面结合实施例进一步说明。
实施例1
一种O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺，过程如下：
（1）二苯甲酮肟的制备：向反应釜中加入甲醇900 g，然后依次加入二苯甲酮(91g, 0.50 mol)、盐酸羟胺(56 g, 0.81 mol)和醋酸钠(82 g, 1.0 mol)，升温至65℃回流反应，HPLC监测，反应完毕，得到二苯甲酮肟的溶液；
（2）(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟的制备：另准备一反应釜，抽真空将其压力降至0.06 MP 以下，通过管道将步骤(1)制得的二苯甲酮肟的溶液转移至该反应釜中，转移完毕，向其中加入28wt% 的氢氧化钠溶液调节pH在7.5~9.5范围内。然后滴加1,3-二氯丙烯(55 g, 0.50 mol)，滴加完毕升温至50-55℃反应。HPLC监测，反应完毕，过滤得到(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品待用；
（3）O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐的制备：将步骤（2）制得的(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品控温35~45℃加入35wt%的盐酸溶液（400 mL）中，滴加完毕，体系pH值为1~3，进行水解反应，2小时后，HPLC监测水解完毕。减压下除去体系内的大部分有机溶剂，过滤所得滤饼即为二苯甲酮，40℃烘干后可实现循环利用。
（4）O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备：将步骤（3）制得的反应液通过步骤（2）所述真空操作转移至另一反应釜中，开启搅拌，向其中加入二氯甲烷800 g，分层，有机相脱除溶剂回收二氯甲烷，水相加入28wt% 氢氧化钠溶液调节pH 7~9范围内进行碱解。3小时后，GC监测碱解结束后，以二氯甲烷萃取产品（600 g*3），合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱除溶剂（回收二氯甲烷）得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺成品40.9 g（液体），总收率为76%，由图2所示，通过GC检测，其纯度为99.2%。
O-3-氯-2-丙烯基羟胺成品的氢谱如图1所示，1HNMR (Bruker, 400M, CDCl3): δ6.26(d, 1H, 13.6Hz), 6.05(d, 1H, 6.8Hz), 5.42(s, 2H), 4.12(m, 2H).
实施例2
一种O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺，过程如下：
（1）二苯甲酮肟的制备：向反应釜中加入甲醇500 g，然后依次加入二苯甲酮(50g, 0.27 mol)、盐酸羟胺(31 g, 0.45 mol)和醋酸钠(45 g, 0.55 mol)，升温至65℃回流反应，HPLC监测，反应完毕，得到二苯甲酮肟的溶液；
（2）(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟的制备：另准备一反应釜，通过真空将其压力降至0.06 MP 以下，通过管道将步骤（1）制得的二苯甲酮肟的溶液转移至该反应釜中，向其中加入30wt% 的氢氧化钠溶液调节pH在7~9范围内。然后滴加1,3-二氯丙烯 (30.5 g,0.27 mol),升温至50-55℃反应，HPLC监测，反应完毕，过滤得到(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品待用；
（3）O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐的制备：将步骤（2）制得的(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品控温35~45℃加入32wt%的盐酸溶液的盐酸溶液（250 mL）中，滴加完毕，体系pH在1~3，进行水解反应，2小时后，HPLC监测水解完毕。减压下除去体系内的大部分有机溶剂，过滤所得滤饼即为二苯甲酮，40℃烘干后可实现循环利用；
（4）O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备：将步骤（3）制得的反应液通过步骤（2）所述真空操作转移至另一反应釜中，开启搅拌，向其中加入二氯甲烷440 g，分层，有机相脱除溶剂回收二氯甲烷，水相加入30wt% 氢氧化钠溶液调节pH值7~9.5 范围内进行碱解。3小时后，GC监测碱解结束后，以二氯甲烷萃取产品（350 g*3），合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱除溶剂（回收二氯甲烷）得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺成品21.8 g，总收率为74%，由图3所示，通过GC检测，其纯度为99.8%。
实施例3
一种O-3-氯-2-丙烯基羟胺游离碱的制备工艺，过程如下：
（1）二苯甲酮肟的制备：向反应釜中加入甲醇1.5 kg，然后依次加入二苯甲酮(150g, 0.82 mol)、盐酸羟胺(92 g, 1.32 mol) 和醋酸钠(135 g, 1.65 mol)，升温至65℃回流反应，HPLC监测，反应完毕，得到二苯甲酮肟的溶液；
（2）(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟的制备：另准备一反应釜，通过真空将其压力降至0.06 MP 以下，通过管道将步骤（1）制得的二苯甲酮肟的溶液转移至该反应釜中，然后向其中加入35wt% 的氢氧化钠溶液调节pH在7.5~9范围内。然后滴加1,3-二氯丙烯(90.7 g, 0.82 mol)，滴加完毕升温至50-55℃反应，HPLC监测，反应完毕，过滤得到(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品待用；
（3）O-3-氯-2-丙烯基羟胺盐酸盐的制备：将步骤（2）制得的(E)-二苯甲酮O-(3-氯烯丙氧基)肟粗品控温35~45℃加入35wt%的的盐酸溶液（600 mL）中，滴加完毕，控制pH在1~3范围内进行水解反应，2小时后，HPLC监测水解完毕。减压下除去体系内的大部分有机溶剂，过滤所得滤饼即为二苯甲酮，40℃烘干后可实现循环利用。
（4）O-3-氯-2-丙烯基羟胺的制备：将步骤3制得的反应液通过步骤（2）所述真空操作转移至另一反应釜中，开启搅拌向其中加入二氯甲烷1300 g，分层，有机相脱溶回收二氯甲烷，水相加入35wt% 氢氧化钠溶液调节pH 7~9范围内。3小时后，GC监测碱解结束后，以二氯甲烷萃取产品（900 g*3），合并有机相，无水硫酸钠干燥，过滤，脱除溶剂得到O-3-氯-2-丙烯基羟胺成品66.7 g，总收率为75.4%，由图4所示，通过GC检测，其纯度为99.1%。
以上各实施例只是对本发明做进一步说明，并非用于限制本发明专利，凡为本发明等效实施，均应包含在本发明专利的权利要求范围之内。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种邻氯苯甲腈的合成方法