专利名称：高纯、无臭甲基嘧啶磷的制备方法
技术领域：
本发明涉及高纯、无臭甲基嘧啶磷的制备方法。
背景技术：
甲基嘧啶磷，化学名称0-{2- (二乙氨基)-6-甲基嘧啶-4-基}-0，0-二甲基硫代磷酸酯， 是一种高效、低毒、广谱瞎啶类有机磷杀虫、杀螨剂，具有胃毒、触杀和熏蒸作用。甲基嘧
啶磷化学结构如下
甲基嘧啶磷通常是由2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶或2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲 基-嘧啶的盐与0,O-二甲基硫代磷酰氯在缚酸剂存在下反应制得(GB1.019,227; GB1.203，026; GB1，204,552; CS205,961; US3,651,224.;沈德隆等"甲基瞎啶磷的合成研究"《广东化工》 No.6(2001)P31 32;周玉坤等"甲基嘧啶磷的合成研究"《农药》No.l(2002)P14 15;仇是胜 等"甲基嘧啶磷的合成"《现代农药》Vo1.2 No.6(2003)P20转P27;"甲基嘧啶磷的合成研究" 《新农药》No.3(2004);陆阳等"甲基嘧啶磷的合成技术"(《四川化工》No.6(2005)P5 7)<formula>formula see original document page 3</formula>陆阳等"甲基嘧啶磷的合成技术"(《四川化工》No.6(2005)P5 7)文献报导采用乙酸乙酯 作溶剂，加入少量磷酸钾，将2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶与0,0-二甲基硫代磷酰氯 反应制备甲基嘧啶磷，收率可达96%，含量达94%，但同样未解决杂质和臭味问题，没有工 业化报道。
目前所有文献以及工业化提供的甲基嘧啶磷的合成方法中，甲基嘧啶磷原药产品含量在 90%左右，收率大多小于85%。并且国内外进行农药登记销售的甲基嘧啶磷原油的含量也是 90%。这均源于O,O-二甲基硫代磷酰氯所具有的不稳定性，使得反应体系无论为酸性还是碱 性，都会发生下列副反应hkC—0.
H3C—o'
\
HiC一O.
P——Cl + H，O
HKC一O.
\
P—OH + HC1
(I )
ii):
s
II
:P—OH + H，O
H3C——0—P.
OH OH
+
CH3OH
iii):
S
H3C—0\卄
<formula>formula see original document page 4</formula>
H3C—0
iv):
H3C—0、ll llzO—CH3
H3C—O 、0_CH3
(II)
S
H3C—0\|| + /P—O—CH3 + HC1
H3C—
(in)
H3C—0、" H,0—CH;3
:P—O—P<3 + HC1 H3C—0 O—CH3
(IV)
因此，在甲基嘧啶磷的产品中，总会找到由上述副反应而产生的式(1)、 (n)、 (111)、
(IV)所示结构的杂质，含量达5.2 7.0%。上述副反应中少量的式(I )、 (II)杂质可在产 品后处理中去除，而杂质(IV)甲基硫特普和杂质(III) o，o,o-三甲基硫代磷酸酯及其异构 体o，o,s-三甲基硫代磷酸酯由于具有良好的溶解吸附性被留在产品中，导致产品纯度低、杂 质含量高、臭味大。而且杂质(III) o,o,o-三甲基硫代磷酸酯及其异构体o,o,s-三甲基硫代
磷酸酯可引起肛损伤(Keadtisuke etal.， Toxicology Letters 52:35-46(1990))，或免疫抑制(Rodgere et al., Imm皿opharmacology 17:131-140(1989)),杂质(IV)甲基硫特普经国际癌症研究机构 (Latemational Agency for Research on Cancer简称ARC)根据动物实验确证对动物有致畸作 用。
由于O,O-二甲基硫代磷酰氯在甲基嘧啶磷合成反应中不可避免地发生上述副反应，使得 产品甲基嘧啶磷纯度低，杂质含量高，还有臭味，而甲基嘧啶磷主要应用于仓储及家庭卫生 杀虫，因此甲基嘧啶磷的推广应用受到限制。目前所有文献以及工业化提供的甲基嘧啶磷的 合成方法中，甲基嘧啶磷原药产品含量均在90%左右，收率大多小于85%。目前国内外进行农药登记销售的甲基嘧啶磷原油的含量也是90%，杂质含量很高。
发明内容
本发明是提供一种以O,O-二甲基硫代磷酰氯和2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶为反 应原料，以甲苯和水为溶剂，以氢氧化钠为缚酸剂，加入一种水解抑制剂，在催化剂存在下 反应制得高纯无臭甲基嘧啶磷的制备方法。反应方程式如下<formula>formula see original document page 5</formula>本发明所述的水解抑制剂是硫酸钾或硫酸钠、硫酸镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化
钙中的任意一种；水解抑制剂与O,O-二甲基硫代磷酰氯的摩尔比是l :3 7;
本发明所述的催化剂是4一二甲氨基吡啶与四正丁基溴化胺，4一二甲氨基吡啶与四正丁 基溴化胺的重量比是1 : 2.5 4;催化剂与2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧淀的重量比为 1 : 30 40;
本发明所述的O,O-二甲基硫代磷酰氯与2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-瞎啶的摩尔比是
1 :卜l.l;
本发明所述的水与甲苯的体积比是1 : 2.5 3.5;
本发明所述的2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶与NaOH的摩尔比是l : 1 1.3。 本发明的具体操作歩骤是
将甲苯、水和2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶加入反应器中，搅拌30分钟，在温度 低于4(TC时加入氢氧化钠，继续于30 8(TC搅拌1小时，再加入一定量的水解抑制剂和催化 剂，冷却至室温，滴加O,O-二甲基硫代磷酰氯，控温在40。C以下，l小时滴加完毕，然后保 持25 35'C反应2 5小时，反应完毕，加入一定量的水，搅拌15 30分钟，静止分出水层， 油层用稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂得到纯度296.0%、且无臭的甲基喷啶 磷产品。
本发明通过加入一种水解抑制剂有效地抑制了 O，O-二甲基硫代磷酰氯发生水解等副反 应，提高其转化率、减少杂质，获得高纯无臭甲基嘧啶磷。毒性以及杂质明显降低，产品收 率和纯度显著提高，解决了高品质甲基嘧啶磷的工业化问题。
以下结合具体实施例来进一步说明本发明
具体实施例方式
(以下°/。均指重量百分数，甲基嘧啶磷收率均以2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-喷啶计)实施例l:
在装有搅拌、温度计、回流冷凝器的500ml三口反应瓶中，加入200ml甲苯、82.0ml水， 启动搅拌，加入51.4g C0.27mo1) 2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶，升温至40。C搅拌30 分钟，加入15.0g C0.36mo1)氢氧化钠，继续于40 8(TC反应40 60分钟，将物料冷却至 30°C，加入2.8g (0.0473mol)氯化钠、0.4g4—二甲氨基吡啶及1.2g四正丁基溴化胺，搅拌 30分钟后，保持20 35"C滴加53.0g (0.3mol) O,O-二甲基硫代磷酰氯，滴加时间为1小时， 而后保温反应3 4小时，反应完毕，冷却至2(TC，加入20g水搅拌15 30分钟，静止分出 水层，油层用3%稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂，得甲基嘧啶磷原油80.3g， 含量97.0%，收率94.5%。杂质(IV)为0.17%，杂质(III)为1.86%。
实施例2
在装有搅拌、温度计、回流冷凝器的500ml三口反应瓶中，加入200ml甲苯、82.0ml水， 启动搅拌，加入51.4g C0.27mo1) 2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶，升温至40。C搅拌30 分钟，加入15.0g (0.36mol)氢氧化钠，继续于40 80'C反应40 60分钟，将物料冷却至 3CTC，加入4.8g C0.0812mo1)氯化钠、0.5g4—二甲氨基吡啶及1.2g四正丁基溴化胺，搅拌 30分钟后，保持20 35'C滴加53.0g (0.3mol) O,O-二甲基硫代磷酰氯，滴加时间为1小时， 而后保温反应3 4小时，反应完毕，冷却至20'C，加入20g水搅拌15 30分钟，静止分出 水层，油层用3%稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂，得甲基嘧啶磷原油80.5g， 含量96.8.0%，收率94.6%。杂质(IV)为0.16%,杂质(III)为1.78%。
实施例3
在装有搅拌、温度计、回流冷凝器的500ml三口反应瓶中，加入200ml甲苯、57.0ml水， 启动搅拌，加入51.4g (0.27mol) 2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶，升温至40。C搅拌30 分钟，加入15.0g (0.36mol)氢氧化钠，继续于40 8(TC反应40 60分钟，将物料冷却至 30°C，加入2.8g (0.0473mol)氯化钠、0.5g4—二甲氨基吡啶及1.2g四正丁基溴化胺，搅拌 30分钟后，保持20 35"C滴加53.0g (0.3mol) O,O-二甲基硫代磷酰氯，滴加时间为1小时， 而后保温反应3 4小时，反应完毕，冷却至2(TC，加入30g水搅拌15 30分钟，静止分出 水层，油层用3%稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂，得甲基嘧啶磷原油80.28， 含量97.0%，收率94.4%。杂质(IV)为0.14%，杂质(III)为1.74%。实施例4
在装有搅拌、温度计、回流冷凝器的500ml三口反应瓶中，加入200ml甲苯、57.0ml水， 启动搅拌，加入51.4g C0.27mo1) 2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶，升温至4(TC搅拌30 分钟，加入15.0g C0.36mo1)氢氧化钠，继续于40 8(TC反应40 60分钟，将物料冷却至 30°C，加入2.8g (0.0473mol)氯化钠、0.3g4—二甲氨基吡啶及l.Og四正丁基溴化胺，搅拌 30分钟后，保持20 35。C滴加53.0g (0.3mol) O，O-二甲基硫代磷酰氯，滴加时间为1小时， 而后保温反应3 4小时，反应完毕，冷却至2(TC，加入30g水搅拌15 30分钟，静止分出 水层，油层用3%稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂，得甲基嘧啶磷原油79.3g， 含量96.2%，收率92.6%，杂质(IV)为0.20%，杂质(III)为1.88%。
实施例5
在3000L的搪瓷反应釜中，加入1500L甲苯、400L水，启动搅拌；加入365Kg(1.917kmo1) 2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-啼啶，升温至4(TC搅拌40分钟，加入106Kg (2.56Kmo1)氢 氧化钠，继续于40 80。C搅拌1小时，加入34.0Kg (0.575kmo1)氯化钠、2.0kg4—二甲氨基 吡啶及6.1kg四正丁基溴化胺，搅拌30分钟后，保持20 3(TC滴加376.0kg (2.13kmo1) 0,0-二甲基硫代磷酰氯，1.5小时滴完，保温反应3小时，反应完毕，冷却至2(TC，加入200L水 搅拌30分钟，静止分层，油层用3。/n稀盐酸300L洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂 得甲基嘧啶磷原油580，含量96.2%，收率94.2%。杂质(IV)为0.2%，杂质(III)为1.88%。
实施例6
将实施例1中的氯化钠换成氯化钾，其余不变，得甲基嘧啶磷原油80.5g，含量97.2%， 收率95肌杂质(IV)为0.12%，杂质(III)为1.48%。
实施例7
将实施例l中的氯化钠换成氯化钙，其余不变，得甲基嘧啶磷原油79.5g，含量97.2%， 收率93.8%，杂质(IV)为0.28%，杂质(III)为1.40%。
实施例8
将实施例1中的氯化钠换成硫酸钠，其余不变，得甲基嘧啶磷原油80.0g，含量98.5%， 收率95.6%。杂质(IV)为0.33%，杂质(III)为0.77%。将实施例l中的氯化钠换成硫酸镁，其余不变，得甲基嘧啶磷79.5g，含量96.7%,收率 93.3%，杂质(IV)为0.37%，杂质(III)为1.48%。
实施例10
将实施例1中的氯化钠换成硫酸钾，其余不变，得甲基嘧啶磷80.4g，含量97.6%，收率 95.3%。杂质(IV)为O.ll，杂质(III)为1.38%。
实施例11
将实施例l中的氯化钠换成碳酸钠，其余不变，得甲基嘧啶磷原油79.4g，含量97.6%， 收率94.0%， 杂质(IV)为0.12%，杂质(III)为1.39%。
实施例12
将实施例1中的氯化钠换成碳酸氢钠，其余不变，得甲基嘧啶磷原油80.0g，含量96.4%， 收率93.6%，杂质(IV)为0.37%，杂质(III)为1.92%。
实施例13
将实施例1中的氯化钠换成碳酸钾，其余不变，得甲基嘧啶磷原油80.4g，含量97.6%， 收率95.3%，杂质(IV)为0.11%，杂质(III)为1.38%。
权利要求
1、一种制备高纯、无臭甲基嘧啶磷的方法，其特征在于以O，O-二甲基硫代磷酰氯和2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶为反应原料，甲苯和水为反应溶剂，以氢氧化钠为缚酸剂，加入一种水解抑制剂，在催化剂存在下反应制得，反应方程式如下所述的水解抑制剂是硫酸钾或硫酸钠、硫酸镁、氯化钾、氯化钠、氯化钙、氧化钙中的任意一种，所述的催化剂是4-二甲氨基吡啶与四正丁基溴化胺，具体操作步骤为将甲苯、水和2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶加入反应器，搅拌30分钟，在温度低于40℃时加入氢氧化钠，继续于30～80℃搅拌1小时，再加入一定量的水解抑制剂和催化剂，冷却至室温，滴加O，O-二甲基硫代磷酰氯，控温在40℃以下，1小时滴加完毕，然后保持25～35℃反应2～5小时，反应完毕，加入一定量的水，搅拌15～30分钟，静止分出水层，油层用稀盐酸洗涤一次，再水洗至中性，减压脱尽溶剂得到产品纯度≥96.0％、且无臭味的甲基嘧啶磷。
2、 根据权利要求1所述的高纯、无臭甲基嘧啶磷的制备方法，其特征在于水与甲 苯的体积比是1 : 2.5 3.5; 2-N,N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶与氢氧化钠的摩尔比是 1 : 1 1.3;水解抑制剂与O,O-二甲基硫代磷酰氯的摩尔比是l :3 7;催化剂与2-N，N-二 乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶的重量比是1 : 30 40;4 — 二甲氨基吡啶与四正丁基溴化胺的重 量比是1 : 2 4。
全文摘要
本发明公开了一种以O，O-二甲基硫代磷酰氯和2-N，N-二乙氨基-4-羟基-6-甲基-嘧啶为反应原料，甲苯和水为反应溶剂，以氢氧化钠为缚酸剂，加入一种水解抑制剂，在催化剂存在下反应制得高纯无臭甲基嘧啶磷的制备方法。反应方程式如上。本发明通过加入一种水解抑制剂有效地抑制了O，O-二甲基硫代磷酰氯发生水解等副反应，提高其转化率、减少杂质，获得高纯无臭甲基嘧啶磷。毒性杂质明显降低，产品收率和纯度显著提高，解决了高品质甲基嘧啶磷工业化问题。
文档编号C07F9/6512GK101613373SQ20091004394
公开日2009年12月30日 申请日期2009年7月22日 优先权日2009年7月22日
发明者庞怀林, 彬 杨, 慧 杨, 毛春晖, 平 聂, 明 陈, 黄兰兰 申请人:湖南化工研究院