一种二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐的制备新方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及农药技术领域，尤其是涉及一种二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐的 制备新方法，属有机化学合成范畴。
【背景技术】
[0002] 二甲氧基丙二亚胺盐是一种非常重要的有机合成中间体，主要用于磺酰脲类 除草剂关键中间体2-氨基-4, 6-二甲氧基嘧啶及嘧啶水杨酸类除草剂重要中间体 2_氯_4, 6-二甲氧基啼啶的合成。
[0003] 二甲基丙二亚胺盐通常的制备方法是以丙二腈为原料，加入两倍量的甲醇， 在有机溶剂（如：甲苯、乙酸甲酯、甲醇、二甲基甲酰胺、四氢呋喃、三甲苯、甲基异丁 基酮、二氧六环、氯仿等），低温下通入干燥的氯化氢气体，例如美国专利USP4310470、 USP4412957、USP4495108和德国专利DE2426913A1及国内文献《化学工业与工程技术》 2006. 27 (5): 24-25等。其反应方程式为：
[0004]
[0005] 此工艺中缺陷在于：
[0006] 1)对无水要求极苛刻，氯化氢除水、干燥不彻底或反应体系不严密有潮湿空气进 入等都可导致目标物产率不高，更有甚者完全丢料，造成较大的损失；
[0007] 2)目标物的盐酸盐对潮湿空气及温度非常敏感，遇水溶化、见光变色，温度超过 30°C时会加速分解变质，含量成正比例下降，最后趋向于零；
[0008] 3)无水氯化氢的制备工艺繁琐，后处理装置比较多，部分设备必须定制加工和使 用进口的才能达到比较好的效果，如除雾器、除沫器、酸雾分离器中的滤芯，国内设备阻截 效果有限很容易达到饱和且使用寿命只有3个月；
[0009] 4)无水氯化氢的检测、计量比较困难，生产上主要是凭经验操作，无法跟踪，容易 造成目标物产率不稳定，还找不到原因；
[0010] 5)该工艺中氯化氢气体过量很多，没参与反应的气体必须想办法处理掉，废气量 大；
[0011] 6)制备无水氯化氢气体工艺的设备要求较高，具备条件的企业采用氯气和氢气合 成相对来说还容易点，没有条件的一般采用气体发生量较大的三氯化磷水解法，盐酸及含 水较多的氯化氢对材质要求有讲究，塑料类的虽能防腐但易老化，焊缝不耐压，容易泄漏造 成环境污染；钢衬P0、钢衬四氟属定制件，成本高；酚醛树脂玻璃钢的连接困难且成本也不 低，压力对其也是一种考验。
[0012] 7)目前丙二腈成熟的大生产工艺主要有两种：一是国内企业采用的氰基乙酰胺 脱水法，如江苏南通纳百园化工、江苏南通佳园化工及湖北荆州和乐科技；二是瑞士龙沙公 司采用的氯化氰与乙腈高温气相法。这两种方法生产的丙二腈价格较高，在生产二甲氧基 丙二亚胺二盐中，丙二腈成本占比达到80%以上，导致相应的下游产品的成本增加。
[0013] 8)丙二腈毒性类似于氰化物，属高毒危化品；丙二腈常温下为膏状固体，铁桶包 装，投料前必须加温熔化，在开启或关闭桶盖时，如果安全防护措施不到位，非常容易造成 吸入性中毒。
[0014] 鉴于目前制备二甲基丙二亚胺盐的方法中存在的诸多问题，所以寻求一种工艺简 单且能够工业化稳定生产，高产率、高纯度、绿色环保、安全的新方法是非常迫切的。
【发明内容】
[0015] 本发明的目的是克服现有工艺的缺陷，旨在提供一种二甲氧基丙二亚胺盐的制备 新方法，确切地说是一种二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐，采用本发明的方法能够稳定 地得到高产率、高纯度的二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐，且生产成本低廉，操作简单， 对环境、设备友好，适合工业化生产。
[0016] 为了解决上述问题，本发明提供了一种二甲氧基丙二亚胺盐的制备新方法，即不 采用丙二腈为原料，而是用廉价的大宗化学品丙二酰胺为原料，通过硫酸二甲酯在Lewis 酸催化条件下实现丙二酰胺的〇-甲基化，从而制备二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐。用 本发明制备的二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐可用于2-氨基-4, 6-二甲氧基嘧啶和 2-氯-4, 6-二甲氧基嘧啶的生产，其反应活性与二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐相当，稳定性 明显优于二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐。
[0017] 合成路线为：
[0018]
[0019] 在合成路线的反应式中，cat-1是指第一催化剂；cat-2是指第二催化剂。
[0020] 具体包括以下步骤：
[0021] 步骤S1 :将丙二酰胺悬浮于溶剂中，加入第一催化剂和第二催化剂，之后滴加甲 基化试剂，滴加完毕升温、保温。
[0022] 步骤S2:将上述溶液降温，固液分离，真空干燥得到白色粉末状的二甲氧基丙二 亚胺二甲基硫酸氢盐，滤液循环套用。
[0023] 进一步地，步骤S1所述的溶剂为甲苯、二甲苯、二氯乙烷、氯苯、甲基异丁基酮、二 氧六环、氯仿等中的一种或多种，优选为甲苯；溶剂的用量为丙二酰胺的8~16倍（质量与 体积之比），量少，丙二酰胺分散效果不好，反应不彻底，量太多溶质浓度不够，且造成成本 增加，回收量大，优选12~13倍量。
[0024] 进一步地，步骤S1因丙二酰胺在所述的溶剂中溶解能力比较差，为固液非均相反 应体系，为了提高其溶解性和增加反应几率，本领域的技术人员加入了第一催化剂，所述的 第一催化剂为相转移催化剂，选自PEG400、PEG800、苄基三乙基氯化铵、四丁基溴化铵、四丁 基氯化铵、四丁基硫酸氢铵、三辛基甲基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、十四烷基三甲基 氯化铵中的一种或多种，优选为PEG400和四丁基硫酸氢铵，用量为丙二酰胺量的0. 75~ 1. 5%〇
[0025] 进一步地，步骤S1所述的第二催化剂为Lewis酸，包括氯化镁、氯化锌、硫酸锌、氯 化铝、氯化铁、硫酸铝、四氯化钛、四异丙基氧基，钛、三氟化硼、五氯化铌中的一种或多种， 优选三氟化硼，用量为丙二酰胺量的〇. 5~1 %。
[0026] 进一步地，步骤S1所述甲基化试剂选自三氟甲磺酸甲酯、氟磺酸甲酯、硫酸二甲 酯、碘甲烷、碳酸二甲酯、重氮甲烷、甲基三氮烯中的一种，因本发明的宗旨之一是成本低 廉，原料易得，适合工业化生产，所以优选为硫酸二甲酯和碳酸二甲酯，但考虑到目标物成 盐的稳定性及碳酸二甲酯在本方法中反应活性不够，故最终的甲基化试剂选硫酸二甲酯。 硫酸二甲酯用量为丙二酰胺摩尔量的2~2. 5倍，优选2. 2倍。
[0027] 进一步地，步骤S1所述的滴加温度为20~40°C，因本反应放热并不明显，优选常 温滴加。
[0028]进一步地，步骤S1所述的反应温度为60~100°C;反应时间为10~15小时。如 果温度低于60°C，会造成反应速率过慢，降低工艺效率；温度高于90°C，反应率提升不是很 明显；同理，反应时间过长不利于生产工艺的高效运转；反应时间过短，会导致反应强度不 够，进而不利于原料的充分转化。
[0029]进一步地，步骤S2所述将物料降温至-5~5°C;干燥温度为50~100°C。
[0030] 进一步地，步骤S2所述固液分离的母液，可循环套用，达到十次时溶剂回收利用， 以此降低成本、保护环境。
[0031] 本发明提供了一种二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐的制备新方法，该二甲氧基 丙二亚胺二甲基硫酸氢盐为采用上述任一种方法制备而成，基本无副反应，产率高。如果采 用全新的原料直接生产，产率为93 %左右，套用反应母液进行反应，产率可达98 %左右。
[0032] 应用本技术发明的方案，采用廉价的大宗化学品丙二酰胺为原料，通过硫酸二甲 酯在Lewis酸催化条件下实现丙二酰胺的0-甲基化，从而创造性的制备出了一种新化合物 二甲氧基丙二亚胺二甲基硫酸氢盐。本发明克服了现有技术中丙二腈成本高，无水条件下 工艺苛刻，操作困难，氯化氢装置繁琐、设备腐蚀性大，氯化氢无法检测、计量、废气量大及 二甲氧基丙二亚胺二盐酸盐不稳定带来的产率低、纯度差等一系列问题。本发明所提供的 方法不存在二甲氧基丙二亚胺盐不稳定的情况，适合于工业化生产。
[0033] 综上所述，本发明提供了一种原料易得、操作简便、三废少、高产率制备二甲氧基 丙二亚胺盐的工业化路线。本发明提供的方法步骤中无苛刻条件、操作简单且对环境友好， 应用于2-氨基-4, 6-二甲氧基嘧啶和2-氯-4, 6-二甲氧基嘧啶的生产中具有显著的社会 和经济效益。
【具体实施方式】
[0034] 为了更清楚地说明本发明，下文中采用非限定性实施例作进一步说明，并用实施 例的结果运用到2-氨基-4, 6-二甲氧基嘧啶和2-氯-4, 6-二甲氧基嘧啶的合成中加以验 证，以充分地了解本发明的目的、技术特征和效果。
[0035]实施例1
[0036] 用计量栗打入240L溶剂甲苯到500L搪玻璃釜中，开搅拌，加入98 %丙二酰胺 20kg，加入0. 2kg第一催化剂PEG400和0.lkg第二催化剂三氟化硼，常温下通过高位槽向 釜内滴加54kg硫酸二甲