新型杀螨剂的关键中间体2,4,6-三甲基苯乙酸的生产工艺的制作方法
【专利说明】新型杀螨剂的关键中间体2, 4, 6-三甲基苯乙酸的生产工
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技术领域
[0001]本发明涉及化工生产工艺领域，尤其涉及2，4，6_三甲基苯乙酸的环保生产工艺。
【背景技术】
[0002]螨虫是危害各种农作物的的病虫害，人们不断在开发控制螨虫的不同种农药，但是由于杀螨剂品种单一并持续使用、专用杀螨剂少，兼用现象严重等原因，使得害螨农药的抗药性形成非常快，所以抗螨虫农药需要进行不断更新。现在，控制螨虫危害的主要农药为螺螨酯类化合物。如螺甲螨酯，是由拜耳农作物公司研制发现的一种新型的非内吸性杀螨剂，属于新型的螺环季酮类化合物。它可以有效的控制许多不同种类的螨虫，比如红叶螨、锈螨以及附线螨等[Bretschneider T.，Buchhol B.J.，Fischer R.，Nauen, R.Crop Prot.Research，2003，57，697-701]。其作用机制独特，通过阻止乙酰辅酶A羧化酶的作用(该酶在害螨的生长过程中辅助合成重要的脂肪酸)，进而抑制害螨的脂肪合成，阻断能量代谢而达到杀死害螨的目的[Dekeyser M.A.Pest Management Science，2005，61，103-110]。另夕卜，螺甲螨酯还具有杀螨谱广泛、与其他杀螨剂无交互性、持效性长、对人畜农作物的危害较小等优点，可以被广泛的运用于农作物螨虫的防治中。螺甲螨酯是一种高效、安全的新型农药，对环境危害小，符合生态环保的标准，故具有广阔的市场及应用前景。
[0003]2，4，6_三甲基苯乙酸是新型杀虫、杀螨剂螺甲螨酯的关键农药中间体。目前市场对2，4，6-三甲基苯乙酸的需求量是相对较大的，但是尚无明确的工业合成工艺，所以寻找一条较为经济环保的合成工艺对未来螺甲螨酯的工业生产具有重要意义。传统合成2，4，6_三甲基苯乙酸工艺路线是以均三甲苯、甲醛溶液及盐酸为原料，经过氯甲基化将氯甲基引入苯环，氰基化得到氰化物，最后用浓硫酸水解得到最终产物[Fuson R.C.，RabjohnN.0rganic Syntheses, 1955，25，557-561]。此合成路线虽然步骤较为简单，但在运用于工业生产时仍存在缺陷。首先工艺中使用大量甲醛溶液以及路易斯酸，导致废水处理量较大，如果处理不当会造成严重的环境污染。另外，氰化反应时固体氰化钠用量较大，工业生产时不易控制，给后处理带来较大困难，最后用酸水解时，容易生成氰氢酸而产生安全隐患。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种螺甲螨酯的重要中间体2，4，6_三甲基苯乙酸的环保合成工艺，在原有工艺上进行了改进和优化，实现降低生产成本，保证了生产的安全性，使得生产更加绿色环保，并且更进一步的提高原料的转化率和产品纯度。
[0005]本发明的目的可以通过以下技术措施来实现:
[0006]a.在反应瓶中加入均三甲苯和浓盐酸，搅拌加热，在上述混合液中缓慢连续的加入固体甲醛，约3小时左右加完，加入后保温继续反应，体系中均三甲苯含量小于5%。将体系温度降至室温，静置分层，上层有机相加入碱性溶液进行中和，确保有机层无酸性。将有机层冷却结晶得到中间产物I。另外，在分离的水层中通入氯化氢气体既可得到浓盐酸，实现了废水的少排放和多次循环使用的目的。
[0007]b.在反应瓶中加入氰化钠水溶液，升温至一定温度后，滴加入中间产物1，滴加完后保温一段时间至反应完全。将有机相中加水后，升温搅拌，分去水层，并在水层中加入氧化剂处理，处理后确保有机层无氰化钠残留。另外，将有机层冷却结晶后得到中间产物2。
[0008]c.在反应瓶中加入硫酸，加热后，分批加入中间产物2，滴加完保温反应一段时间至反应完全。将体系冷却结晶后抽滤得到粗品，将粗品进行水洗去掉酸性，最后进行纯化即可得到纯品2，4，6-三甲基苯乙酸。
[0009]步骤a所述的均三甲苯与盐酸的物质的量比为1: 1-1: 10;所述的均三甲苯与甲醛的物质的量比为1: 1-1: 5;所述的碱性溶液，选自于碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液；所述的反应温度为50-100°C ;所述的反应时间为1-3小时。
[0010]步骤b所述的中间产物I与氰化钠的物质的量比为1: 0.7-1: I ;所述的反应温度为40-80°C ;所述的反应时间为6-12小时；所述的氯系氧化剂，选自于次氯酸钠、次氯酸、双氧水；所述的处理次数为1-4次。
[0011]步骤C所述的硫酸浓度为40-70%;所述的反应温度为80_130°C ;所述的反应时间是3-5小时；所述的纯化方法，选自于酸碱处理法、重结晶法、盐析法。
[0012]本发明采用了路线较为简单的合成工艺，并且优化各工艺步骤，降低生产能耗，使得此工艺过程更环保，更加适合工业生产。首先采用了固体甲醛，大大减少了污水排放量，另外实现了废水的循环利用，降低了污水处理能耗，最后投料时使用氰化钠液体及降低投料量，这避免了使用固体氰化钠的危险性，并且反应液多次水洗，避免了最后酸化后产生氰氢酸而造成安全隐患。
【附图说明】
[0013]图1为本发明的工艺流程图。
[0014]图2为本发明的合成产物液相色谱图。
[0015]图3为本发明的合成产物核磁图。
[0016]具体实施实例
[0017]实施实例1:
[0018]a.在反应器中加入10kg均三甲苯和200L浓盐酸，搅拌加热，在上述混合液中缓慢连续的加入40kg固体甲醛，约3小时左右加完，加入后保温到85°C左右继续反应2小时，体系中均三甲苯含量小于5%。将体系温度降至室温，静置分层，上层有机相加入碳酸氢钠溶液进行中和，确保有机层无酸性。将有机层冷却结晶得到中间产物I。
[0019]b.在反应瓶中加入10kg氰化钠水溶液，升温至55°C后，滴加入中间产物1，滴加完后保温反应9小时直至反应完全。将有机相中加水后，搅拌静置后分去水层，并在水层中加入次氯酸钠处理，处理3次，使有机层无氰化钠残留。另外，将有机层冷却结晶后得到中间产物2。
[0020]c.在反应瓶中加入55%的硫酸，加热到100°C后，分批加入中间产物2，滴加完保温反应4.5小时至反应完全。将体系冷却结晶后抽滤得到粗品，将粗品进行水洗去掉酸性，最后使用酸碱处理法，分别进行碱洗和酸洗既可得到纯品2，4，6-三甲基苯乙酸，产品纯度99.7%o 产物核磁谱图 -1H-NmrgoomHzADCI3)，δ:2.25(s，6H)，2.28(s，3H)，3.67(s，2H)，6.86 (s，1H)，7.24 (s，1Η)。
[0021]实施实例2:
[0022]a.在反应瓶中加入10kg均三甲苯和300L浓盐酸，搅拌加热，在上述混合液中缓慢连续的加入50kg固体甲醛，约3小时左右加完，加入后保温到95°C左右继续反应I小时，体系中均三甲苯含量小于5%。将体系温度降至室温，静置分层，上层有机相加入碳酸钠溶液进行中和，确保有机层无酸性。将有机层冷却结晶得到中间产物I。
[0023]b.在反应瓶中加入90kg氰化钠水溶液，升温至70 °C后，滴加入中间产物1，滴加完后保温反应6小时直至反应完全。将有机相中加水后，搅拌静置后分去水层，并在水层中加入双氧水处理，处理2次，使得有机层无氰化钠残留。另外，将有机层冷却结晶后得到中间产物2。
[0024]c.在反应瓶中加入70%的硫酸，加热到115°C后，分批加入中间产物2，滴加完保温反应3.5小时至反应完全。将体系冷却结晶后抽滤得到粗品，将粗品进行水洗去掉酸性，最后使用甲醇重结晶既可得到纯品2，4，6-三甲基苯乙酸，产品纯度99.1%。
[0025]以上所述，仅是本发明的具体实施实例，但本发明的保护并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。
【主权项】
1.一种2，4，6-三甲基苯乙酸的环保生产工艺，其特征在与包括以下步骤: a.在反应瓶中加入均三甲苯和浓盐酸，搅拌加热，在上述混合液中缓慢连续的加入固体甲醛，约3小时左右加完，加入后保温继续反应，体系中均三甲苯含量小于5%。将体系温度降至室温，静置分层，上层有机相加入碱性溶液进行中和，确保有机层无酸性。将有机层冷却结晶得到中间产物I。另外，在分离的水层中通入氯化氢气体即可得到生产实际需要浓度的浓盐酸，实现废水的少排放和多次循环使用的目的。 b.在反应瓶中加入氰化钠水溶液，升温至一定温度后，滴加入中间产物1，滴加完后保温一段时间至反应完全。在有机相中加入水后，升温搅拌，分去水层，并在水层中加入氧化剂处理，处理后确保有机层无氰化钠残留。另外，将有机层冷却结晶后得到中间产物2。 c.在反应瓶中加入硫酸，加热后，分批加入中间产物2，滴加完保温反应一段时间至反应完全。将体系冷却结晶后抽滤得到粗品，将粗品进行水洗去掉酸性，最后进行纯化即可得到纯品2，4，6-三甲基苯乙酸。2.如权利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的环保生产工艺，其特征在于步骤a中，所述的均三甲苯与盐酸的物质的量比为1: 1-1: 10 ;所述的均三甲苯与甲醛的物质的量之比为1: 1-1: 5;所述的碱性溶液，选自于碳酸氢钠溶液、碳酸钠溶液；所述的反应温度为50-100°C ;所述的反应时间为1-3小时。3.如权利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的环保生产工艺，其特征在于步骤b中，所述的中间产物I与氰化钠的物质的量比为1: 0.7-1:1 ;所述的反应温度为40-80°C ；所述的反应时间为6-12小时；所述的氧化剂，选自于次氯酸钠、次氯酸、双氧水；所述的处理次数为1-4次。4.如权利要求1所述的2，4，6-三甲基苯乙酸的环保生产工艺，其特征在于步骤c中，所述的硫酸浓度为40-70% ;所述的反应温度为80-130°C ;所述的反应时间是3_5小时；所述的纯化方法，选自于酸碱处理法、重结晶法、盐析法。
【专利摘要】新型杀螨剂的关键中间体2,4,6-三甲基苯乙酸的生产工艺。本发明涉及一种2，4，6-三甲基苯乙酸的环保生产工艺，属于化工生产工艺领域。该工艺在氯甲基化时采用了固体甲醛，并且将反应中产生的废水分离并回收后通入氯化氢气体进行再循环利用，既减少了污水处理的能耗，也大大减少了废水的处理量。在氰基化使用液体氰化钠并减少氰化钠使用量，避免了固体氰化钠使用的危险性以及氰化钠过量使用产生的次生风险与危害，另外将反应液多次水洗处理，避免了酸化后产生氰氢酸而造成安全隐患。最后采用酸性水解，减少了含盐废水的排放。本方法克服了传统工艺中的缺陷，实现了生产废水的多次套用，最大程度的减少生产时的能耗，大大提高了反应收率及产品纯度，降低了生产的成本，保证了生产安全性，使得生产更加绿色环保。
【IPC分类】C07C51/08, C07C57/30
【公开号】CN105085225
【申请号】CN201510511103
【发明人】李小明, 王超, 严明亮
【申请人】江苏明化合晟生物科技有限公司
【公开日】2015年11月25日
【申请日】2015年8月19日