本发明涉及化工技术领域,具体涉及一种(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成工艺。
背景技术:
(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,通用名称甲氧基丙烯酸甲酯,英文名称(e)2-(2-chloromethylphenyl)-3-methoxyacrylate,化学名称(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,分子量240.68282,分子式c12h13clo3,ca主题索引名及cas登录号117428-95-2,化学结构式
2010年全世界甲氧基丙烯酸酯类产品的销售额为27.62亿美元,占世界杀菌剂市场总销售额的25%,据预测,未来5年年均增长率为5.1%,市场前景广阔,据农药行业“十二五”规划,我国“十二五”期间杀菌剂复合增速将大大超越杀虫剂、除草剂,高达20.65%,甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂是属于杀菌剂的一个子类别,是近些年各类杀菌剂复合增速最快的一个类别,目前的生产工艺复杂,生产效率低,污染严重。
技术实现要素:
为解决上述技术问题,本发明本发明采用如下技术方案:
一种(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成工艺,包括:
(1)缩合:向缩合釜中加入甲苯,开启搅拌,投固体甲醇钠,夹套通水降温,控制缩合釜温度,将甲酸甲酯滴加入反应釜釜中,约0.5h滴完,滴加结束保温搅拌30min;打开缩合釜手孔,向釜中加入3-异色酮,关闭手孔,反应放热自然升温至25~30℃保持相同温度搅拌12小时,取样分析,色满酮<3%为合格;若不合格,继续反应至合格;
(2)醚化反应:分析合格后,物料转入醚化釜,搅拌下加入水和四丁基溴化铵配制的水溶液;氮气保护下缓慢向醚化釜中滴加硫酸二甲酯,边加边升温,控制釜温、时间,滴加结束保温反应5分钟;将碳酸钾水溶液滴加入醚化釜,滴加结束继续保温反应一小时,保温结束,取材分析,羟基物归一含量≤2%为合格;若不合格,继续保温反应至合格;
(3)脱溶:分析合格后,停止搅拌,静置0.5小时,分层,下层水相入废水池,上层有机相导入脱溶釜,脱溶釜1升温减压脱溶甲苯,至釜内料液约剩余一半,将甲氧物/甲苯浓缩液趁热(低温析出)导入氯化釜,继续减压脱溶甲苯,至目视无明显馏分流出时停止加热(控制条件80℃/0.095mpa),蒸出甲苯去回收处理;
(4)氯化:蒸馏结束,氯化釜夹套通水降温到55-60℃,向釜中加入氯化亚砜和dmf,开启尾气吸收系统,夹套通蒸汽升温,然后保温、反应,冷凝器通冷水(10℃以下),取样分析,甲氧基物归一含量≤4%为分析合格,若不合格,继续保温至合格;
(5)二次脱溶:分析合格后,氯化物料转入脱溶釜2,升温减压蒸馏氯化亚砜,至目视无明显馏分时停止加热,稍降温加入甲苯,继续减压脱溶含亚砜甲苯至无明显馏分,蒸出甲苯去回收处理;蒸馏结束,脱溶釜2夹套通水降温至40-50℃,加入甲苯,继续降温至10℃以下,物料转入酰氯中间罐;
(6)酯化:向酯化釜(釜内保持干燥,使用后需烘干)加入甲苯和甲醇,夹套通冷冻降温至-10℃~-5℃,将酰氯计量罐的酰氯缓慢滴加入酯化釜中,滴加过程酯化釜夹套始终通冷冻并保持釜温、滴加时间,滴加结束保持釜温及反应时间;保温结束,取样分析,酰氯酸化物归一含量≤2%为合格,若不合格,继续保温至合格;
(7)洗涤、萃取:分析合格后,物料转入洗涤釜,加入甲苯,搅拌降温;将碳酸钠水溶液滴加入洗涤釜中,洗涤釜控制釜温≤0℃,2.5~3小时滴完;滴加结束,洗涤釜升温至39℃~43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入萃取釜(ph=6-7)上层有机相转入脱溶釜中;
(8)脱溶、重结晶:向萃取釜中加入甲苯升温至39℃~43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入废水池,上层有机相合并入脱溶釜3;脱溶釜3减压脱溶甲苯至80℃/0.098mpa且无馏分流出时停止加热;夹套通水稍降温同时加入甲醇,继续降温至25℃~30℃,物料转入重结晶釜1,通冷冻盐水降温-7℃~-3℃,保温5h,放料进离心机分离,滤饼用新甲醇淋洗一次,出料、烘干、称重、取样分析含量;得到(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,含量97%。
优选地,所述步骤(1)中缩合釜温度28~30℃。
优选地,所述步骤(2)中釜温35~40℃,滴加硫酸二甲酯时间20-30分钟,滴加结束保温反应5分钟。
优选地,所述步骤(3)中脱溶釜温度压力为80℃/0.095mpa。
优选地,所述步骤(4)中夹套通蒸汽升温后,保温63-68℃,保温反应4小时。
优选地,所述步骤(5)氯化物料转入脱溶釜2,升温减压蒸馏氯化亚砜,条件为80℃/0.095mpa。
优选地,所述步骤(6)将酰氯计量罐的酰氯缓慢滴加入酯化釜中,滴加过程酯化釜夹套始终通冷冻并保持釜温≤0℃,4~4.5小时滴加完毕,滴加结束保持釜温≤-5℃,保温反应3小时.
优选地,所述步骤(7)加入甲苯,搅拌降温至-7℃~-5℃。
本发明优点是:以3-异色酮(3-异苯并二氢吡喃酮)和甲酸甲酯为原料,经缩合反应生成羟基物(4-(羟基甲烯基)-3-异苯并吡喃酮);羟基物与硫酸二甲酯进行醚化反应生成甲氧物(4-(甲氧基甲烯基)-3-异苯并吡喃酮);甲氧物与氯化亚砜进行氯化反应生成酰氯(2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酰氯);酰氯与甲醇进行酯化反应生成2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,该工艺适合大规模工业化生产,污染小,节能环保。
具体实施方式
一种(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成工艺,包括:
(1)缩合:向缩合釜中加入甲苯,开启搅拌,投固体甲醇钠,夹套通水降温,控制釜温28~30℃,将甲酸甲酯滴加入反应釜釜中,约0.5h滴完,滴加结束保温搅拌30min;打开缩合釜手孔,向釜中加入3-异色酮,关闭手孔,反应放热自然升温至25~30℃保持相同温度搅拌12小时,取样分析,色满酮<3%为合格;若不合格,继续反应至合格;
(2)醚化反应:分析合格后,物料转入醚化釜,搅拌下加入水和四丁基溴化铵配制的水溶液;氮气保护下缓慢向醚化釜中滴加硫酸二甲酯,边加边升温,控制釜温35~40℃,20-30分钟加完,滴加结束保温反应5分钟;将碳酸钾水溶液滴加入醚化釜,滴加结束继续保温反应一小时,保温结束,取材分析,羟基物归一含量≤2%为合格;若不合格,继续保温反应至合格;
(3)脱溶:分析合格后,停止搅拌,静置0.5小时,分层,下层水相入废水池,上层有机相导入脱溶釜,脱溶釜1升温减压脱溶甲苯,控制条件80℃/0.095mpa,至釜内料液约剩余一半,将甲氧物/甲苯浓缩液趁热低温析出,导入氯化釜,继续减压脱溶甲苯,至目视无明显馏分流出时停止加热,控制条件80℃/0.095mpa,蒸出甲苯去回收处理;
(4)氯化:蒸馏结束,氯化釜夹套通水降温到55-60℃,向釜中加入氯化亚砜和dmf,开启尾气吸收系统,夹套通蒸汽升温,保温63-68℃,保温反应4小时,冷凝器通冷水,温度10℃以下,取样分析,甲氧基物归一含量≤4%为分析合格,若不合格,继续保温至合格;
(5)二次脱溶:分析合格后,氯化物料转入脱溶釜2,升温减压蒸馏氯化亚砜,控制条件80℃/0.095mpa,至目视无明显馏分时停止加热,稍降温加入甲苯,继续减压脱溶含亚砜甲苯至无明显馏分,蒸出甲苯去回收处理;蒸馏结束,脱溶釜2夹套通水降温至40-50℃,加入80kg甲苯,继续降温至10℃以下,物料转入酰氯中间罐;
(6)酯化:向酯化釜(釜内保持干燥,使用后需烘干)加入甲苯和甲醇,夹套通冷冻降温至-10℃~-5℃,将酰氯计量罐的酰氯缓慢滴加入酯化釜中,滴加过程酯化釜夹套始终通冷冻并保持釜温≤0℃,4~4.5小时滴加完毕,滴加结束保持釜温≤-5℃,保温反应3小时;保温结束,取样分析,酰氯酸化物归一含量≤2%为合格,若不合格,继续保温至合格;
(7)洗涤、萃取:分析合格后,物料转入洗涤釜,加入甲苯,搅拌降温至-7℃~-5℃;将碳酸钠水溶液滴加入洗涤釜中,洗涤釜控制釜温≤0℃,2.5~3小时滴完;滴加结束,洗涤釜升温至39℃~43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入萃取釜(ph=6-7)上层有机相转入脱溶釜中;
(8)脱溶、重结晶:向萃取釜中加入甲苯升温至39℃~43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入废水池,上层有机相合并入脱溶釜3;脱溶釜3减压脱溶甲苯至80℃/0.098mpa且无馏分流出时停止加热;夹套通水稍降温同时加入甲醇,继续降温至25℃~30℃,物料转入重结晶釜1,通冷冻盐水降温-7℃~-3℃,保温5h,放料进离心机分离,滤饼用新甲醇淋洗一次,出料、烘干、称重、取样分析含量;得到(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,含量98.8%。
(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成反应过程:
缩合反应:
醚化反应:
氯化反应:
酯化反应:
下面以具体实施例来说明本技术方案的实施。
实施例一:
一种(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成工艺,包括:
(1)缩合:向缩合釜中加入甲苯,开启搅拌,投固体甲醇钠,夹套通水降温,控制釜温28~30℃,将甲酸甲酯滴加入反应釜釜中,约0.5h滴完,滴加结束保温搅拌30min;打开缩合釜手孔,向釜中加入3-异色酮,关闭手孔,反应放热自然升温至25℃保持相同温度搅拌12小时,取样分析,色满酮<3%为合格;若不合格,继续反应至合格;
(2)醚化反应:分析合格后,物料转入醚化釜,搅拌下加入水和四丁基溴化铵配制的水溶液;氮气保护下缓慢向醚化釜中滴加硫酸二甲酯,边加边升温,控制釜温35℃,20分钟加完,滴加结束保温反应5分钟;将碳酸钾水溶液滴加入醚化釜,滴加结束继续保温反应一小时,保温结束,取材分析,羟基物归一含量≤2%为合格;若不合格,继续保温反应至合格;
(3)脱溶:分析合格后,停止搅拌,静置0.5小时,分层,下层水相入废水池,上层有机相导入脱溶釜,脱溶釜1升温减压脱溶甲苯,控制条件80℃/0.095mpa,至釜内料液约剩余一半,将甲氧物/甲苯浓缩液趁热低温析出,导入氯化釜,继续减压脱溶甲苯,至目视无明显馏分流出时停止加热,控制条件80℃/0.095mpa,蒸出甲苯去回收处理;
(4)氯化:蒸馏结束,氯化釜夹套通水降温到55℃,向釜中加入氯化亚砜和dmf,开启尾气吸收系统,夹套通蒸汽升温,保温63℃,保温反应4小时,冷凝器通冷水,温度10℃以下,取样分析,甲氧基物归一含量≤4%为分析合格,若不合格,继续保温至合格;
(5)二次脱溶:分析合格后,氯化物料转入脱溶釜2,升温减压蒸馏氯化亚砜,控制条件80℃/0.095mpa,至目视无明显馏分时停止加热,稍降温加入甲苯,继续减压脱溶含亚砜甲苯至无明显馏分,蒸出甲苯去回收处理;蒸馏结束,脱溶釜2夹套通水降温至40℃,加入80kg甲苯,继续降温至10℃以下,物料转入酰氯中间罐;
(6)酯化:向酯化釜(釜内保持干燥,使用后需烘干)加入甲苯和甲醇,夹套通冷冻降温至-10℃~-5℃,将酰氯计量罐的酰氯缓慢滴加入酯化釜中,滴加过程酯化釜夹套始终通冷冻并保持釜温≤0℃,4小时滴加完毕,滴加结束保持釜温≤-5℃,保温反应3小时;保温结束,取样分析,酰氯酸化物归一含量≤2%为合格,若不合格,继续保温至合格;
(7)洗涤、萃取:分析合格后,物料转入洗涤釜,加入甲苯,搅拌降温至-7℃;将碳酸钠水溶液滴加入洗涤釜中,洗涤釜控制釜温≤0℃,2.5小时滴完;滴加结束,洗涤釜升温至39℃℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入萃取釜(ph=6-7)上层有机相转入脱溶釜中;
(8)脱溶、重结晶:向萃取釜中加入甲苯升温至39℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入废水池,上层有机相合并入脱溶釜3;脱溶釜3减压脱溶甲苯至80℃/0.098mpa且无馏分流出时停止加热;夹套通水稍降温同时加入甲醇,继续降温至25℃℃,物料转入重结晶釜1,通冷冻盐水降温-7℃~,保温5h,放料进离心机分离,滤饼用新甲醇淋洗一次,出料、烘干、称重、取样分析含量;得到(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,含量98.1%。
实施例二:
一种(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯合成工艺,包括:
(1)缩合:向缩合釜中加入甲苯,开启搅拌,投固体甲醇钠,夹套通水降温,控制釜温28~30℃,将甲酸甲酯滴加入反应釜釜中,约0.5h滴完,滴加结束保温搅拌30min;打开缩合釜手孔,向釜中加入3-异色酮,关闭手孔,反应放热自然升温至30℃保持相同温度搅拌12小时,取样分析,色满酮<3%为合格;若不合格,继续反应至合格;
(2)醚化反应:分析合格后,物料转入醚化釜,搅拌下加入水和四丁基溴化铵配制的水溶液;氮气保护下缓慢向醚化釜中滴加硫酸二甲酯,边加边升温,控制釜温40℃,30分钟加完,滴加结束保温反应5分钟;将碳酸钾水溶液滴加入醚化釜,滴加结束继续保温反应一小时,保温结束,取材分析,羟基物归一含量≤2%为合格;若不合格,继续保温反应至合格;
(3)脱溶:分析合格后,停止搅拌,静置0.5小时,分层,下层水相入废水池,上层有机相导入脱溶釜,脱溶釜1升温减压脱溶甲苯,控制条件80℃/0.095mpa,至釜内料液约剩余一半,将甲氧物/甲苯浓缩液趁热低温析出,导入氯化釜,继续减压脱溶甲苯,至目视无明显馏分流出时停止加热,控制条件80℃/0.095mpa,蒸出甲苯去回收处理;
(4)氯化:蒸馏结束,氯化釜夹套通水降温到60℃,向釜中加入氯化亚砜和dmf,开启尾气吸收系统,夹套通蒸汽升温,保温68℃,保温反应4小时,冷凝器通冷水,温度10℃以下,取样分析,甲氧基物归一含量≤4%为分析合格,若不合格,继续保温至合格;
(5)二次脱溶:分析合格后,氯化物料转入脱溶釜2,升温减压蒸馏氯化亚砜,控制条件80℃/0.095mpa,至目视无明显馏分时停止加热,稍降温加入甲苯,继续减压脱溶含亚砜甲苯至无明显馏分,蒸出甲苯去回收处理;蒸馏结束,脱溶釜2夹套通水降温至50℃,加入80kg甲苯,继续降温至10℃以下,物料转入酰氯中间罐;
(6)酯化:向酯化釜(釜内保持干燥,使用后需烘干)加入甲苯和甲醇,夹套通冷冻降温至-5℃,将酰氯计量罐的酰氯缓慢滴加入酯化釜中,滴加过程酯化釜夹套始终通冷冻并保持釜温≤0℃,4.5小时滴加完毕,滴加结束保持釜温≤-5℃,保温反应3小时;保温结束,取样分析,酰氯酸化物归一含量≤2%为合格,若不合格,继续保温至合格;
(7)洗涤、萃取:分析合格后,物料转入洗涤釜,加入甲苯,搅拌降温至-5℃;将碳酸钠水溶液滴加入洗涤釜中,洗涤釜控制釜温≤0℃,3小时滴完;滴加结束,洗涤釜升温至43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入萃取釜(ph=6-7)上层有机相转入脱溶釜中;
(8)脱溶、重结晶:向萃取釜中加入甲苯升温至43℃,保温搅拌0.5小时,静置0.5小时,分层,水相导入废水池,上层有机相合并入脱溶釜3;脱溶釜3减压脱溶甲苯至80℃/0.098mpa且无馏分流出时停止加热;夹套通水稍降温同时加入甲醇,继续降温至30℃,物料转入重结晶釜1,通冷冻盐水降温-3℃,保温5h,放料进离心机分离,滤饼用新甲醇淋洗一次,出料、烘干、称重、取样分析含量;得到(e)-2-(2-氯甲基苯基)-3-甲氧基丙烯酸甲酯,含量98.8%。
上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。