史英慧(山東科源化工有限公司,山東 煙臺 261413)
農藥草克星中間體吡唑磺酰胺合成工藝的改進研究
史英慧(山東科源化工有限公司,山東 煙臺 261413)
吡唑磺酰胺是生產農藥草克星的重要中間體,合成工藝關系到最終產品的質量。本文針對以往吡唑磺酰胺合成工藝的局限性,進行了改進實驗,實驗效果表明,本文提出的改進方案效果良好,收率大幅提升,且工藝流程更加簡便。
草克星;吡唑磺酰胺;合成工藝改進;實驗
在生產農藥草克星的過程中,吡唑磺酰胺是中腰的中間體,吡唑磺酰胺的收率、純度是影響草克星成本、純度及使用效果的重要因素。本文進行了吡唑磺酰胺合成工藝的改進實驗,在重氮化的過程中用硫酸來代替部分鹽酸,在磺化的過程中用冰乙酸來作為二氧化硫的吸收劑,在氨化的過程中用通入氨氣取代氨水滴加,以此來實現對吡唑磺酰胺合成工藝的改進,改進效果優良。
1.1 實驗原料
實驗原料主要包括:自制92%濃度的吡唑胺;98%的亞硝酸鈉;35%的鹽酸;98%的冰乙酸;46%的尿素;96%的氯化亞銅;氨氣;二氧化硫。以上實驗原料均為工業品。
1.2 實驗步驟
1.2.1 制備重氮鹽(B)
精確稱量19.9g(0.1mol)的吡唑胺,將其置于容量為250ml的四口燒瓶中,將一定濃度的比乙酸、硫酸及驗算加入到四口燒瓶中,對溫度進行控制(<10℃),進行攪拌,攪拌時間為15min,充分溶解,冷卻到2℃。將事先配置完成的35%亞硝酸鈉水溶液(0.12mol)滴加至四口燒瓶中,滴加時間控制在30min左右,整個過程中溫度控制在5℃以下,滴加完成后保溫20min,之后將1.2g尿素加入,完成重氮鹽溶液(B)的制備。
1.2.2 制備二氧化硫醋酸溶液
稱量0.2gCuCl,量取52ml冰乙酸,將二者加入到反應瓶中進行攪拌,并通入二氧化硫氣體,持續20~30min之后將溫度冷卻到5℃以下,采用增重法對通入的二氧化硫進行測量,測量值達到40-45g時即可完成二氧化硫醋酸溶液的制備。
1.2.3 制備吡唑磺酰胺
將制備好的重氮鹽溶液(B)滴加到制備好的二氧化硫醋酸溶液中,進行攪拌,反應溫度控制在5℃以下,滴加時間控制在25-30min,滴加完成之后在10℃環境下保溫1.5h左右,通過鼓泡減壓將多余二氧化硫氣體抽走。加水進行充分洗滌,之后倒入到分液漏斗中,靜置一段時間,分出油層,用苯萃取水層,將油層合并之后倒入至四口燒瓶中并進行攪拌,在液面之下插入通氨氣管,利用冰水進行冷卻,控制溫度在5℃以下,之后緩慢的通入氨氣,此時觀察發現四口燒瓶內顏色迅速變黃,且變得更為粘稠,通入氨氣6h之后,對pH值進行測定控制終點,在15℃環境下進行保溫,保溫時間在4~5h之間,之后加水進行酸化,將水層抽濾出來,此時可以得到橙黃色固體,苯層脫苯之后得到黃色晶體,將橙黃色固體與黃色晶體合并進行重結晶處理,得到白色晶體,完成吡唑磺酰胺的制備。m.p.=113-114℃。
2.1 實驗結果
在本改進實驗中,重氮化反應過程中用硫酸來部分替代了鹽酸,這對于副反應有著很好的抑制作用,同時發生的反應還能夠有效提升吡唑磺酰胺產品的純度,高效液相色譜分析結果表明,制得的吡唑磺酰胺產品質量分數高達95%,收率也達到了80%。
本改進實驗中加入了尿素,能夠將多余的亞硝酸根離子進行中和,對于防止副反應的發生有著積極的作用。
在原吡唑磺酰胺合成工藝中,將氨水滴加至反應釜中,經過改進之后,滴加氨水改變為通入氨氣,直接通入氨氣不僅操作簡便,且能夠有效抑制副反應發生,對于提升吡唑磺酰胺產品收率、改善品質外觀、降低成本等方面有著積極的作用,經過改進之后,收率由原工藝的5%左右提升到了85%左右,成效明顯。
2.2 應用成效
將本實驗方案應用于某化工廠工業裝置之上,實踐應用成效如表1所示。由表1可知,本文提出的改進方案在工業裝置應用中也取得了良好的效果,產品收率、質量分數、操作難易程度及外觀表現等各個方面均有著不同程度的改善,有效提升了農藥草克星產品的純度和使用效果,值得進一步應用和推廣。

表1 工藝改進前后的實踐應用效果對比
綜上所述,本文進行了農藥草克星中間體吡唑磺酰胺合成工藝的改進實驗,介紹了具體的改進方法和流程,實驗結果表明,產品質量得到了有效的提升,且能夠降低成本,提升工藝操作的便利性,在工業裝置中的應用成效也較為顯著,值得進一步推廣和應用。
[1]Susumu Yamamoto,等.吡嘧黃隆及其相關化合物的選擇除草活性[J].農藥譯叢,2014,14(5):13~18.
[2]張一賓譯.新除草劑吡嘧隆的開發與工業化[J].農藥譯叢, 2014,17(1):8~17.
史英慧(1987-),女,籍貫:山東省煙臺市;學歷:本科;畢業學校:齊魯工業大學;職稱:助理工程師;研究方向:農藥化工工藝。