莎稗磷合成方法研究

吴兴业，王崇磊，焦 团

（1.连云港死海溴化物有限公司，江苏 连云港 222000；2.连云港节约能源技术服务中心，江苏 连云港 222000；3连云港节约能源监察中心，江苏 连云港 222000）

莎稗磷合成方法研究

吴兴业1，王崇磊2，焦 团3

（1.连云港死海溴化物有限公司，江苏 连云港 222000；2.连云港节约能源技术服务中心，江苏 连云港 222000；3连云港节约能源监察中心，江苏 连云港 222000）

介绍一种合成除草剂莎稗磷的方法，以对氯苯胺和氯代异丙烷为起始原料，经烷基化制成中间体4-氯-N-异丙基苯胺，再经酰化制成中间体2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺，最后经缩合反应制得莎稗磷原药，反应总收率可达65%以上，产品纯度为95%以上

莎稗磷；烷基化；酰化；缩合

前言

莎稗磷，化学名称S-4-氯-N-异丙基苯胺基甲酰基甲基O,O-2-二甲基二硫代磷酸酯，是由安万特公司开发的硫代磷酸酯类除草剂，药剂通过根系吸收，传导至幼芽或叶片，使植株生长受抑制，颜色转为深绿，有时脱色，停止生长，最后枯死。用于防除稻田单子叶杂草，如稗草、异型莎草、碎米莎草、鸭舌草、牛毛草、节节草、飘拂草等。目前国内外的合成路线主要有：一是以对氯苯胺与溴代异丙烷为起始原料，经烷基化制得4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯经酰化、缩合制得产品莎稗磷[1，4]；二是以对硝基苯胺与丙酮在通氢气的条件下[2]、在一定压力下进行烷基化反应制得4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯经酰化、缩合制得产品莎稗磷；三是对氯苯胺与异丙醇在固体催化剂作用下，在一定压力条件下进行烷基化反应制得4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯经酰化、缩合制得产品莎稗磷；三条合成路线都是先合成关键中间体4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯进行酰化反应合成2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺，最后2-氯 -N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺与甲基硫化物缩合得到莎稗磷产品。本次试验以对氯苯胺与氯代异丙烷为起始原料在一定温度及压力条件下经烷基化制得4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯经酰化制得、缩合制得产品莎稗磷，具有原料易得、价格便宜、成本低，操作简便、稳定等优点。

1 实验部分

1.1 主要原料

本次实验所用原料规格或含量如表1所示

表1 原料规格及含量Table1 The specifications and contents of raw materials

1.2 反应原理

1.2.1烷基化反应

（2）酰化反应

1.2.2 缩合

1.3 仪器与试剂

LC-20A高效液相色谱仪、GC-2010气相色谱仪、恒压漏斗、玻璃压力反应瓶（YSS-ACEB）、四口玻璃反应瓶、电加热套、球型冷凝器、接收瓶、吸收瓶、真空泵、真空干燥箱、温度计、pH测量仪等。

1.4 试验方法

1.4.1 烷基化

将氯代异丙烷加入玻璃压力反应瓶中，在搅拌下将融化的对氯苯胺130.1g（1.0mol）加入反应瓶中，加完后密闭反应瓶，开启加热系统缓慢升温、保持温度在90～110℃、压力在0.3MPa保温反应4 h；

保温反应结束，泄压放空，向反应瓶中滴加配好的20%氢氧化钠水溶液，滴加过程要不断测pH值，当pH达到8～9时，停止加液碱，搅拌30min如pH保持不变，停搅拌静止30min、分去下层废碱液层；然后再水洗一次。

水洗结束，进行负压蒸馏，控制真空度在-0. 095MPa，收集105～115℃馏份得到无色透明液体约160g，即为4-氯-N-（异丙基）苯胺，经气相色谱分析[3]含量≥97.0%，收率≥92%。

1.4.2 酰化

将4-氯-N-（异丙基）苯胺69.2g（0.4mol）加入反应瓶中，打开尾气吸收系统，控制在微负压条件下滴加氯乙酰氯，滴加温度控制在40～50℃，滴加时间约2h，滴加结束，开始缓慢升温至95～105℃保温3h，脱出氯乙酰氯用于下一批试验；

脱溶结束降温，当温度降至60℃时，向反应瓶中加入环己烷、水，保持温度在50℃进行水洗，水洗至pH5-6后，分去水层；再用冰水降温至0℃以下结晶、过滤得淡黄色晶体约88g，即为2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺，经气相色谱分析[3]含量≥95.0%以上，收率≥85.0%[4]。

1.4.3 缩合

向反应瓶中加入2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺77.5g（0.3mol），甲苯，搅拌溶解后再加入三乙胺，控制温度在20℃时，开始滴加甲基硫化物，滴加过程严格控制温度在20～25℃，滴加结束后在20～25℃保温，滴加及保温过程中用PH计监控pH值，保持在pH=7进行反应，保温过程用气相色谱跟踪分析2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺转化率，当转化率达到98%以上时，保温结束，保温时间约5h；

保温结束，向反应瓶中加入水进行水洗，收集废水回收三乙胺；对有机层再用配好的5%碳酸氢钠水溶液洗涤至pH=7，分去水层。

水洗结束，升温负压脱出甲苯，甲苯基本脱出后，再向反应瓶中加入环己烷，用冰水降温结晶，降温至0℃过滤，得无色晶体约96g，即为莎稗磷原药，用液相色谱分析[5]含量≥95.0%，收率≥84.0%。

2 实验结果

2.1 烷基化实验结果

试验主要考察了反应温度、压力、对氯苯胺与氯代异丙烷用量对烷基化收率的影响。通过大量试验验证，在对氯苯胺∶氯代异丙烷=1∶1.2（物质的量比）、反应温度在90～110℃时，在反应过程中压力可稳定控制在0.3MPa，保温时间是4h，此时收率最高，可达到92%以上。

实验结果见表2。

表2 烷基化实验结果表Table 2 The alkylation results

2.2 酰化实验结果

主要考察了氯乙酰氯用量对反应的影响。

2.2.1 氯乙酰氯用量对反应的影响

4-氯-N-异丙基苯胺与氯乙酰氯用量进行了大量实验，结果显示，当4-氯-N-异丙基苯胺∶氯乙酰氯=1∶1.25（物质的量比）时，反应产物含量达95%以上，收率可达85%，再增加氯乙酰氯用量，收率变化不大，反而延长脱溶时间，降低产物含量，具体实验结果见表3。

表34 -氯-N-异丙基苯胺与氯乙酰氯用量对酰化反应的影响Table 3 The effect of dosage of 4-chloro-N-isopropyl aniline and chloroacetyl chloride on the acylation

2.2.2 稳定性实验

表4 酰化稳定性试验结果Table 4 The test results of acylation stability

实验采用回收氯乙酰氯套用的办法，在第一次试验中采用新的氯乙酰氯，第二次试验使用回收的氯乙酰氯，用新的氯乙酰氯补齐的办法，采用的配比为4-氯-N-异丙基苯胺∶氯乙酰氯=1∶1.25，滴加温度40～50℃、保温温度95～105℃，实验结果见表4。

2.3 缩合实验

主要考察了温度及甲基硫化物用量对缩合反应的影响。

2.3.1 温度影响

对于温度，进行了0～40℃条件下试验，结果显示，在20～25℃产品质量及收率均较高，收率可达83%以上（以2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺计、下同）；温度达到25℃以上，随着温度的上升，产品收率及质量大幅下降。具体实验结果见表5。

表5 反应温度对缩合收率的影响Table 5 The effect of reaction temperature on the yield of condensation reaction

2.3.2 甲基硫化物用量对反应的影响

表6 2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺与甲基硫化物用量对酰化反应的影响Table 6 The effect of dosage of 2-chloro-N-（4-chlorobenzene）-N-（isopropyl）acetamide and methyl sulfide on the acylation

对莎稗磷缩合实验，对反应过程采用液相色谱跟踪分析检测2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺，结果显示，当2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺∶甲基硫化物=1∶1.05、反应温度在20～25℃、反应体系处于pH=7时，2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺转化率可达到98%以上，产品质量可达95%以上，收率可达84%；再增加甲基硫化物用量，对产品收率影响不大，产品含量反而有所降低，具体实验结果见表6。

2.3.3 缩合实验结果

综上所述，确定莎稗磷缩合试验条件如下：配比依据“2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺∶甲基硫化物=1∶1.05”、反应温度：20～25℃、保温时间5h，用三乙胺保持反应体系pH=7，实验结果见表7。

由表7可知，采用上述试验条件产品质量可达95%，收率达到84%以上。

表7 莎稗磷缩合试验结果统计表Table 7 The statistical table of anilofos condensation reaction results

3 结论

（1）本次试验以对氯苯胺与氯代异丙烷为起始原料经烷基化制得4-氯-N-异丙基苯胺，再与氯乙酰氯经酰化合成2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺，最后2-氯-N-（4-氯苯基）-N-（异丙基）乙酰胺与甲基硫化物缩合制得产品莎稗磷，产品含量可达95%以上，以对氯苯胺计收率65%以上；

该条合成莎稗磷的路线原料易得、价格便宜、成本低，反应步骤简便、操作简单、反应条件温和、安全性较好、占用设备较少，是一条经济合理的路线，适合工业化生产；

（2）莎稗磷缩合工业化生产过程中会出现产品颜色深、出料量少的现象，经过大量的对比试验发现，主要原因是：反应及保温温度高于25℃、甲基硫化物质量不符合要求（甲基硫化物含量达不到95%，加碱后含有中性油）、反应液pH值不是中性造成；出现以上原因只要严格控制所和温度在20～25℃、或对甲基硫化物进行酸碱精制使质量符合要求或调整保持缩合反应，保温过程pH=7，即可保持产品既定收率及质量。

［1］ 刘长令．世界农药大全除草剂卷［M］．北京：化学工业出版社，2002．

［2］ 陈同明,张迎芬,宋静德,等．N－氯乙酰基－N－异丙基－4－氯苯胺合成研究［J］．化工中间体,2007（5）:3～5．

［3］ 赵梦霞．4－氯－N－异丙基苯胺和N－a－氯乙酰代－N－异丙基对氯苯胺得起相色谱分析［J］．农药,1991（1）:24～26．

［4］ 邵志武．除草剂莎稗磷的研究［J］．农药,1989（3）:7～8．

［5］ 张耀,刘琦．莎稗磷的正相高压液相色谱分析［J］．农药,1992（2）: 24～26．

Study on the Synthesis of Anilofos

WU Xing-ye1,WANG Chong-lei2and JIAO Tuan3
（1.Lianyungang Dead Sea Bromine Co.,Ltd.,Lianyungang,222000,China;2.Lianyungang Energy Saving Technology Service Center,Lianyungang, 222000,China;3.Lianyungang Energy Saving Inspection Center,Lianyungang,222000,China）

s:The parachloroaniline and isopropyl chloride is used as the raw materials to synthesize anilofos which is a kind of herbicide.Firstly the raw materials will be alkylated to prepare the intermediate 4-chloro-N-isopropyl aniline,and then it is acylated to form the intermediate 2-chloro-N-（4-chlorobenzene）-N-（isopropyl）acetamide,and finally the technical material anilofos is obtained after condensation reaction.The total reaction yield reaches 65%or more,and the product purity will be more than 95%.

Anilofos;alkylation;acylation;condensation reaction.

TQ457.2

B

1001-0017（2015）01-0077-04

2014-11-02

吴兴业(1969-)，男，江苏连云港人，工程师，主要从事农药生产和质量管理工作。E-mail:wxy000509@sina.cn