CN117358178A - 丙硫菌唑的连续化合成系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种丙硫菌唑的连续化合成系统及方法。其中,丙硫菌唑的连续化合成系统,包括:连续加料装置和连续反应装置;连续反应装置由依次顺序连接的格氏反应单元、加成反应单元、取代反应单元、关环反应单元和氧化反应单元组成;连续加料装置与格氏反应单元、加成反应单元、取代反应单元、关环反应单元和氧化反应单元分别并联连接。利用上述连续加料装置,以及包括格氏反应、加成反应、取代反应、关环反应及氧化反应在内的连续反应装置通过连续化控制,操作方便且能够及时控制各反应进行的状态,对得到的终产物丙硫菌唑的收率也存在积极的影响,也避免了中间反应中的反应物与生成物对生产工作人员的安全危害。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成技术领域,具体而言,涉及一种丙硫菌唑的连续化合成系统及方法。
背景技术
丙硫菌唑,分子式C14H15Cl2N3OS,CAS:178928-70-6。它是白色结晶性粉末,熔点139~144℃,难溶于水,庚烷,易溶于乙酸乙酯中。丙硫菌唑主要用于防治禾谷类作物如小麦、大麦、油菜、花生、水稻和豆类作物等众多病害。几乎对所有麦类病害都有很好的防治效果,如小麦和大麦的白粉病、纹枯病、枯萎病、叶斑病、锈病、菌核病、网斑病、云纹病等。还能防治油莱和花生的土传病害,如菌核病,以及主要叶面病害,如灰霉病、黑斑病、褐斑病、黑胫病、菌核病和锈病等。
丙硫菌唑毒性低,无致畸,致突变型,对胚胎无毒性,对人和环境安全。通过大量的田间药效试验,结果表明丙硫菌唑对作物不仅具有良好的安全性,防病治病效果好,而且增产明显,同三唑类杀茵剂相比,丙硫菌唑具有更广谱的杀菌活性。
现有技术生产丙硫菌唑多采用间歇操作方式,劳动强度大,生产效率低。并且,丙硫菌唑的合成路线多以邻氯氯苄为原料,经制备格氏试剂、格氏加成反应、环氧化反应、取代反应、关环反应和氧化反应合成终产品。其中,制备格氏试剂与格氏加成反应等步骤放热量大,传统的间歇生产工艺换热效率低,轻则控温不精确易产生大量的偶联杂质,重则出现飞温喷料事故;其次,间歇操作中生产工作人员暴露在剧毒化学品环境(氢氰酸)中,可能造成生命危险。
因而,需要一种以邻氯氯苄为原料连续生产丙硫菌唑的方法,以实现连续化、高效、安全生产的目的。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种丙硫菌唑的连续化合成系统及方法,以解决现有技术中无法高效的生产丙硫菌唑的问题。
为了实现上述目的,根据本发明的第一个方面,提供了一种丙硫菌唑的连续化合成系统,包括:连续加料装置和连续反应装置;连续反应装置由依次顺序连接的格氏反应单元、加成反应单元、取代反应单元、关环反应单元和氧化反应单元组成;连续加料装置与格氏反应单元、加成反应单元、取代反应单元、关环反应单元和氧化反应单元分别并联连接。
进一步地,连续加料装置包括:物料储罐、物料进料模块和控制模块; 控制模块与物料进料模块通过电连接,控制物料进料模块的物料进料速度;物料进料模块包括并联设置的第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块;第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块的入口各自独立的与物料储罐的出口相连;第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块的出口分别与格氏反应单元、加成反应单元、取代反应单元、关环反应单元和氧化反应单元相连通。
进一步地,格氏反应单元包括第一连续反应模块;第一连续反应模块包括第一控温模块和第一主反应器;第一主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第一控温模块与第一主反应器通过电连接,控制第一主反应器内的反应温度;第一进料模块包括连续镁粉加料模块、连续邻氯氯苄加料模块、连续2-甲基四氢呋喃加料模块和连续甲苯加料模块;连续镁粉加料模块、连续邻氯氯苄加料模块、连续2-甲基四氢呋喃加料模块和连续甲苯加料模块的各自独立的与第一主反应器的物料混合段相连;第一主反应器的反应段出口与加成反应单元的入口相连。
进一步地,加成反应单元包括第二连续反应模块和第一连续后处理模块;第二连续反应模块包括第二控温模块和第二主反应器;第二主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第二控温模块与第二主反应器通过电连接,控制第二主反应器内的反应温度;第二进料模块包括连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块;沿物料流向,连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块的出口与第二主反应器的物料混合段的入口相连,第二主反应器的反应段的出口与第一连续后处理模块的入口相连,第一连续后处理模块的出口与取代反应单元的入口相连。
进一步地,取代反应单元包括第三连续反应模块和第二连续后处理模块;第三连续反应模块包括第三控温模块和第三主反应器;第三主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第三控温模块与第三主反应器通过电连接,控制第三主反应器内的反应温度;第三进料模块包括连续水合肼溶液加料模块和连续甲醇加料模块;沿物料流向,连续水合肼加料模块和连续甲醇加料模块的出口各自独立的与第三主反应器的物料混合段的入口相连,第三主反应器的反应段的出口与第二连续后处理模块的入口相连,第二连续后处理模块的出口与关环反应单元的入口相连。
进一步地,关环反应单元包括第四连续反应模块和第三连续后处理模块;第四连续反应模块包括第四控温模块和第四主反应器;第四主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第四控温模块与第四主反应器通过电连接,控制第四主反应器内的反应温度;第四进料模块包括连续甲醛溶液加料模块、连续硫氰酸钠加料模块、连续硫酸氢钠加料模块和连续甲苯加料模块;沿物料流向,连续甲醛溶液加料模块、连续硫氰酸钠加料模块、连续硫酸氢钠加料模块和连续甲苯加料模块的出口各自独立的与第四主反应器的物料混合段的入口相连,第四主反应器的反应段的出口与第三连续后处理模块的入口相连,第三连续后处理模块的出口与氧化反应单元的入口相连。
进一步地,氧化反应单元包括第五连续反应模块和第四连续后处理模块;第五连续反应模块包括第五控温模块和第五主反应器;第五主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第五控温模块与第五主反应器通过电连接,控制第五主反应器内的反应温度;第五进料模块包括连续氧化剂加料模块;沿物料流向,连续氧化剂加料模块与第五主反应器的物料混合段的入口相连,第五主反应器的反应段的出口与第四连续后处理模块的入口相连;第四连续后处理模块的出口与产物储罐的入口相连。
进一步地,物料储罐包括固体物料储罐与液体物料储罐,分别为物料进料模块中的相应的固体进料模块与液体进料模块;固体物料储罐与物料进料模块之间连接有加料仓物位监测装置;液体物料储罐与物料进料模块之间连接有计量系统;物料进料模块中的每个与相应的主反应器相连的进料模块与相应的主反应器之间都设置有物料输送泵,控制系统通过加料仓物位监测装置与计量系统的监测数据,调整物料输送泵输送的物料流量速度;每个相应的主反应器内还包括氮气保护系统,为物料混合段与反应段输送氮气。
为了实现上述目的,根据本发明的第二个方面,提供了一种丙硫菌唑的连续化合成方法,采用如上述的丙硫菌唑的连续化合成系统进行丙硫菌唑的连续化合成。
进一步地,包括以下步骤:邻氯氯苄、镁粉、甲苯、2-甲基四氢呋喃通过连续加料装置加入格氏反应单元,进行格氏反应,获得格氏试剂;2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮通过连续加料装置加入加成反应单元,与格氏试剂一起进行加成反应,获得1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇;水合肼溶液和甲醇通过连续加料装置加入取代反应单元,与1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇一起进行取代反应,取代反应的生成物在取代反应单元的第二连续后处理模块中进行浓缩、甲苯萃取和洗涤后,获得2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液;硫氰酸钠、硫酸氢钠和甲醛溶液通过连续加料装置加入关环反应单元,与2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液一起进行关环反应,获得2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮;氧化铁通过连续加料装置加入氧化反应单元,与2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮一起进行氧化反应,获得丙硫菌唑。
进一步地,在进行加成反应后还包括:加成反应的生成物在加成反应单元的第一连续后处理模块中进行淬灭、分液、水洗和浓缩后,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇;在进行关环反应后还包括:关环反应的生成物在关环反应单元的第三连续后处理模块中进行降温析晶、过滤、洗涤后,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮;在进行氧化反应后还包括:氧化反应的生成物在氧化反应单元的第四连续后处理模块中进行析晶、洗涤、过滤和干燥后,得到丙硫菌唑。
进一步地,格氏反应中的邻氯氯苄、镁粉、甲苯和2-甲基四氢呋喃的质量比为1:0.1~0.2:1.5~2.5:3.3~4.3;格氏反应的温度为0-40℃,格氏反应的时长为40-80min;加成反应中的格氏试剂和2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮的质量比为1:0.6~0.9;加成反应的温度为-20~60℃,加成反应的时长为10-50min;取代反应中的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇、水合肼溶液和甲醇的质量比为1:0.4~0.9:2.3~3.4;取代反应的温度为40-100℃,取代反应的时长为30-120min;水合肼溶液的质量分数为70-80%。
进一步地,关环反应中的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液、甲醛溶液、硫氰酸钠和硫酸氢钠的质量比为1:0.049-0.07:0.049~0.09:0.065~0.11;关环反应的温度为20-50℃,关环反应的时长为120-180min;甲醛溶液的质量分数为30-40%;氧化反应中的氧化剂选自如下的任意一种:氧化铁溶液、双氧水或空气;氧化反应中的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮和氯化铁溶液的质量比为1:2.3~2.9;氧化反应的温度为20-50℃,氧化反应的时长为120-180min;氧化铁溶液的质量分数为20-30%。
应用本发明的技术方案,利用本申请丙硫菌唑的连续化合成系统中的连续加料装置,以及包括格氏反应、加成反应、取代反应、关环反应及氧化反应在内的连续反应装置,实现了丙硫菌唑的连续化生产,且省去了现有技术中的环氧化反应步骤,简化了丙硫菌唑的合成流程,提高了丙硫菌唑的生产效率。并且,通过连续化控制,操作方便且能够及时控制各反应进行的状态,对得到的终产物丙硫菌唑的收率也存在积极的影响,也避免了中间反应中的反应物与生成物对生产工作人员的安全危害。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1示出了根据本发明实施例1的丙硫菌唑的连续化合成系统的示意图;
其中,上述附图包括以下附图标记:
101:物料储罐;102:物料进料模块;103:控制模块;104:格氏试剂制备单元;105:加成反应单元;106:取代反应单元;107:关环反应单元;108:氧化反应单元;109:接收罐。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将结合实施例来详细说明本发明。
如背景技术所提到的,现有技术中利用间歇操作方式进行丙硫菌唑,该方式的劳动强度大,生产效率低。其中,制备格氏试剂与加成反应等步骤放热量大,传统的间歇生产工艺换热效率低,轻则控温不精确易产生大量的偶联杂质,重则出现飞温喷料事故。且由于间歇工艺不易调整反应温度,需要在加成反应后进行环氧化反应,但得到的环氧化产物对酸、碱及高温都不太稳定,对后续反应效率一定的干扰。并且,间歇操作中生产工作人员暴露在剧毒化学品环境(氢氰酸)中,可能造成生命危险。因此,本申请欲保护一种高效且安全的丙硫菌唑的连续化合成系统及方法。
在本申请第一种典型的实施方式中,提供了一种丙硫菌唑的连续化合成系统,该系统包括:连续加料装置和连续反应装置,其中,连续反应装置由依次顺序连接的格氏反应单元104、加成反应单元105、取代反应单元106、关环反应单元107和氧化反应单元108组成;连续加料装置与格氏反应单元104、加成反应单元105、取代反应单元106、关环反应单元107和氧化反应单元108分别并联连接。
利用本申请的连续化合成系统通过连续加料装置与连续反应装置,将丙硫菌唑的系列合成反应都于一体化系统中封闭式进行,避免了间歇操作中生产工作人员加料(如危险化学品水合肼)及转移产物(如剧毒化学品氢氰酸)的过程易发生的安全性问题。其次,通过本申请的连续化系统,能够较高效地连续化完成丙硫菌唑的制备,并且由于连续化进行反应能够较精准的控制反应条件,将反应体系温度维持在90℃以上,能够省略现有技术制备过程中的环氧化反应步骤,让未环氧化的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇可以不经环氧化阶段,直接与水合肼反应得到肼化后的产物,最终拿到终产物丙硫菌唑,进一步提高了丙硫菌唑的生产效率。
为了更为精确的控制丙硫菌唑制备过程中各阶段反应的具体反应程度,对每个反应的反应物进料进行更为细化的控制,在一种优选的实施例中,连续加料装置包括:物料储罐101、物料进料模块102和控制模块103。控制模块103与物料进料模块102通过电连接,控制物料进料模块102的物料进料速度。
按照本申请制备丙硫菌唑的五个反应阶段将物料进料模块进行对应的区分,令每个反应的反应物各自独立地进入相关的反应单元,参与反应,在一种优选的实施例中,物料进料模块102包括并联设置的第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块;第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块的入口各自独立的与物料储罐101的出口相连;第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块的出口分别与格氏反应单元104、加成反应单元105、取代反应单元106、关环反应单元107和氧化反应单元108相连通。
为了在连续化制备丙硫菌唑过程中,更好地控制格氏反应的反应完成程度,能够及时的将反应温度控制在适合的范围内,保持格氏反应的反应效率,在一种优选的实施例中,格氏反应单元104包括第一连续反应模块;第一连续反应模块包括第一控温模块和第一主反应器;第一主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第一控温模块与第一主反应器通过电连接,控制第一主反应器内的反应温度。其中,进入第一主反应器中的物料通过物料混合段将反应物充分混合,能够令进行格氏反应的反应物更加充分的接触,进入反应段进行反应。
为了更好的对格氏反应中的每个反应物进行单独的精准控制,在一种优选的实施例中,第一进料模块包括连续镁粉加料模块、连续邻氯氯苄加料模块、连续2-甲基四氢呋喃加料模块和连续甲苯加料模块;连续镁粉加料模块、连续邻氯氯苄加料模块、连续2-甲基四氢呋喃加料模块和连续甲苯加料模块的各自独立的与第一主反应器的物料混合段相连;第一主反应器的反应段出口与加成反应单元105的入口相连。在反应段完成格氏反应的得到的生成物格氏试剂通过反应段出口进入加成反应单元进行下一步反应。
为了在连续化制备丙硫菌唑过程中,更好地控制加成反应的反应完成程度,能够及时的将反应温度控制在适合的范围内,保持加成反应的反应效率,并对反应物进行后处理,得到纯度较好的终生成物。在一种优选的实施例中,加成反应单元105包括第二连续反应模块和第一连续后处理模块;第二连续反应模块包括第二控温模块和第二主反应器;第二主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第二控温模块与第二主反应器通过电连接,控制第二主反应器内的反应温度。其中,进入第二主反应器中的物料通过物料混合段将反应物充分混合,能够令进行加成反应的反应物更加充分的接触,进入反应段进行反应;并且得到的生成物进入第一连续后处理模块后,经后处理能够得到纯度较高的生成物1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。
为了更好的对加成反应中的每个反应物进行单独的精准控制,在一种优选的实施例中,第二进料模块包括连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块;沿物料流向,连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块的出口与第二主反应器的物料混合段的入口相连,第二主反应器的反应段的出口与第一连续后处理模块的入口相连,第一连续后处理模块的出口与取代反应单元106的入口相连。在第一连续后处理模块经后处理的得到的生成物1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇进入取代反应单元进行下一步反应。
为了在连续化制备丙硫菌唑过程中,更好地控制取代反应的反应完成程度,能够及时的将反应温度控制在适合的范围内,保持取代反应的反应效率,并对反应物进行后处理,得到纯度较好的终生成物。在一种优选的实施例中,取代反应单元106包括第三连续反应模块和第二连续后处理模块;第三连续反应模块包括第三控温模块和第三主反应器;第三主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第三控温模块与第三主反应器通过电连接,控制第三主反应器内的反应温度。由于取代反应温度需达到90℃以上,且该反应阶段的溶剂为甲醇,常压下的沸点约64.8℃,而现有技术的间歇工艺的体系温度无法升到90℃以上。但由于本申请利用连续化装置进行制备,能够通过调节系统压力较精确的对体系温度进行控制,因而能够让未环化的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇不进行环氧化反应后即直接进行取代反应。其中,进入第三主反应器中的物料通过物料混合段将反应物充分混合,能够令进行取代反应的反应物更加充分的接触,进入反应段进行反应;并且得到的生成物进入第二连续后处理模块后,经后处理能够得到纯度较高的生成物2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。
为了更好的对取代反应中的每个反应物进行单独的精准控制,在一种优选的实施例中,第三进料模块包括连续水合肼溶液加料模块和连续甲醇加料模块;沿物料流向,连续水合肼加料模块和连续甲醇加料模块的出口各自独立的与第三主反应器的物料混合段的入口相连,第三主反应器的反应段的出口与第二连续后处理模块的入口相连,第二连续后处理模块的出口与关环反应单元107的入口相连。在第二连续后处理模块经后处理的得到的生成物2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液进入关环反应单元进行下一步反应。
为了在连续化制备丙硫菌唑过程中,更好地控制关环反应的反应完成程度,能够及时的将反应温度控制在适合的范围内,保持关环反应的反应效率,并对反应物进行后处理,得到纯度较好的终生成物。在一种优选的实施例中,关环反应单元107包括第四连续反应模块和第三连续后处理模块;第四连续反应模块包括第四控温模块和第四主反应器;第四主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第四控温模块与第四主反应器通过电连接,控制第四主反应器内的反应温度。其中,进入第四主反应器中的物料通过物料混合段将反应物充分混合,能够令进行关环反应的反应物更加充分的接触,进入反应段进行反应;并且得到的生成物进入第三连续后处理模块后,经后处理能够得到纯度较高的生成物2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。
为了更好的对关环反应中的每个反应物进行单独的精准控制,在一种优选的实施例中,第四进料模块包括连续甲醛溶液加料模块、连续硫氰酸钠加料模块、连续硫酸氢钠加料模块和连续甲苯加料模块;沿物料流向,连续甲醛溶液加料模块、连续硫氰酸钠加料模块、连续硫酸氢钠加料模块和连续甲苯加料模块的出口各自独立的与第四主反应器的物料混合段的入口相连,第四主反应器的反应段的出口与第三连续后处理模块的入口相连,第三连续后处理模块的出口与氧化反应单元108的入口相连。在第三连续后处理模块经后处理的得到的生成物2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮进入氧化反应单元进行下一步反应。
为了在连续化制备丙硫菌唑过程中,更好地控制氧化反应的反应完成程度,能够及时的将反应温度控制在适合的范围内,保持氧化反应的反应效率,并对反应物进行后处理,得到纯度较好的终生成物。在一种优选的实施例中,氧化反应单元108包括第五连续反应模块和第四连续后处理模块;第五连续反应模块包括第五控温模块和第五主反应器;第五主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;第五控温模块与第五主反应器通过电连接,控制第五主反应器内的反应温度。其中,进入第五主反应器中的物料通过物料混合段将反应物充分混合,能够令进行氧化反应的反应物更加充分的接触,进入反应段进行反应;并且得到的生成物进入第四连续后处理模块后,经后处理能够得到纯度较高的生成物丙硫菌唑。
为了更好的对氧化反应中的每个反应物进行单独的精准控制,在一种优选的实施例中,第五进料模块包括连续氧化剂加料模块;沿物料流向,连续氧化剂加料模块与第五主反应器的物料混合段的入口相连,第五主反应器的反应段的出口与第四连续后处理模块的入口相连;优选地,第四连续后处理模块的出口与产物储罐109的入口相连。在第四连续后处理模块经后处理的得到的生成物丙硫菌唑于产物储罐进行收集与保存。
由于本申请进行丙硫菌唑连续化反应的反应物包括固态反应物和液态反应物,由于固态与液态的进料形态导致的流速存在不同,为了更有针对性的对两种不同状态的反应物的进料速度进行监测和调整。在一种优选的实施例中,物料储罐101包括固体物料储罐与液体物料储罐,分别为物料进料模块102中的相应的固体进料模块与液体进料模块;优选地,固体物料储罐与物料进料模块102之间连接有加料仓物位监测装置;优选地,液体物料储罐与物料进料模块102之间连接有计量系统。
为了进一步及时简便地控制物料的进料速度,在一种优选的实施例中,物料进料模块102中的每个与相应的主反应器相连的进料模块与相应的主反应器之间都设置有物料输送泵,控制系统通过加料仓物位监测装置与计量系统的监测数据,调整物料输送泵输送的物料流量速度。
为了进一步提高反应的安全性及产物纯度,在连续化生产丙硫菌唑的各阶段可以通过设置保护气体氛围提供稳定的反应环境,在一种优选的实施例中,每个相应的主反应器内还包括氮气保护系统,为物料混合段与反应段输送氮气。
在本申请第二种典型的实施方式中,提供了一种丙硫菌唑的连续化合成方法,采用上述的丙硫菌唑的连续化合成系统进行丙硫菌唑的连续化合成,能够以较高的效率,操作更为安全、简单的得到较纯的丙硫菌唑。
利用上述的丙硫菌唑连续化反应系统,能够以五步反应得到较纯的丙硫菌唑产物,在一种优选的实施例中,连续化合成方法包括以下步骤:邻氯氯苄、镁粉、甲苯、2-甲基四氢呋喃通过连续加料装置加入格氏反应单元104,进行格氏反应,获得格氏试剂;2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮通过连续加料装置加入加成反应单元105,与格氏试剂一起进行加成反应,获得1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇;水合肼溶液和甲醇通过连续加料装置加入取代反应单元106,与1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇一起进行取代反应,取代反应的生成物在取代反应单元的第二连续后处理模块中进行浓缩、甲苯萃取和洗涤后(去除副产物水合肼的盐酸盐),获得2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液;硫氰酸钠、硫酸氢钠和甲醛溶液通过连续加料装置加入关环反应单元107,与2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液一起进行关环反应,获得2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮;氧化铁通过连续加料装置加入氧化反应单元108,与2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮一起进行氧化反应,获得丙硫菌唑。
由于原料与格氏试剂通过加成反应后得到的是中间体,为得到较纯的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇产物,需要进行加稀盐酸淬灭,在一种优选的实施例中,在进行加成反应后还包括:加成反应的生成物在加成反应单元105的第一连续后处理模块中进行淬灭、分液、水洗和浓缩后,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。
由于进行后续氧化反应的反应物2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮在酸性环境下能够更好的发挥其功能,需要对取代反应的生成物进行pH值的调节,利用硫酸氢钠/钾/铵、盐酸或柠檬酸等PH调节剂,将生成物的pH值范围调整至1-4的范围内。在一种优选的实施例中,在进行关环反应后还包括:关环反应的生成物在关环反应单元107的第三连续后处理模块中进行降温析晶、过滤、洗涤后,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。
为便于后续的利用与储存,需要将丙硫菌唑进行干燥(温度为40~80℃),在一种优选的实施例中,在进行氧化反应后还包括:氧化反应的生成物在氧化反应单元108的第四连续后处理模块中进行析晶、洗涤、过滤和干燥后,得到丙硫菌唑。
为高效的进行格氏反应,在一种优选的实施例中,格氏反应中的邻氯氯苄、镁粉、甲苯和2-甲基四氢呋喃的质量比为1:0.1~0.2:1.5~2.5:3.3~4.3;优选地,格氏反应的温度为0-40℃,格氏反应的时长为40-80min。其中,甲苯和2-甲基四氢呋喃作为反应溶剂。
为高效的进行加成反应,在一种优选的实施例中,加成反应中的格氏试剂和2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮的质量比为1:0.6~0.9;优选地,加成反应的温度为-20~60℃,加成反应的时长为10-50min。
为高效的进行取代反应,在一种优选的实施例中,取代反应中的1-氯-2-1-氯环丙基-3-2-氯苯基丙醇、水合肼溶液和甲醇的质量比为1:0.4~0.9:2.3~3.4;其中,甲醇作为反应溶剂。优选地,取代反应的温度为40-100℃,取代反应的时长为30-120min;优选地,水合肼溶液的质量分数为70-80%,若水合肼浓度低,则反应效果变差,收率降低。
为高效的进行关环反应,在一种优选的实施例中,关环反应中的2-1-氯环丙基-1-2-氯苯基-3-肼基-2-醇的甲苯溶液、甲醛溶液、硫氰酸钠和硫酸氢钠的质量比为1:0.049-0.07:0.049~0.09:0.065~0.11;其中,甲醛、硫氰酸钠作为反应物,硫酸氢钠作为pH调节试剂,维持反应的酸性环境,甲苯作为反应溶剂。优选地,关环反应的温度为20-50℃,关环反应的时长为120-180min;优选地,甲醛溶液的质量分数为30-40%;
为高效的进行关环反应,在一种优选的实施例中,氧化反应中的氧化剂选自如下的任意一种:氧化铁溶液、双氧水或空气;优选地,氧化反应中的2-2-(氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基-1,2,4-三唑烷-3-硫酮和氯化铁溶液的质量比为1:2.3~2.9;另外,2-2-(氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基-1,2,4-三唑烷-3-硫酮和双氧水质量比为1:1.5~2.5;2-2-(氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与空气的质量比为1:3~4。优选地,氧化反应的温度为20-50℃,氧化反应的时长为120-180min;基于工艺条件和控制三废产生量等的考虑,在一种优选的实施例中,氧化铁溶液的质量分数为20-30%。
以下结合具体实施例对本申请作进一步详细描述,这些实施例不能理解为限制本申请所要求保护的范围。
实施例1(本申请的实施例均利用如图1所示的装置进行丙硫菌唑的制备)
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.16 kg/h、2.00kg/h、3.35 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为20℃,反应时间为60min。反应结束后,邻氯氯苄无剩余,反应摩尔收率96%,偶联杂质小于等于1%。其中,反应摩尔收率为实际得到的产物总质量/产物的理论质量。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.30 kg/h和0.94 kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为5℃,反应时间为15min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮剩余量≤1%,反应摩尔收率90%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的80%wt水合肼、甲醇分别以1.50 kg/h、0.75 kg/h、3.75 kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为100℃,反应时间为80min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和水洗,得到2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤3%,反应摩尔收率约90%。
关环反应:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的37%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.35 kg/h、0.35 kg/h、0.44 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为140min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤2%,反应摩尔收率86%。
氧化反应:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的20%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.50 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为160min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率88%。
实施例2
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.10 kg/h、1.50kg/h、3.30 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为0℃,反应时间为80min。反应结束后,邻氯氯苄无剩余,反应摩尔收率约96%,偶联杂质小于等于1%。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.00kg/h和0.60 kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为-20℃,反应时间为50min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮剩余量≤1%,反应摩尔收率约91%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的70%wt水合肼、甲醇分别以1.00 kg/h、0.4 kg/h、2.3 kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为120min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和水洗,2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤2%,反应摩尔收率91%。
关环反应单元:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的30%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.30 kg/h、0.30 kg/h、0.40 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为20℃,反应时间为180min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤1%,反应摩尔收率85%。
氧化反应单元:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的25%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.30 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为20℃,反应时间为180min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率86%。
实施例3
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.20 kg/h、2.50kg/h、4.30 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为40min。反应结束后,邻氯氯苄无剩余,反应摩尔收率约96%,偶联杂质≤1%。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.00kg/h和0.90 kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为60℃,反应时间为10min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮剩余量≤2%,反应摩尔收率约90%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的75%wt水合肼、甲醇分别以1.00kg/h、0.90kg/h、3.40kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为100℃,反应时间为30min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和析晶,得到2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤3%,反应摩尔收率88%。
关环反应单元:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的40%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.40 kg/h、0.50 kg/h、0.60 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为50℃,反应时间为120min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤2%,反应摩尔收率约85%。
氧化反应单元:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的30%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.90 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为50℃,反应时间为120min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率约86%。
实施例4
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.20 kg/h、2.50kg/h、4.30 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为20min。反应结束后,邻氯氯苄剩余1~2%,反应摩尔收率约94%,偶联杂质≤1%。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.00kg/h和0.90 kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为60℃,反应时间为5min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮剩余量≤4%,反应摩尔收率约88%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的70%wt水合肼、甲醇分别以1.00kg/h、0.90kg/h、3.40kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为100℃,反应时间为20min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和析晶,得到2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤4%,反应摩尔收率87%。
关环反应单元:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的40%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.40 kg/h、0.50 kg/h、0.60 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为50℃,反应时间为100min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤4%,反应摩尔收率约84%。
氧化反应单元:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的30%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.90 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为50℃,反应时间为100min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率约84%。
实施例5
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.095 kg/h、1.50kg/h、3.30 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为0℃,反应时间为80min。反应结束后,邻氯氯苄剩余2~2.5%,反应摩尔收率约94%,偶联杂质≤1%。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.00kg/h和0.57kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为-20℃,反应时间为50min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮剩余量≤4%,反应摩尔收率约88%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的70%wt水合肼、甲醇分别以1.00 kg/h、0.38 kg/h、2.30 kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为40℃,反应时间为120min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和析晶,得到2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤5%,反应摩尔收率约85%。
关环反应单元:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的30%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.27 kg/h、0.27 kg/h、0.36 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为20℃,反应时间为180min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤4%,反应摩尔收率约84%。
氧化反应单元:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的25%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.07 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为20℃,反应时间为180min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率85%。
实施例6
格氏反应:通过连续加料装置,分别将(物料储罐101)固体物料储罐和液体物料储罐中的相关原料利用(物料进料模块102)固体进料模块和液体进料模块向连续反应装置中输送,其中,通过(控制模块103)加料仓物位监测装置及计量系统对进料情况进行监控,并通过调整输送泵调整液体物料的进料速度。
将邻氯氯苄、镁粉、2-甲基四氢呋喃和甲苯分别以1.00 kg/h、0.16 kg/h、2.00kg/h、3.35 kg/h质量流速投入格氏反应单元104的主反应器中,反应温度为50℃,反应时间为60min。反应结束后,邻氯氯苄无剩余,反应摩尔收率约92%,偶联杂质在7~10%。
加成反应:从格氏反应单元104中得到的格氏试剂与通过连续加料装置输送至加成反应单元105的2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮分别以1.30 kg/h和0.94 kg/h质量流速投入连续加成反应器中,反应温度为70℃,反应时间为15min。在加成反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行淬灭、分液、水洗和浓缩,得到1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇。2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮无剩余,反应摩尔收率约86%(以2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮计)。
取代反应:从加成反应单元105中得到的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇与通过连续加料装置输送至取代反应单元106的80%wt水合肼、甲醇分别以1.50 kg/h、0.75 kg/h、3.75 kg/h质量流速投入取代反应单元106的主反应器中,反应温度为110℃,反应时间为80min。在取代反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行浓缩、甲苯萃取和析晶,得到2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液。1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇剩余量≤1%,反应摩尔收率约86%。
关环反应单元:从取代反应单元106得到的2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液与通过连续加料装置输送至关环反应单元107的37%wt甲醛溶液、硫氰酸钠、硫酸氢钠分别以5.50 kg/h、0.35 kg/h、0.35 kg/h、0.44 kg/h质量流速投入关环反应单元107的主反应器中,反应温度为60℃,反应时间为140min。在关环反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行降温析晶、过滤、洗涤,得到2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮。2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇剩余量≤1%,反应摩尔收率约83%。
氧化反应单元:从关环反应单元107得到的2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮与通过连续加料装置输送至氧化反应单元108的20%wt氯化铁溶液分别以1.00 kg/h、2.50 kg/h质量流速投入氧化反应单元108的主反应器中,反应温度为60℃,反应时间为160min。在氧化反应结束后,在连续后处理模块中对反应产物进行析晶、洗涤、过滤和干燥,得到丙硫菌唑。反应摩尔收率约85%。
对比例1(批次反应,利用普通的玻璃四口瓶作为批次反应装置,另配置有控温装置和物料搅拌装置)
格氏反应:在250ml四口瓶内加入1.6 g镁粉、20g 2-甲基四氢呋喃、33g 甲苯,接着缓慢滴加10g 邻氯氯苄,控制温度不超过0~10 ℃。滴加完毕后保温反应30min,邻氯氯苄无剩余,反应摩尔收率约91%,偶联杂质小于等于5%。
加成反应:在250ml四口瓶内加入10 g格氏试剂,接着缓慢滴加7.2g 2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮,控制温度不超过5 ℃。滴加完毕后保温反应30min,后续加盐酸淬灭,分液,水洗等操作,得到反应摩尔收率约85%。
环氧化反应:在250ml四口瓶内加入10g 1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇,20g 30%NaOH水溶液,保温反应240min。后经分液、水洗和浓缩后,得到反应摩尔收率约87%。
取代反应:在250ml四口瓶内加入10g 环氧化产物,5g 80%水合肼,25g甲醇,加热至甲醇回流,保温反应120min,反应摩尔收率约84%。
关环反应:在250ml四口瓶内加入10g 2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液,3g 37%甲醛水溶液,3g 硫氰酸钠,4.4g 硫酸氢钠,40g 甲苯,室温反应120min,反应摩尔收率约81%。
氧化反应:在250ml四口瓶内加入10g 2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮及50g甲苯溶剂,25g 20%氯化铁水溶液,30℃反应180min,反应摩尔收率约83%。
从以上的描述中,可以看出,本发明上述的实施例实现了如下技术效果:采用本申请的连续化合成系统制备丙硫菌唑能够省略现有技术分批反应中的环氧化反应环节,简化了操作,节省了生产时间,提高了反应的效率;并且连续化系统更便于精确控制工艺条件,能够获得较高的收率;同时,采用上述连续化合成工艺制备丙硫菌唑高活性物料可实现在线淬灭,极大地提高了工艺安全性。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (14)
1.一种丙硫菌唑的连续化合成系统,其特征在于,包括:
连续加料装置和连续反应装置;
所述连续反应装置由依次顺序连接的格氏反应单元(104)、加成反应单元(105)、取代反应单元(106)、关环反应单元(107)和氧化反应单元(108)组成;
所述连续加料装置与所述格氏反应单元(104)、所述加成反应单元(105)、所述取代反应单元(106)、所述关环反应单元(107)和所述氧化反应单元(108)分别并联连接。
2.根据权利要求1所述的连续化合成系统,其特征在于,所述连续加料装置包括:
物料储罐(101)、物料进料模块(102)和控制模块(103);
所述控制模块(103)与所述物料进料模块(102)通过电连接,控制所述物料进料模块(102)的物料进料速度;
所述物料进料模块(102)包括并联设置的第一进料模块、第二进料模块、第三进料模块、第四进料模块和第五进料模块;
所述第一进料模块、所述第二进料模块、所述第三进料模块、所述第四进料模块和所述第五进料模块的入口各自独立的与所述物料储罐(101)的出口相连;
所述第一进料模块、所述第二进料模块、所述第三进料模块、所述第四进料模块和所述第五进料模块的出口分别与所述格氏反应单元(104)、所述加成反应单元(105)、所述取代反应单元(106)、所述关环反应单元(107)和所述氧化反应单元(108)相连通。
3.根据权利要求2所述的连续化合成系统,其特征在于,所述格氏反应单元(104)包括第一连续反应模块;
所述第一连续反应模块包括第一控温模块和第一主反应器;
所述第一主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;
所述第一控温模块与所述第一主反应器通过电连接,控制所述第一主反应器内的反应温度;
所述第一进料模块包括连续镁粉加料模块、连续邻氯氯苄加料模块、连续2-甲基四氢呋喃加料模块和连续甲苯加料模块;
所述连续镁粉加料模块、所述连续邻氯氯苄加料模块、所述连续2-甲基四氢呋喃加料模块和所述连续甲苯加料模块的各自独立的与所述第一主反应器的所述物料混合段相连;
所述第一主反应器的所述反应段出口与所述加成反应单元(105)的入口相连。
4.根据权利要求2所述的连续化合成系统,其特征在于,所述加成反应单元(105)包括第二连续反应模块和第一连续后处理模块;
所述第二连续反应模块包括第二控温模块和第二主反应器;
所述第二主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;
所述第二控温模块与所述第二主反应器通过电连接,控制所述第二主反应器内的反应温度;
所述第二进料模块包括连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块;
沿物料流向,所述连续2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮加料模块的出口与所述第二主反应器的所述物料混合段的入口相连,所述第二主反应器的所述反应段的出口与所述第一连续后处理模块的入口相连,所述第一连续后处理模块的出口与所述取代反应单元(106)的入口相连。
5.根据权利要求2所述的连续化合成系统,其特征在于,所述取代反应单元(106)包括第三连续反应模块和第二连续后处理模块;
所述第三连续反应模块包括第三控温模块和第三主反应器;
所述第三主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;
所述第三控温模块与所述第三主反应器通过电连接,控制所述第三主反应器内的反应温度;
所述第三进料模块包括连续水合肼溶液加料模块和连续甲醇加料模块;
沿物料流向,所述连续水合肼加料模块和所述连续甲醇加料模块的出口各自独立的与所述第三主反应器的所述物料混合段的入口相连,所述第三主反应器的所述反应段的出口与所述第二连续后处理模块的入口相连,所述第二连续后处理模块的出口与所述关环反应单元(107)的入口相连。
6.根据权利要求2所述的连续化合成系统,其特征在于,所述关环反应单元(107)包括第四连续反应模块和第三连续后处理模块;
所述第四连续反应模块包括第四控温模块和第四主反应器;
所述第四主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;
所述第四控温模块与所述第四主反应器通过电连接,控制所述第四主反应器内的反应温度;
所述第四进料模块包括连续甲醛溶液加料模块、连续硫氰酸钠加料模块、连续硫酸氢钠加料模块和连续甲苯加料模块;
沿物料流向,所述连续甲醛溶液加料模块、所述连续硫氰酸钠加料模块、所述连续硫酸氢钠加料模块和所述连续甲苯加料模块的出口各自独立的与所述第四主反应器的所述物料混合段的入口相连,所述第四主反应器的所述反应段的出口与所述第三连续后处理模块的入口相连,所述第三连续后处理模块的出口与所述氧化反应单元(108)的入口相连。
7.根据权利要求2所述的连续化合成系统,其特征在于,所述氧化反应单元(108)包括第五连续反应模块和第四连续后处理模块;
所述第五连续反应模块包括第五控温模块和第五主反应器;
所述第五主反应器以物料流向分为物料混合段和反应段;
所述第五控温模块与所述第五主反应器通过电连接,控制所述第五主反应器内的反应温度;
所述第五进料模块包括连续氧化剂加料模块;
沿物料流向,所述连续氧化剂加料模块与所述第五主反应器的所述物料混合段的入口相连,所述第五主反应器的所述反应段的出口与所述第四连续后处理模块的入口相连。
8.一种丙硫菌唑的连续化合成方法,其特征在于,采用如权利要求1至7中任一项所述的丙硫菌唑的连续化合成系统进行丙硫菌唑的连续化合成。
9.根据权利要求8所述的连续化合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
邻氯氯苄、镁粉、甲苯、2-甲基四氢呋喃通过所述连续加料装置加入所述格氏反应单元(104),进行格氏反应,获得格氏试剂;
2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮通过所述连续加料装置加入所述加成反应单元(105),与格氏试剂一起进行加成反应,获得1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇;
水合肼溶液和甲醇通过所述连续加料装置加入所述取代反应单元(106),与所述1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇一起进行取代反应,所述取代反应的生成物在取代反应单元(106)的第二连续后处理模块中进行浓缩、甲苯萃取和洗涤后,获得2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液;
硫氰酸钠、硫酸氢钠和甲醛溶液通过所述连续加料装置加入所述关环反应单元(107),与所述2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液一起进行关环反应,获得2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮;
氧化铁通过所述连续加料装置加入所述氧化反应单元(108),与所述2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮一起进行氧化反应,获得所述丙硫菌唑。
10.根据权利要求9所述的连续化合成方法,其特征在于,所述格氏反应中的所述邻氯氯苄、所述镁粉、所述甲苯和所述2-甲基四氢呋喃的质量比为1:0.1~0.2:1.5~2.5:3.3~4.3;
所述格氏反应的温度为0-40℃,所述格氏反应的时长为40-80min。
11.根据权利要求9所述的连续化合成方法,其特征在于,所述加成反应中的所述格氏试剂和所述2-氯-1-(1-氯环丙基)乙酮的质量比为1:0.6~0.9;
所述加成反应的温度为-20~60℃,所述加成反应的时长为10-50min。
12.根据权利要求9所述的连续化合成方法,其特征在于,所述取代反应中的1-氯-2-(1-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)丙醇、所述水合肼溶液和所述甲醇的质量比为1:0.4~0.9:2.3~3.4;
所述取代反应的温度为40-100℃,所述取代反应的时长为30-120min。
13.根据权利要求9所述的连续化合成方法,其特征在于,所述关环反应中的所述2-(1-氯环丙基)-1-(2-氯苯基)-3-肼基-2-醇的甲苯溶液、所述甲醛溶液、所述硫氰酸钠和所述硫酸氢钠的质量比为1:0.049-0.07:0.049~0.09:0.065~0.11;
所述关环反应的温度为20-50℃,所述关环反应的时长为120-180min。
14.根据权利要求9所述的连续化合成方法,其特征在于,所述氧化反应中的所述2-(2-氯环丙基)-3-(2-氯苯基)-2-羟丙基)-1,2,4-三唑烷-3-硫酮和氯化铁溶液的质量比为1:2.3~2.9;
所述氧化反应的温度为20-50℃,所述氧化反应的时长为120-180min。
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