一种敌草快二氯盐的合成方法与流程

本发明涉及除草剂合成，具体涉及一种敌草快二氯盐的合成方法。

背景技术：

1、敌草快作为一种强效除草剂，是自百草枯水剂在国内被禁止销售以来，较为理想的替代品；其除草效果与百草枯相仿，而毒性较低，在作物催枯、种子处理等方面更具优势。然而，成本较高是制约敌草快推广使用的一个重要原因，若能降低生产成本，降低农民的用药成本，则有助于进一步释放敌草快的市场潜力。

2、目前，生产敌草快主要由2,2’-联吡啶与二溴乙烷反应制备获得敌草快二溴盐；然而，溴是珍贵的资源，敌草快二溴盐作为除草剂，在使用过程中将又将溴元素带入到土壤环境中去，造成了溴的浪费。因此，从原子经济性上来讲，敌草快二氯盐较敌草快二溴盐更为经济，但因二氯乙烷的低活性，用类似于敌草快二溴盐的制备方法制备敌草快二氯盐，需要很高的压力及温度，对设备造成严重腐蚀，不能实现工业化生产。

3、为解决上述问题，现有技术cn113214258a公布了一种敌草快二氯盐合成方法及装置，将二氯乙烷、金属催化剂、硝基苯以及2,2-联吡啶混合液经过第一离心泵打入浆态床反应器，反应后经过滤、萃取获得敌草快和有机相，有机相包括二氯乙烷和2,2-联吡啶可再次进入反应。然而现有技术仍然具有如下缺点：1)现有技术中金属催化剂的制作工艺麻烦、成本较高，且反应易造成金属催化剂物理化学性质改变而失活，从而增加金属催化剂的使用成本；2)现有技术在浆态床反应器上完成，而浆态床反应器对金属催化剂需求量较高，进一步提升生产成本。因此，研发一种工艺简单、成本更低、连续化生产的敌草快二氯盐的合成方法，不仅有效弥补现有敌草快二氯盐生产工艺的不足，还对实现连续化生产及降低生产成本具有重要意义。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种敌草快二氯盐的合成方法，以解决现有敌草快二氯盐的合成因使用金属催化剂导致生产成本较高的技术问题。

2、为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：一种敌草快二氯盐的合成方法，包括(一)混合原料，混合催化剂和底物2,2-联吡啶、二氯乙烷获得混合原料；(二)环合反应，将混合原料泵入反应器，反应后经冷凝获得冷凝混合液；(三)后处理，将冷凝混合液静置分层获得水相和有机相，浓缩水相获得敌草快二氯盐产品；所述催化剂为dmap、碘化钾、四乙基溴化铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种。

3、本方案的原理及优点是：与现有技术采用金属催化剂导致敌草快生产成本较高而言，本方案中采用常规催化剂即可合成敌草快，有效降低敌草快的合成成本；且本方案中催化剂在反应过程中物理化学性质不变，可回收再次用于生产，进一步降低敌草快的生产成本，提升企业的敌草快生产效益。另外，本方案合成敌草快时设备简单、工艺流程较少，且反应物无副产物产生，不仅有效提升产物得率，还可通过连续进料和出料，实现敌草快的连续生产，从而提升产物生产效率。

4、优选的，所述底物2,2-联吡啶、二氯乙烷的质量比为1:3～4。

5、有益效果：本方案中有机相为底物2,2-联吡啶、二氯乙烷的混合物，可再次用于反应；本方案通过限定底物原料的用料量，便于底物在催化剂的作用下尽可能反应完全，从而减少底物原料的浪费；另，优化底物用量比可有效避免多次回收利用有机相引起的混合料中底物量不平衡，从而有效平衡反应底物量，进而保证有机相和敌草快生产均能连续进行。

6、优选的，所述反应器为管氏反应器，所述催化剂用量为底物总量的5～11‰。

7、有益效果：相比于现有技术使用浆态床反应器或固定床反应器时金属催化剂使用量较大而言，本方案中通过采用u型管氏反应器，其不仅延长反应时间，还因其反应溶液返混量较小，因而可容积效率(单位容积生产能力)高；不仅便于实现反应器的连续进料和出料而提升生产效率；还能有效降低催化剂的用料量，降低生产成本。

8、优选的，所述环合反应的反应温度为170～250℃、反应压力为0.5～1.5mpa。

9、有益效果：本方案中反应在管式反应器中进行，通过控制反应温度即可实现反应快速进行。申请人实验发现，当采用较低反应温度和压力时，易出现底物转化率低级产物得率较低等现象；当采用较高反应温度时，底物在高温作用下易生成焦油等杂质，降低产物浓度。

10、优选的，所述混合原料泵入管氏反应器的流量为15～40ml/min，所述混合原料在管式反应器中的反应时间为20～40min。

11、有益效果：本方案中管氏反应器可连续进料，根据反应所需时间和管氏反应器的容量控制混合原料的进料流量，即可在满足较高产物得率的情况下实现反应连续进行，有效充分利用设备，提升产物合生产效率。申请人经研究发现，当进料速度过慢，原料在管氏反应器中停留时间过长，依然会导致产物得率降低，原因在于，产物长时间在高温状态下易生成焦油而降低产物得率。

12、优选的，所述混合原料在进入管式反应器前还包括对混合原料的预热，预热温度为80～120℃。

13、有益效果：本方案通过在混合原料进入管氏反应器前进行预热，可有效缩短混合原料升温至反应温度的时间，从而缩短反应所需时间，提升生产效率。申请人经研究发现，当预热温度过低则使得原料在进入管氏反应器的升温至反应温度所需时间较长，而在连续进料的有限反应时间中会导致原料未反应完全，从而降低产物得率。

14、优选的，所述冷凝混合液在静置分层前还包括调节ph和过滤，所述调节ph为将冷凝混合液的ph调节为7～8。

15、有益效果：本方案通过在静置分层前调节冷凝混合液的ph，可将催化剂以盐的形式析出，并通过在ph调节后进行过滤，即可实现催化剂的回收利用，不仅有效降低催化剂的成本，还能有效避免催化剂作为杂质进入敌草快二氯盐产品中降低产品质量；另外，调节冷凝混合液的ph还有助于提升产物在水相溶解度，有助于底物和产物分离，从而提升产物纯度得率。

16、优选的，所述有机相为2,2-联吡啶和二氯乙烷的混合液，有机相经蒸发器脱水之后回收的二氯乙烷和2,2-联吡啶再次与催化剂混合形成混合原料。

17、有益效果：本方案通过对有机相中底物进行回收利用，有效避免为反应完全的底物随废水配方而浪费原料。

技术特征：

1.一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：包括(一)混合原料，混合催化剂和底物2,2-联吡啶、二氯乙烷获得混合原料；(二)环合反应，将混合原料泵入反应器，反应后经冷凝获得冷凝混合液；(三)后处理，将冷凝混合液静置分层获得水相和有机相，浓缩水相获得敌草快二氯盐产品；所述催化剂为dmap、碘化钾、四乙基溴化铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种。

2.根据权利要求1所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述底物2,2-联吡啶、二氯乙烷的质量比为1:3～4。

3.根据权利要求2所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述反应器为管氏反应器，所述催化剂用量为底物总量的5～11‰。

4.根据权利要求3所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述环合反应的反应温度为170～250℃、反应压力为0.5～1.5mpa。

5.根据权利要求4所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述混合原料泵入管氏反应器的流量为15～40ml/min，所述混合原料在管式反应器中的反应时间为20～40min。

6.根据权利要求5所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述混合原料在进入管式反应器前还包括对混合原料的预热，预热温度为80～120℃。

7.根据权利要求6所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述冷凝混合液在静置分层前还包括调节ph和过滤，所述调节ph为将冷凝混合液的ph调节为7～8。

8.根据权利要求7所述的一种敌草快二氯盐的合成方法，其特征在于：所述有机相为2,2-联吡啶、二氯乙烷混合液，经蒸发器回收二氯乙烷和2,2-联吡啶，回收所得二氯乙烷和2,2-联吡啶再次与催化剂混合形成混合原料。

技术总结
本发明涉及除草剂合成技术领域，公开了一种敌草快二氯盐的合成方法，包括(一)混合原料，混合催化剂和底物2,2‑联吡啶、二氯乙烷获得混合原料；(二)环合反应，将混合原料泵入反应器，反应后经冷凝获得冷凝混合液；(三)后处理，将冷凝混合液静置分层获得水相和有机相，浓缩水相获得敌草快二氯盐产品；所述催化剂为DMAP、碘化钾、四乙基溴化铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵中的任意一种。本方案合成敌草快时成本较低、设备简单、工艺流程较少，且反应物无副产物产生，不仅有效提升产物得率，还可通过连续进料和出料，实现敌草快的连续生产，从而提升产物生产效率。

技术研发人员：何小强,郝磊,盛洋,杨雪杏
受保护的技术使用者：重庆华歌生物化学有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12