專(zhuān)利名稱(chēng)：一種工業(yè)化生產(chǎn)3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及3，4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的一種制備方法，特別是一種工業(yè)化生產(chǎn)3，4- 二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法。
背景技術(shù)：
3，4-二甲基吡唑磷酸鹽是一種高效的硝化酶抑制劑。目前世界上應(yīng)用最廣泛的尿素，必須通過(guò)土壤中的尿激酶的酶解，轉(zhuǎn)化成氨基甲酸銨，以銨態(tài)氮的形式被植物吸收。由于土壤中的尿激酶的活性很高，轉(zhuǎn)化尿素釋放銨態(tài)氮的速度很快，農(nóng)作物來(lái)不及吸收，其中部分未被農(nóng)作物吸收的銨態(tài)氮被土壤中的硝化菌(酶)轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮，通過(guò)浸出和揮發(fā)引起大氣和土壤環(huán)境變壞。3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽可以和尿素以一定的比例配制成復(fù)合肥料， 一方面可以抑制土壤中的硝化菌(酶)的活性，減慢銨態(tài)氮被土壤中的硝化菌(酶)轉(zhuǎn)化成硝態(tài)氮的速度，從而提高尿素的利用率，增強(qiáng)肥效；另一方面還可以提供N、P等元素，起到較好的土壤改良和環(huán)境保護(hù)作用。已有文獻(xiàn)[J0C; 12; 1955; 1681]報(bào)道，3，4_ 二甲基吡唑的合成方法是用丁酮和異丙醇鈉在甲酸異丙酯中反應(yīng)制得中間體，再在氫氧化鈉溶液中和水合胼反應(yīng)生成 3，4- 二甲基吡唑，未見(jiàn)其報(bào)道3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽的制備方法。該方法產(chǎn)品的收率不高(7 ),所用溶劑價(jià)格較貴，操作復(fù)雜，并應(yīng)用到大量乙醚，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)要求。已有專(zhuān)利US6022979報(bào)道的生產(chǎn)過(guò)程是以丁酮和甲酸甲酯為起始原料制在甲醇鈉溶液中得中間體，或者在高壓釜中用丁酮與一氧化碳經(jīng)高壓反應(yīng)制得中間體，再分離出該中間體和一水合胼(100%)在硫酸溶液中反應(yīng)生成3，4- 二甲基吡唑，未見(jiàn)其報(bào)道3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽的制備方法。該方法或是操作復(fù)雜，生產(chǎn)流程時(shí)間長(zhǎng)，或是要求一定壓力的反應(yīng)， 生產(chǎn)條件要求高，使用的原料一水合胼(100%)價(jià)高難得，極易發(fā)生副反應(yīng)，并且副反應(yīng)產(chǎn)物 3-乙基吡唑難與產(chǎn)品分離，產(chǎn)品純度不高，收率低(4(T65%)。US6229022報(bào)道的生產(chǎn)過(guò)程中是用3-甲基-2- 丁酮與水合胼為原料生成3，4- 二甲基吡唑，未見(jiàn)其報(bào)道3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽的制備方法。該生產(chǎn)過(guò)程使用的原料3-甲基-2-丁酮價(jià)格昂貴，反應(yīng)中使用大量的硫酸，后處理操作困難，不適合大規(guī)模的工業(yè)化生產(chǎn)要求。目前國(guó)內(nèi)未見(jiàn)3，4-二甲基吡唑極其磷酸鹽的生產(chǎn)制備專(zhuān)利或文獻(xiàn)報(bào)道。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的提供一種簡(jiǎn)單的工業(yè)化生產(chǎn)3，4- 二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法。 主要解決現(xiàn)有合成方法存在的生產(chǎn)工藝要求苛刻、使用原料價(jià)格昂貴等問(wèn)題。本發(fā)明該工藝操作簡(jiǎn)便，成本低，收率高，反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種工業(yè)化生產(chǎn)3，4- 二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法，包括以下步驟用2- 丁酮和固體甲醛反應(yīng)得到3-羥甲基-丁酮，再與胼鹽反應(yīng)得到3，4- 二甲基吡唑，經(jīng)與磷酸成鹽得到3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽。其反應(yīng)式如下
權(quán)利要求
1.一種工業(yè)化生產(chǎn)3，4-二甲基吡唑的方法，其特征是包括以下步驟a)將2-丁酮和固體甲醛在堿性水溶液中反應(yīng)，經(jīng)蒸餾分離得到3-羥甲基-丁酮；b)第二步成環(huán)反應(yīng)， 3-羥甲基-丁酮與胼鹽在酸性條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后體系經(jīng)堿化，萃取，有機(jī)層經(jīng)減壓蒸餾得到的3，4-二甲基吡唑。
2.—種工業(yè)化生產(chǎn)3，4-二甲基吡唑磷酸鹽的方法，其特征是包括以下步驟a)將 2-丁酮和固體甲醛在堿性水溶液反應(yīng)，經(jīng)蒸餾分離得到3-羥甲基-丁酮；b)第二步成環(huán)反應(yīng)，3-羥甲基-丁酮與胼鹽在酸性條件下反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后體系經(jīng)堿化，萃取，有機(jī)層經(jīng)減壓蒸餾得到3，4- 二甲基吡唑；c) 3，4- 二甲基吡唑與磷酸成鹽可得到3，4- 二甲基吡唑磷酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟a)2-丁酮與固體甲醛摩爾比為 1 1 至Ij 5 1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟a)反應(yīng)在常壓下，在機(jī)械攪拌釜內(nèi)進(jìn)行，攪拌速度在20rpnT60rpm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟a)所用的堿性水溶液為堿金屬和堿土金屬的氫氧化物水溶液。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟a)堿性水溶液需滴加，滴加溫度范圍為纊12°C ；堿水溶液滴加完成后，反應(yīng)體系纊12°C保溫反應(yīng)廣4小時(shí)，然后反應(yīng)體系 3 6°C保溫反應(yīng)1214小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征是堿水溶液滴加完成后，反應(yīng)體系壙12°C保溫反應(yīng)1小時(shí)，然后反應(yīng)體系3 6°C保溫反應(yīng)16 18小時(shí)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟b)成環(huán)反應(yīng)在常壓下，在機(jī)械攪拌釜內(nèi)進(jìn)行，攪拌速度在20rpnT40rpm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟b)所用的胼鹽為鹽酸胼、硫酸胼或磷酸胼中的一種；步驟b)所述的酸性條件指的是鹽酸、硫酸或磷酸中的一種。
10.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟b)反應(yīng)中所用胼鹽與酸的摩爾比為 1 1 至 Ij 6 1。
11.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征是步驟b)滴加3-羥甲基-丁酮的反應(yīng)體系溫度為到10(Γ150 ，滴加時(shí)間為2、小時(shí)，滴加完成后反應(yīng)體系10(Γ150 反應(yīng)1214 小時(shí)。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟c)所用的溶劑為水、醇類(lèi)溶劑、四氫呋喃、二甲基甲酰胺、二甲基乙酰胺、乙二醇單甲醚、乙二醇二甲醚、乙二醇單乙醚、乙二醇二乙醚、1，4-二氧六環(huán)或乙腈中的一種或一種以上上述溶劑的混合溶液。
13.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟c)反應(yīng)體系溫度為(T70°C。
14.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟c)磷酸與3，4-二甲基吡唑摩爾比為 1.05 1 至Ij 1 1. 05。
15.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是步驟c)通過(guò)壓濾或離心甩濾分離出3，4-二甲基吡唑磷酸鹽。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種工業(yè)化生產(chǎn)3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法，主要解決現(xiàn)有合成方法存在的生產(chǎn)工藝要求苛刻、使用原料價(jià)格昂貴等問(wèn)題。本發(fā)明該工藝操作簡(jiǎn)便，成本低，收率高，反應(yīng)條件易于實(shí)現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明的技術(shù)方案為一種工業(yè)化生產(chǎn)3,4-二甲基吡唑及其磷酸鹽的方法，包括以下步驟用2-丁酮和固體甲醛在堿性水溶液中反應(yīng)經(jīng)蒸餾分離得到3-羥甲基-丁酮，3-羥甲基-丁酮在酸性條件下再與肼鹽反應(yīng)得到3,4-二甲基吡唑，經(jīng)與磷酸成鹽得到3,4-二甲基吡唑磷酸鹽。本發(fā)明獲得的3,4-二甲基吡唑磷酸鹽是一種高效的硝化酶抑制劑。
文檔編號(hào)C07D231/12GK102311388SQ20111018846
公開(kāi)日2012年1月11日 申請(qǐng)日期2011年7月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月7日
發(fā)明者林文斌, 高曉偉, 黃國(guó)強(qiáng) 申請(qǐng)人:林文斌