CN108047094B - 一种o-甲基异脲甲基硫酸盐制备新方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种O‑甲基异脲甲基硫酸盐制备新方法，包括以下步骤：向500mL三口反应瓶中，加入一定量的硫酸二甲酯，分次加入定量尿素，待反应液清亮后，保温反应一段时间，即得产品O‑甲基异脲甲基硫酸盐。本发明采用尿素和硫酸二甲酯为原料在微波作用下反应制备O‑甲基异脲甲基硫酸盐。其优点在于能促使反应在常规方法难以发生的低温下顺利进行，大大缩短反应时间，提高反应效率与产品纯度；控制温度45‑70℃；反应温度的降低不仅能降低安全风险，还能减少生产过程中的副反应，使得产品收率提高到80％以上。
Description
技术领域
本发明属于化学技术领域，涉及一种O-甲基异脲甲基硫酸盐制备新方法。
背景技术
O-甲基异脲(可简称OMIU)是一种在医药、农药及材料领域有着广泛用途的合成中间体。该物质为无色晶体，分子式为C2H6N2O，分子量74.08，熔点44-45℃，在空气中能吸收水分及二氧化碳。O-甲基异脲很不稳定，故常将其制成盐的形式进行销售和使用。鉴于其特异的分子结构，O-甲基异脲是用以合成胍类、咪唑类、(脲)嘧啶类及其衍生物的良好“前驱物”，而这几类物质很多都具有良好的生物活性，故而促成了O-甲基异脲(盐)在医药、农药等领域的广泛应用。
O-甲基异脲甲基硫酸盐即为O-甲基异脲盐的一种，其分子式为C2H6N2OCH3OSO3H，分子量186.2，该物质可以硫酸二甲酯与尿素直接反应制得，但它难以从尿素与硫酸二甲酯的反应混合物中分离出来，其混合体系常温呈粘稠液态。常见的O-甲基异脲硫酸盐、O-甲基异脲硫酸氢盐等都是其经过进一步反应而得到的固体物质，它们参与反应的有效成分皆为“O-甲基异脲”。制备O-甲基异脲盐的方法较多，最常用的是氰胺法和尿素法，此外还有石灰氮法。由于单氰胺法中单氰胺有毒、稳定性差及价格昂贵等，石灰氮法所得产物纯度低等不利因素的困扰，尿素法异脲盐工艺逐渐成为主流合成工艺。
尿素法中发明专利(公开号102432506A)公开了一种以碳酸二甲酯为甲基化试剂与尿素在强碱作用下制备O-甲基异脲的方法，但该法所制得的O-甲基异脲稳定性差，不利于储存和运输。此外，碳酸二甲酯成本较高，不利于该工艺的推广。
目前以硫酸二甲酯为甲基化剂和尿素反应制备O-甲基异脲盐的合成工艺已有报道并已有产业化装置，但现有技术要么存在反应时间过长、要么反应温度高存在安全风险且反应收率普遍偏低的缺陷。常规方法中，反应温度低，原料反应速度慢甚至几乎不反应，为了促进反应的顺利进行，需提高反应温度至70℃以上，但高温导致体系稳定性降低，体系温度急剧升高而易引发安全风险，同时高温反应时，副反应显著增多，产品收率下降。现有常规工艺控制反应温度在70-120℃，产品收率在64％左右。
发明内容
本发明的目的在于克服上述技术存在的缺陷，提供一种O-甲基异脲甲基硫酸盐制备新方法，该方法制备的O-甲基异脲甲基硫酸盐，其性质稳定，便于储藏和运输。
一种O-甲基异脲甲基硫酸盐制备新方法，包括以下步骤：
向500mL三口反应瓶中，加入一定量的硫酸二甲酯，分次加入定量尿素，待反应液清亮后，保温反应一段时间，即得产品O-甲基异脲甲基硫酸盐。
进一步，硫酸二甲酯与尿素的投入摩尔比为0.9:1.0～1.0:1.0，尿素分2～3次加入。
进一步，采用微波促进反应的顺利进行。
再进一步，三口反应瓶位于微波反应器内，设置微波控制器的温度47-50℃，打开搅拌。23min后温度为51℃，反应体系清亮无固体，继续加入尿素反应，18min后体系再次清亮，保温反应30min。调节微波温度控制在59-61℃，搅拌保温1h(微波功率设定为165W)，得粗品O-甲基异脲甲基硫酸盐，液相色谱检测含量为80.01％。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明采用尿素和硫酸二甲酯为原料在微波作用下反应制备O-甲基异脲甲基硫酸盐。其优点在于能促使反应在常规方法难以发生的低温下顺利进行，大大缩短反应时间，提高反应效率；控制反应温度45-70℃，该温度较目前常规工艺的反应温度得到了显著降低，反应温度的降低不仅可大大降低安全风险，提高反应可控性，还能显著减少生产过程中的副反应，使得产品收率由常规反应的64％左右提高到80％以上。反应收率的显著提高，大大提高了不经分离的反应产物的纯度，提升了O-甲基异脲甲基硫酸盐的直接作为反应原料参与其下游反应的适宜性。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结具体实例进一步阐述本发明。
实施例
向微波反应器内500mL三口反应瓶中，加入126.0g硫酸二甲酯，30.5g尿素，设置微波控制器的温度47-50℃，功率165W，打开搅拌。反应23min后体系清亮无固体(温度51℃)，继续加入30.5g尿素反应，18min后体系再次清亮，保温反应30min。调节微波温度控制在59-61℃，搅拌保温1h，得粗品O-甲基异脲甲基硫酸盐，液相色谱检测含量为80.01％。
对照例1
向500mL三口反应瓶中，加入126.0g硫酸二甲酯，30.5g尿素，水浴加热，设置水浴温度50℃，打开搅拌。反应4h后体系方始清亮(体系温度51℃)，继续加入30.5g尿素，继续反应，30min后体系再次清亮，保温50℃反应30min。升温至60℃保温反应1h，得粗品O-甲基异脲甲基硫酸盐，液相色谱检测含量为64.91％。
对照例2
向500L搪瓷反应釜内投入硫酸二甲酯405kg，启动搅拌，打开加热蒸汽逐步升温至90℃，开始基本匀速地连续加入尿素200kg，尿素投加时间56min，尿素投加过程中体系温度控制在86～95℃，尿素加毕后继续保温在88～92℃反应60min。保温反应完毕，取样得粘稠液体，液相色谱检测得O-甲基异脲甲基硫酸盐含量为63.77％。
以上所述，仅为本发明最佳实施方式，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，可显而易见地得到的技术方案的简单变化或等效替换均落入本发明的保护范围内。
Claims (4)
1.一种O-甲基异脲甲基硫酸盐制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
向500mL三口反应瓶中，加入硫酸二甲酯，置于微波反应器内，控制反应温度45-70℃；分次加入尿素，待反应液清亮后，保温反应一段时间，即得产品O-甲基异脲甲基硫酸盐。
2.根据权利要求1所述的O-甲基异脲甲基硫酸盐制备方法，其特征在于，硫酸二甲酯与尿素的投入摩尔比为0.9:1.0～1.0:1.0，尿素分2～3次加入。
3.根据权利要求2所述的O-甲基异脲甲基硫酸盐制备方法，其特征在于，采用微波促进反应的进行并减少副反应的发生。
4.根据权利要求3所述的O-甲基异脲甲基硫酸盐制备方法，其特征在于，三口反应瓶中加入反应原料，置于微波反应器内，设置微波控制器的温度47-50℃，打开搅拌；待反应体系清亮无固体，继续加入尿素反应，待再次清亮，保温反应30min；调节微波温度控制在59-61℃，搅拌保温1h，得粗品O-甲基异脲甲基硫酸盐，液相色谱检测其含量。
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