CN111450857B - 一种催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺 - Google Patents

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Abstract

本发明揭示了一种催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，该催化剂为干燥的氯化氢气体。按照质量份数取硫氰酸铵70～85份、水200份、85％叔丁醇65～90份、30％盐酸200～250份，将硫氰酸铵溶于水后加入85％叔丁醇并升温，再滴加30％盐酸后，静置分层取上层物料，将上层物料转移至干燥容器内升温至50℃～60℃，进行抽真空作业，对抽真空干燥容器接入干燥的氯化氢气体，至干燥容器恢复常压闭阀，维持30±5min后进行氮气置换制得叔丁基异硫氰酸酯。本发明采用干燥的氯化氢气体作为制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂，氯化氢易于分离且无副产物生成，制备叔丁基异硫氰酸酯达到98％以上，同时能有效改善叔丁基异硫氰酸酯的制备环境。

Description

一种催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺
技术领域
本发明涉及用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，属于叔丁基异硫氰酸酯制备的技术领域。
背景技术
噻嗪酮的化学名称为2-特丁基亚氨基-3-异丙基-5-苯基-1,3,5-噻二嗪-4-酮，分子式为C16H23N3OS，最早由日本农药公司研制成功，是一种抑制昆虫生长发育的新型选择性杀虫剂，触杀作用强，也有胃毒作用，作用机制为抑制昆虫几丁质合成和干扰新陈代谢，致使若虫脱皮后畸形或成虫翅畸形而缓慢死亡。一般施药后3～7d才能显效，对成虫没有直接杀伤力，但可缩短寿命，减少产卵量，并且产出的多是不育卵，幼虫即使孵化也很快死亡。噻嗪酮具高选择性，对同翅目的飞虱、叶蝉、粉虱及介壳虫烃害虫有良好的防治效果，对某些鞘翅目害虫和害螨也具有持久的杀幼虫活性。可有效地防治水稻上的飞虱和叶蝉、茶、马铃薯上的叶蝉、柑桔、蔬菜上的粉虱，柑桔上的盾蚧和粉蚧，也能防治果树及茶树上的介壳虫等。在我国，噻嗪酮制剂的商品名称扑虱灵，大量用于水稻种植上。
噻嗪酮是由N-叔丁基-N-异丙硫脲和N-氯甲-N-苯基氨基甲酰氯两个中间体合成的。N-叔丁基-N-异丙硫脲是以硫氰酸铵，叔丁醇为初始原料，先合成叔丁基硫氰酸酯和叔丁基异硫氰酸酯混合物，再用氯化锌异构叔丁基硫氰酸酯转化为叔丁基异硫氰酸酯，高温分离异构杂质及氯化锌，再进行蒸馏纯化得到含量98％以上的叔丁基异硫氰酸酯，再与异丙胺反应就得到N-叔丁基-N-异丙硫脲。氯化锌异构叔丁基硫氰酸酯转化为叔丁基异硫氰酸酯过程中，会产生一种高粘稠物质，只在高温下才具有一定流动性，造成生产环境十分恶劣，且难于处理。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足，针对传统工艺中氯化锌异构叔丁基硫氰酸酯转化为叔丁基异硫氰酸酯过程中会产生高粘稠物质，对生产环境造成影响的问题，提出用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺。
为了达到上述目的，本发明首先提出了用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂，该催化剂为干燥的氯化氢气体。
本发明还提出了叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，包括如下步骤：
按照质量份数取硫氰酸铵70～85份、水200份、85％叔丁醇65～90份、30％盐酸200～250份，
将硫氰酸铵加入水中搅拌制得硫氰酸铵溶解液，向硫氰酸铵溶解液中加入85％叔丁醇并升温至45℃～50℃制得混合液，向混合液中滴加30％盐酸，滴加时间为30±5min，并且在滴加过程中持续搅拌，停止搅拌静置分层，取上层物料；
将上层物料转移至干燥容器内并升温至50℃～60℃，再进行氯化氢催化作业制得叔丁基异硫氰酸酯。
优选地，氯化氢催化作业中，对干燥容器进行抽真空作业，并对抽真空干燥容器接入干燥的氯化氢气体，至干燥容器恢复常压闭阀，维持30±5min后进行氮气置换。
优选地，干燥容器的容积为水体积的1～1.5倍，干燥容器抽真空到0.08MPa～0.09MPa。
优选地，氯化氢催化作业中，采用二氧六环作为溶剂制得20％氯化氢二氧六环溶液，向干燥容器内添加4～8份20％氯化氢二氧六环溶液，维持30±5min。
优选地，滴加30％盐酸完成后继续搅拌30min～90min。
本发明的有益效果主要体现在：
采用干燥的氯化氢气体作为制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂，氯化氢易于分离且无副产物生成，制备叔丁基异硫氰酸酯达到98％以上，同时能有效改善叔丁基异硫氰酸酯的制备环境。
具体实施方式
本发明提供用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺。以下对本发明技术方案进行详细描述，以使其更易于理解和掌握。
首先本案提出了用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂，该催化剂为干燥的氯化氢气体。干燥的氯化氢气体属于现有技术，更细化地，氯化氢气体中水质量分数<1.0×10-4。
对叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺进行详细说明：
按照质量份数取硫氰酸铵70～85份、水200份、85％叔丁醇65～90份、30％盐酸200～250份。
将硫氰酸铵加入水中搅拌制得硫氰酸铵溶解液，向硫氰酸铵溶解液中加入85％叔丁醇并升温至45℃～50℃制得混合液，向混合液中滴加30％盐酸，滴加时间为30±5min，并且在滴加过程中持续搅拌，滴加30％盐酸完成后继续搅拌30min～90min。停止搅拌静置分层，取上层物料。
将上层物料转移至干燥容器内，干燥容器的容积为水体积的1～1.5倍，升温至50℃～60℃，进行抽真空作业至0.08MPa～0.09MPa，对抽真空干燥容器接入干燥的氯化氢气体，至干燥容器恢复常压闭阀，维持30±5min后进行氮气置换制得叔丁基异硫氰酸酯。
实施例一
将硫氰酸铵76.1克加入到200g水中，搅拌溶解后加入85％的叔丁醇87克，升温到45℃，30分钟内加入30％盐酸220g，保持回流状态2小时，停止搅拌静止分去下层水，上层物料得到96克，检测叔丁基硫氰酸酯含量54％，叔丁基异硫氰酸酯为46％。
物料转移到干燥的250毫升烧瓶中，升温到50℃，烧瓶抽真空到0.09MPa，***物料的玻璃管接入氯化氢钢瓶，打开阀门，使烧瓶内压力恢复到常压。保持30分钟后，氮气置换。取样检测叔丁基异硫氰酸酯含量98.3％。
实施例二
硫氰酸铵95克加入到250g水中，搅拌溶解后加入85％的叔丁醇87克，升温到45-50℃，30分钟内加入30％盐酸250g，保持回流状态1.5小时，停止搅拌静止分去下层水，上层物料得到105克，检测叔丁基硫氰酸酯含量51％，叔丁基异硫氰酸酯为48％。
物料转移到干燥的250毫升烧瓶中，升温到55℃，烧瓶抽真空到0.08MPa，***物料的玻璃管接入氯化氢钢瓶，打开阀门，使烧瓶内压力恢复到常压。保持25分钟后，氮气置换。取样检测叔丁基异硫氰酸酯含量98.5％。
实施例三
硫氰酸铵76.1克加入到200g水中，搅拌溶解后加入85％的叔丁醇87克，升温到50℃，30分钟内加入30％盐酸250g，保持回流状态半小时，停止搅拌静止分去下层水，上层物料得到97克，检测叔丁基硫氰酸酯含量38％，叔丁基异硫氰酸酯为62％。
物料转移到干燥的250毫升烧瓶中，升温到60℃，烧瓶抽真空到0.09MPa，***物料的玻璃管接入氯化氢钢瓶，打开阀门，使烧瓶内压力恢复到常压。保持30分钟后，氮气置换。取样检测叔丁基异硫氰酸酯含量98.7％。
实施例四
硫氰酸铵82.2克加入到200g水中，搅拌溶解后加入85％的叔丁醇78克，升温到45℃，30分钟内加入30％盐酸200g，保持回流状态1.5小时，停止搅拌静止分去下层水，上层物料得到94克，检测叔丁基硫氰酸酯含量58％，叔丁基异硫氰酸酯为42％。
物料转移到干燥的250毫升烧瓶中，升温到55℃之间，烧瓶抽真空到0.09MPa，***物料的玻璃管接入氯化氢钢瓶，打开阀门，使烧瓶内压力恢复到常压。保持30分钟后，氮气置换。取样检测叔丁基异硫氰酸酯含量98.6％。
实施例五
将硫氰酸铵76.1克加入到200g水中，搅拌溶解后加入85％的叔丁醇87克，升温到45℃，30分钟内加入30％盐酸220g，保持回流状态2小时，停止搅拌静止分去下层水，上层物料得到96克，检测叔丁基硫氰酸酯含量54％，叔丁基异硫氰酸酯为46％。
物料转移到干燥的250毫升烧瓶中，升温到55℃，将干燥的氯化氢溶于二氧六环溶剂内，制得20％氯化氢二氧六环溶液，向烧瓶中加入5g20％氯化氢二氧六环溶液，保持30分钟，检测叔丁基异硫氰酸酯含量98.8％。
通过以上描述可以发现，本发明用于制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂及叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，采用干燥的氯化氢气体作为制备叔丁基异硫氰酸酯的催化剂，氯化氢易于分离且无副产物生成，制备叔丁基异硫氰酸酯达到98％以上，同时能有效改善叔丁基异硫氰酸酯的制备环境。
以上对本发明的技术方案进行了充分描述，需要说明的是，本发明的具体实施方式并不受上述描述的限制，本领域的普通技术人员依据本发明的精神实质在结构、方法或功能等方面采用等同变换或者等效变换而形成的所有技术方案，均落在本发明的保护范围之内。

Claims (3)

1.叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，其特征在于包括如下步骤：
按照质量份数取硫氰酸铵70～85份、水200份、85％叔丁醇65～90份、30％盐酸200～250份，
将硫氰酸铵加入水中搅拌制得硫氰酸铵溶解液，向硫氰酸铵溶解液中加入85％叔丁醇并升温至45℃～50℃制得混合液，向混合液中滴加30％盐酸，滴加时间为30±5min，并且在滴加过程中持续搅拌，停止搅拌静置分层，取上层物料；
将上层物料转移至干燥容器内并升温至50℃～60℃，再进行干燥的氯化氢催化作业制得叔丁基异硫氰酸酯，氯化氢气体中水质量分数<1.0×10-4；
氯化氢催化作业中，对干燥容器进行抽真空作业，并对抽真空干燥容器接入干燥的氯化氢气体，至干燥容器恢复常压闭阀，维持30±5min后进行氮气置换。
2.根据权利要求1所述叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，其特征在于：
干燥容器的容积为水体积的1～1.5倍，干燥容器抽真空到0.08MPa～0.09MPa。
3.根据权利要求1所述叔丁基异硫氰酸酯的制备工艺，其特征在于：
滴加30％盐酸完成后继续搅拌30min～90min。
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