合成甲基磺酰胺工艺研究

来源:用户上传      作者: 周艳涛 陈平

　　甲基磺酰胺是一种重要精细化工产品中间体，可广泛用作医药、农药的台成原料，是新型高效大豆除草剂氟磺胺草醚(虎威，北极星)合成中不可缺少的重要原料之一，甲基磺酰胺的台成研究具有十分重要的意义。采用甲基磺酰氯氨化生产甲基磺酰胺，产品成本大幅降低，且产品质量稳定，取得了明显的经济和社会效益。
　　 一、合成路线介绍
　　 目前，关于甲基磺酰胺合成的研究报道甚少，一般采用的合成方法有：二甲基二硫法、甲基异硫脲法、紫外光照射法等．溶剂为四氧呋喃或二氯甲烷。经初步研究发现二甲基二硫合成路线操作较繁，中间涉及到氯化反应，比较危险收率低，成本高；甲基异硫脲合成路线收率低，只有7O%左右，工艺比较复杂；紫外线照射法CH4、SO2、CI2在200-600nm的光线照射下，可得甲基磺酰氯，再与NH 反应得产，这个方法不易于实现工业化生产，只处于试验阶段。
　　现主要阐述的是只选择少量溶剂就能合成高纯度的甲基磺酰胺，合成路线操作简单，产品纯度高，总收率可达85%以上，值得研究。
　　 CH3SO2Cl+ NH3一CH3SO2NH2
　　直接采用甲基磺酰氯和液氨在乙腈溶剂中反应，控制反应温度，在低温0-10℃下反应，至尾气中有氨气持续冒出时反应达到终点，进而加热溶解，趁热过滤，滤饼为氯化铵结晶，回收可以作为化肥原料，滤液为甲基磺酰胺的乙腈溶液，经过减压浓缩蒸馏至剩下少量的乙腈溶剂，然后放置于表面皿上70度以下真空干燥，得到成品。这个工艺比较简单，原料易得，在北方有几家大型的甲基磺酰氯工厂：河北亚诺化工、廊坊金盛汇等厂家，液氨更是比较普遍，各地都能随意购买到。
　　 二、实验过程
　　主要原料：金盛汇甲基磺酰氯：含量99.5%以上，液氨，工业品，乙腈，水分<100ppm。
　　 实验装置：制冷冰机，制冷温度-10℃；四口带搅拌的玻璃烧瓶；液氨汽化器；尾气吸收瓶；抽滤漏斗；旋转蒸发器；真空干燥器。
　　实验过程：取适量的甲基磺酰氯和2倍质量的乙腈，倒入到四口烧瓶中，搅拌降温至0℃左右开始通入乙腈汽化好的氨气，逐渐反应液变成乳白色，温度有一定的升高，但是由于溶解度及氯化铵存在的影响，这样的反应不能完全反应，需要在反应过程中除去氯化铵后继续通入氨气，直至气相检测没有甲基磺酰氯存在，这样反应才进行完全。
　　三、实验结果与讨论
　　1、溶剂的影响，每次回收的乙腈溶剂在反复的使用过程中会溶解一部分的水，影响后期产物的提纯，因为乙腈与水互溶，氯化铵又容易溶于水，在后期产品的处理过程中，氯化铵不容易除去，造成产品中的氯化铵超标。所以，乙腈在回收再利用的过程中要定期的除去里面的水分，以确保产品质量。
　　2、反应过程中，产生的氯化铵可以影响氨化反应的进行，影响氨和甲基磺酰氯的互相作用，只有在停止通氨气，并升温至60-70℃，趁热过滤除去氯化铵，之后再降至0-7℃反应继续通入氨气，反复操作，至最终反应完全。
　　3、温度对反应的影响：温度低于0℃，反应进行的很慢，高于10℃，反应进行的较快，但是产物色号较深，影响产品的外观和品质，经过反复实验，最终确定反应温度在0-10℃为宜。
　　4、通氨气时间的影响：通氨时间长，氨气浪费，而且尾气处理比较麻烦，通氨气时间短，不利于反应的进行，所以在控制过程中要密切注意反应的进行情况，及时的将氯化铵过滤出去，加快反应的进行以及节省氨气的用量。
　　5、减压蒸馏过程，采用旋转蒸发器对滤液进行浓缩，温度控制在60℃左右，至溶剂不再蒸出，剩余的为无色透明状油状液体，放在表面皿或类似容器内，放在室温下、搅拌完全冷却后再进行减压真空干燥，干燥温度低于70℃这样有助于产品的外观，产品结晶均匀。
　　最终产品指标主含量：>99.5%，氯化铵<0.1%；水分<0.1%；铁<20ppm；铅<20ppm，干燥失重<1%，外观白色结晶。
　　6、检测：主含量采用气相色谱检测。
　　
　　参考文献：
　　[1]陈庆松，赵磊.甲基磺酰胺的合成研究[J].湖北化工,2001年第四期
　　[2]张爽，齐卫东.甲基磺酰胺合成工艺的改进[J].黑龙江科技信息,哈药集团制药总厂
　　[3]中华人民共和国知识产权局发明专利申请：专利申请号200910073178.8，申请人：王恩龙

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