除草劑苯嗪草酮的中試生產(chǎn)

苯嗪草酮，化學(xué)名為4-氨基-3-甲基-6-苯基-1，2，4-三嗪-5( 4H) -酮，是1975 年德國(guó)Bayer 公司開(kāi)發(fā)的低毒除草劑新品種，可防除單、雙子葉雜草，是一種應(yīng)用于防除甜菜田禾本科和闊葉雜草的除草劑，主要用于旱地作物，是目前具有規(guī)模的高效、安全除草劑。在國(guó)外苯嗪草酮已是一個(gè)大噸位的農(nóng)藥品種，在國(guó)內(nèi)有著較好的市場(chǎng)前景，但國(guó)內(nèi)未見(jiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)工藝的報(bào)道。

目前，文獻(xiàn)報(bào)道的苯嗪草酮的合成均采用關(guān)鍵中間體苯甲酰甲酸甲酯，其合成方法主要有以下3種: ( i) 以苯甲醛或苯乙烯為起始原料合成苯甲酰甲酸甲酯，苯甲醛或苯乙烯原料易得，反應(yīng)條件溫和，但用到大量的氧化劑高錳酸鉀，因此污染嚴(yán)重，成本較高; ( ii) 以苯乙酮為起始原料，該路線(xiàn)用到氯氣，氯氣因有毒、不易運(yùn)輸不適合工業(yè)化生產(chǎn); ( iii) 以草酸二甲酯為起始原料，該路線(xiàn)原料易得，反應(yīng)條件較溫和，適合工業(yè)化生產(chǎn)，但制備、分離草酸單甲酯單酰氯時(shí)，使用了大量的五氯化磷，對(duì)設(shè)備要求較高，能耗大，后處理復(fù)雜。筆者通過(guò)對(duì)苯甲酰甲酸甲酯的合成研究，提供了以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、酰化得到苯甲酰甲酸甲酯方法。S． Thomas 等以苯甲酰甲酸甲酯(或酰胺)為原料，在甲醇和無(wú)水吡啶存在下，與乙腙酸酰肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該合成路線(xiàn)因反應(yīng)原料乙腙酸酰肼難以得到，且反應(yīng)中使用大量的無(wú)水吡啶，不易回收，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 D． Wilfried 等以苯甲酰甲酸甲酯為原料，與乙酰肼反應(yīng)制得2-乙酰肼基苯甲酰甲酸甲酯，經(jīng)五氯化磷氯化得1，1-苯基甲氧基羰基-4-氯-4-甲基-2，3-二氮丁二烯，再與水合肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該路線(xiàn)收率較高，但使用五氯化磷氯化，操作不便，分離困難，不宜工業(yè)化生產(chǎn)。

綜上所述，以上合成苯嗪草酮的路線(xiàn)都存在不足。為探索一條既經(jīng)濟(jì)又清潔的合成路線(xiàn)，筆者以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、酰化、縮合、酯交換、環(huán)合6 步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物苯嗪草酮． 該工藝具有原料易得、條件溫和、污染少、收率高等特點(diǎn)，是一條適合工業(yè)生產(chǎn)的工藝路線(xiàn)。合成路線(xiàn)見(jiàn)Scheme 1。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1． 1 儀器與試劑

原料罐，原料計(jì)量罐，反應(yīng)釜，冷凝器，分離罐，水解釜，結(jié)晶釜; Bruker 公司Ultrashied TM 400MHz

Plus 核磁共振儀; Waters 公司W(wǎng)aters 3000 高效液

相色譜儀。

草酸二甲酯、碳酸鉀、苯、三光氣、三氯化鋁、乙酰肼、無(wú)水硫酸鎂、碳酸氫鈉、甲醇、乙酸、乙醇、正丁醇、乙酸鈉等均為工業(yè)品。

1． 2 合成步驟

1． 2． 1 草酸單甲酯鉀鹽(1) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.93kg 草酸二甲酯、3.50kg 碳酸鉀和27.62 kg 甲醇，開(kāi)動(dòng)攪拌器，升溫至70℃，開(kāi)始滴加0.50kg水，約1h滴完。 滴畢，加熱至回流，保溫2h，保溫完成后，放料至50 L 結(jié)晶釜中，內(nèi)溫降至20℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色晶體8.30kg，收率97%( 濾液不需處理可直接套用）。

1． 2． 2 草酸單甲酯單酰氯的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.91kg苯、3.00kg三光氣，開(kāi)動(dòng)攪拌器，分批加入草酸單乙酯4．00kg，控制內(nèi)溫40℃，加料完畢，保溫1h，然后升溫至回流，保溫5h，反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 蒸餾釜中，蒸餾回收部分溶劑苯，殘液用氣相檢測(cè)草酸單甲酯單酰氯含量，無(wú)需處理直接用于下一步。

1． 2． 3 苯甲酰甲酸甲酯(2) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入9.55kg苯和6．54kg三氯化鋁，開(kāi)動(dòng)攪拌，然后滴加上步反應(yīng)液，控制內(nèi)溫0～5 ℃，開(kāi)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，反應(yīng)中會(huì)有氯化氫產(chǎn)生，約2h滴完，滴畢，保溫5 h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液緩慢放至裝有15．00 kg水的水解釜中，循環(huán)水冷卻，攪拌0.5h，靜置分層，分去水層，有機(jī)層用5%( NaHCO3) 5%的水溶液調(diào)pH 值為6～7，攪拌0.5h，靜置，分去水層，加入4.50kg無(wú)水硫酸鎂，攪拌干燥2 h，干燥完成，抽濾，濾液放至蒸餾釜中，常壓回收溶劑苯，至無(wú)液滴流出，然后放至減壓釜中，減壓得淺黃色液體5. 91 kg，收率為88． 4%。

1． 2． 4 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酸甲酯(3) 的合成

在50L反應(yīng)釜中，加入19．75kg乙醇、2．50kg乙酰肼，開(kāi)動(dòng)攪拌，溶解后，加入0．20 kg 磷酸，4．96kg苯甲酰甲酸甲酯，升溫至65℃，保溫5h。 反應(yīng)結(jié)束后，放料至蒸餾釜中，常壓蒸餾回收溶劑乙醇，至無(wú)液滴流出． 冷卻至0℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體6．25kg，收率為90%。

1． 2． 5 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼(4)的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基甲酸甲酯3. 24kg、冰醋酸0．30kg、甲醇15．8kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，控制內(nèi)溫為10℃，慢慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的水合肼1.42kg，保溫2h。反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 結(jié)晶釜中，冷卻至0℃，結(jié)晶3h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體3.02kg，收率為93%。

1． 2． 6 苯嗪草酮(5) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼2.30kg、正丁醇8.10kg和乙酸鈉0．92kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，加熱至回流，保溫9h，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至50 ℃，然后向釜中加入10．00 kg水，攪拌，放料至結(jié)晶釜中，降溫至0℃，結(jié)晶2 h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得淺黃色固體1． 76 kg，收率為83． 4%。

2 結(jié)果與討論

2． 1 草酸單甲酯單酰氯與催化劑的摩爾比對(duì)中間體2 的影響

由圖1 看出，隨著催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比增加，收率也隨之增加，因?yàn)楸痉磻?yīng)是典型的Friedel-Crafts 反應(yīng)，AlCl3與羰基化合物絡(luò)合，過(guò)量的催化劑再發(fā)生催化作用使反應(yīng)進(jìn)行，但當(dāng)催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比大于1.2 時(shí)，收率變化不大． 考慮到成本，故兩者摩爾比為1.2 時(shí)最佳。

2． 2 溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響

在其他條件不變的情況下，選取甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、氯苯等5 種溶劑在回流條件下研究反應(yīng)溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響，結(jié)果如表1 和圖2 所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 隨著溫度的升高，反應(yīng)越容易進(jìn)行，可以判定本反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。但是當(dāng)反應(yīng)溫度大于120℃時(shí)，產(chǎn)率并沒(méi)有提高。故選擇反應(yīng)的最佳溫度為120℃。

3 結(jié)論

結(jié)合有關(guān)苯嗪草酮合成的文獻(xiàn)報(bào)道，本文從工業(yè)化角度對(duì)苯嗪草酮合成工藝進(jìn)行了大量改進(jìn): (1)采用碳酸鉀代替碳酸氫鉀作為堿參與反應(yīng)，用量?jī)H為原反應(yīng)的60%，降低了成本，而且以乙醇代替水作為溶劑，后處理簡(jiǎn)單，收率高，達(dá)到97%; (2) 采用低毒的三光氣代替易水解、刺激性強(qiáng)的酰氯與草酸單甲酯鉀鹽反應(yīng)，反應(yīng)液無(wú)需處理可直接用于下一步反應(yīng); (3) 采用草酸單甲酯單酰氯與苯發(fā)生傅-克反應(yīng)合成苯甲酰甲酸甲酯的新工藝，產(chǎn)率為85%?？傊?，該工藝操作簡(jiǎn)單，原料易得，收率穩(wěn)定可靠，適

合工業(yè)化生產(chǎn)。

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苯嗪草酮，化學(xué)名為4-氨基-3-甲基-6-苯基-1，2，4-三嗪-5( 4H) -酮，是1975 年德國(guó)Bayer 公司開(kāi)發(fā)的低毒除草劑新品種，可防除單、雙子葉雜草，是一種應(yīng)用于防除甜菜田禾本科和闊葉雜草的除草劑，主要用于旱地作物，是目前具有規(guī)模的高效、安全除草劑。在國(guó)外苯嗪草酮已是一個(gè)大噸位的農(nóng)藥品種，在國(guó)內(nèi)有著較好的市場(chǎng)前景，但國(guó)內(nèi)未見(jiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)工藝的報(bào)道。

目前，文獻(xiàn)報(bào)道的苯嗪草酮的合成均采用關(guān)鍵中間體苯甲酰甲酸甲酯，其合成方法主要有以下3種: ( i) 以苯甲醛或苯乙烯為起始原料合成苯甲酰甲酸甲酯，苯甲醛或苯乙烯原料易得，反應(yīng)條件溫和，但用到大量的氧化劑高錳酸鉀，因此污染嚴(yán)重，成本較高; ( ii) 以苯乙酮為起始原料，該路線(xiàn)用到氯氣，氯氣因有毒、不易運(yùn)輸不適合工業(yè)化生產(chǎn); ( iii) 以草酸二甲酯為起始原料，該路線(xiàn)原料易得，反應(yīng)條件較溫和，適合工業(yè)化生產(chǎn)，但制備、分離草酸單甲酯單酰氯時(shí)，使用了大量的五氯化磷，對(duì)設(shè)備要求較高，能耗大，后處理復(fù)雜。筆者通過(guò)對(duì)苯甲酰甲酸甲酯的合成研究，提供了以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、酰化得到苯甲酰甲酸甲酯方法。S． Thomas 等以苯甲酰甲酸甲酯(或酰胺)為原料，在甲醇和無(wú)水吡啶存在下，與乙腙酸酰肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該合成路線(xiàn)因反應(yīng)原料乙腙酸酰肼難以得到，且反應(yīng)中使用大量的無(wú)水吡啶，不易回收，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 D． Wilfried 等以苯甲酰甲酸甲酯為原料，與乙酰肼反應(yīng)制得2-乙酰肼基苯甲酰甲酸甲酯，經(jīng)五氯化磷氯化得1，1-苯基甲氧基羰基-4-氯-4-甲基-2，3-二氮丁二烯，再與水合肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該路線(xiàn)收率較高，但使用五氯化磷氯化，操作不便，分離困難，不宜工業(yè)化生產(chǎn)。

綜上所述，以上合成苯嗪草酮的路線(xiàn)都存在不足。為探索一條既經(jīng)濟(jì)又清潔的合成路線(xiàn)，筆者以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、?；?、縮合、酯交換、環(huán)合6 步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物苯嗪草酮． 該工藝具有原料易得、條件溫和、污染少、收率高等特點(diǎn)，是一條適合工業(yè)生產(chǎn)的工藝路線(xiàn)。合成路線(xiàn)見(jiàn)Scheme 1。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1． 1 儀器與試劑

原料罐，原料計(jì)量罐，反應(yīng)釜，冷凝器，分離罐，水解釜，結(jié)晶釜; Bruker 公司Ultrashied TM 400MHz

Plus 核磁共振儀; Waters 公司W(wǎng)aters 3000 高效液

相色譜儀。

草酸二甲酯、碳酸鉀、苯、三光氣、三氯化鋁、乙酰肼、無(wú)水硫酸鎂、碳酸氫鈉、甲醇、乙酸、乙醇、正丁醇、乙酸鈉等均為工業(yè)品。

1． 2 合成步驟

1． 2． 1 草酸單甲酯鉀鹽(1) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.93kg 草酸二甲酯、3.50kg 碳酸鉀和27.62 kg 甲醇，開(kāi)動(dòng)攪拌器，升溫至70℃，開(kāi)始滴加0.50kg水，約1h滴完。 滴畢，加熱至回流，保溫2h，保溫完成后，放料至50 L 結(jié)晶釜中，內(nèi)溫降至20℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色晶體8.30kg，收率97%( 濾液不需處理可直接套用）。

1． 2． 2 草酸單甲酯單酰氯的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.91kg苯、3.00kg三光氣，開(kāi)動(dòng)攪拌器，分批加入草酸單乙酯4．00kg，控制內(nèi)溫40℃，加料完畢，保溫1h，然后升溫至回流，保溫5h，反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 蒸餾釜中，蒸餾回收部分溶劑苯，殘液用氣相檢測(cè)草酸單甲酯單酰氯含量，無(wú)需處理直接用于下一步。

1． 2． 3 苯甲酰甲酸甲酯(2) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入9.55kg苯和6．54kg三氯化鋁，開(kāi)動(dòng)攪拌，然后滴加上步反應(yīng)液，控制內(nèi)溫0～5 ℃，開(kāi)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，反應(yīng)中會(huì)有氯化氫產(chǎn)生，約2h滴完，滴畢，保溫5 h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液緩慢放至裝有15．00 kg水的水解釜中，循環(huán)水冷卻，攪拌0.5h，靜置分層，分去水層，有機(jī)層用5%( NaHCO3) 5%的水溶液調(diào)pH 值為6～7，攪拌0.5h，靜置，分去水層，加入4.50kg無(wú)水硫酸鎂，攪拌干燥2 h，干燥完成，抽濾，濾液放至蒸餾釜中，常壓回收溶劑苯，至無(wú)液滴流出，然后放至減壓釜中，減壓得淺黃色液體5. 91 kg，收率為88． 4%。

1． 2． 4 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酸甲酯(3) 的合成

在50L反應(yīng)釜中，加入19．75kg乙醇、2．50kg乙酰肼，開(kāi)動(dòng)攪拌，溶解后，加入0．20 kg 磷酸，4．96kg苯甲酰甲酸甲酯，升溫至65℃，保溫5h。 反應(yīng)結(jié)束后，放料至蒸餾釜中，常壓蒸餾回收溶劑乙醇，至無(wú)液滴流出． 冷卻至0℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體6．25kg，收率為90%。

1． 2． 5 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼(4)的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基甲酸甲酯3. 24kg、冰醋酸0．30kg、甲醇15．8kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，控制內(nèi)溫為10℃，慢慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的水合肼1.42kg，保溫2h。反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 結(jié)晶釜中，冷卻至0℃，結(jié)晶3h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體3.02kg，收率為93%。

1． 2． 6 苯嗪草酮(5) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼2.30kg、正丁醇8.10kg和乙酸鈉0．92kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，加熱至回流，保溫9h，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至50 ℃，然后向釜中加入10．00 kg水，攪拌，放料至結(jié)晶釜中，降溫至0℃，結(jié)晶2 h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得淺黃色固體1． 76 kg，收率為83． 4%。

2 結(jié)果與討論

2． 1 草酸單甲酯單酰氯與催化劑的摩爾比對(duì)中間體2 的影響

由圖1 看出，隨著催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比增加，收率也隨之增加，因?yàn)楸痉磻?yīng)是典型的Friedel-Crafts 反應(yīng)，AlCl3與羰基化合物絡(luò)合，過(guò)量的催化劑再發(fā)生催化作用使反應(yīng)進(jìn)行，但當(dāng)催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比大于1.2 時(shí)，收率變化不大． 考慮到成本，故兩者摩爾比為1.2 時(shí)最佳。

2． 2 溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響

在其他條件不變的情況下，選取甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、氯苯等5 種溶劑在回流條件下研究反應(yīng)溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響，結(jié)果如表1 和圖2 所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 隨著溫度的升高，反應(yīng)越容易進(jìn)行，可以判定本反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。但是當(dāng)反應(yīng)溫度大于120℃時(shí)，產(chǎn)率并沒(méi)有提高。故選擇反應(yīng)的最佳溫度為120℃。

3 結(jié)論

結(jié)合有關(guān)苯嗪草酮合成的文獻(xiàn)報(bào)道，本文從工業(yè)化角度對(duì)苯嗪草酮合成工藝進(jìn)行了大量改進(jìn): (1)采用碳酸鉀代替碳酸氫鉀作為堿參與反應(yīng)，用量?jī)H為原反應(yīng)的60%，降低了成本，而且以乙醇代替水作為溶劑，后處理簡(jiǎn)單，收率高，達(dá)到97%; (2) 采用低毒的三光氣代替易水解、刺激性強(qiáng)的酰氯與草酸單甲酯鉀鹽反應(yīng)，反應(yīng)液無(wú)需處理可直接用于下一步反應(yīng); (3) 采用草酸單甲酯單酰氯與苯發(fā)生傅-克反應(yīng)合成苯甲酰甲酸甲酯的新工藝，產(chǎn)率為85%。總之，該工藝操作簡(jiǎn)單，原料易得，收率穩(wěn)定可靠，適

合工業(yè)化生產(chǎn)。

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苯嗪草酮，化學(xué)名為4-氨基-3-甲基-6-苯基-1，2，4-三嗪-5( 4H) -酮，是1975 年德國(guó)Bayer 公司開(kāi)發(fā)的低毒除草劑新品種，可防除單、雙子葉雜草，是一種應(yīng)用于防除甜菜田禾本科和闊葉雜草的除草劑，主要用于旱地作物，是目前具有規(guī)模的高效、安全除草劑。在國(guó)外苯嗪草酮已是一個(gè)大噸位的農(nóng)藥品種，在國(guó)內(nèi)有著較好的市場(chǎng)前景，但國(guó)內(nèi)未見(jiàn)其工業(yè)化生產(chǎn)工藝的報(bào)道。

目前，文獻(xiàn)報(bào)道的苯嗪草酮的合成均采用關(guān)鍵中間體苯甲酰甲酸甲酯，其合成方法主要有以下3種: ( i) 以苯甲醛或苯乙烯為起始原料合成苯甲酰甲酸甲酯，苯甲醛或苯乙烯原料易得，反應(yīng)條件溫和，但用到大量的氧化劑高錳酸鉀，因此污染嚴(yán)重，成本較高; ( ii) 以苯乙酮為起始原料，該路線(xiàn)用到氯氣，氯氣因有毒、不易運(yùn)輸不適合工業(yè)化生產(chǎn); ( iii) 以草酸二甲酯為起始原料，該路線(xiàn)原料易得，反應(yīng)條件較溫和，適合工業(yè)化生產(chǎn)，但制備、分離草酸單甲酯單酰氯時(shí)，使用了大量的五氯化磷，對(duì)設(shè)備要求較高，能耗大，后處理復(fù)雜。筆者通過(guò)對(duì)苯甲酰甲酸甲酯的合成研究，提供了以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、?；玫奖郊柞＜姿峒柞シ椒?。S． Thomas 等以苯甲酰甲酸甲酯(或酰胺)為原料，在甲醇和無(wú)水吡啶存在下，與乙腙酸酰肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該合成路線(xiàn)因反應(yīng)原料乙腙酸酰肼難以得到，且反應(yīng)中使用大量的無(wú)水吡啶，不易回收，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。 D． Wilfried 等以苯甲酰甲酸甲酯為原料，與乙酰肼反應(yīng)制得2-乙酰肼基苯甲酰甲酸甲酯，經(jīng)五氯化磷氯化得1，1-苯基甲氧基羰基-4-氯-4-甲基-2，3-二氮丁二烯，再與水合肼反應(yīng)得到苯嗪草酮． 該路線(xiàn)收率較高，但使用五氯化磷氯化，操作不便，分離困難，不宜工業(yè)化生產(chǎn)。

綜上所述，以上合成苯嗪草酮的路線(xiàn)都存在不足。為探索一條既經(jīng)濟(jì)又清潔的合成路線(xiàn)，筆者以草酸二甲酯為原料，經(jīng)過(guò)成鹽、氯化、酰化、縮合、酯交換、環(huán)合6 步反應(yīng)得到目標(biāo)化合物苯嗪草酮． 該工藝具有原料易得、條件溫和、污染少、收率高等特點(diǎn)，是一條適合工業(yè)生產(chǎn)的工藝路線(xiàn)。合成路線(xiàn)見(jiàn)Scheme 1。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1． 1 儀器與試劑

原料罐，原料計(jì)量罐，反應(yīng)釜，冷凝器，分離罐，水解釜，結(jié)晶釜; Bruker 公司Ultrashied TM 400MHz

Plus 核磁共振儀; Waters 公司W(wǎng)aters 3000 高效液

相色譜儀。

草酸二甲酯、碳酸鉀、苯、三光氣、三氯化鋁、乙酰肼、無(wú)水硫酸鎂、碳酸氫鈉、甲醇、乙酸、乙醇、正丁醇、乙酸鈉等均為工業(yè)品。

1． 2 合成步驟

1． 2． 1 草酸單甲酯鉀鹽(1) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.93kg 草酸二甲酯、3.50kg 碳酸鉀和27.62 kg 甲醇，開(kāi)動(dòng)攪拌器，升溫至70℃，開(kāi)始滴加0.50kg水，約1h滴完。 滴畢，加熱至回流，保溫2h，保溫完成后，放料至50 L 結(jié)晶釜中，內(nèi)溫降至20℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色晶體8.30kg，收率97%( 濾液不需處理可直接套用）。

1． 2． 2 草酸單甲酯單酰氯的合成

在50L反應(yīng)釜中加入7.91kg苯、3.00kg三光氣，開(kāi)動(dòng)攪拌器，分批加入草酸單乙酯4．00kg，控制內(nèi)溫40℃，加料完畢，保溫1h，然后升溫至回流，保溫5h，反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 蒸餾釜中，蒸餾回收部分溶劑苯，殘液用氣相檢測(cè)草酸單甲酯單酰氯含量，無(wú)需處理直接用于下一步。

1． 2． 3 苯甲酰甲酸甲酯(2) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入9.55kg苯和6．54kg三氯化鋁，開(kāi)動(dòng)攪拌，然后滴加上步反應(yīng)液，控制內(nèi)溫0～5 ℃，開(kāi)動(dòng)引風(fēng)機(jī)，反應(yīng)中會(huì)有氯化氫產(chǎn)生，約2h滴完，滴畢，保溫5 h，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液緩慢放至裝有15．00 kg水的水解釜中，循環(huán)水冷卻，攪拌0.5h，靜置分層，分去水層，有機(jī)層用5%( NaHCO3) 5%的水溶液調(diào)pH 值為6～7，攪拌0.5h，靜置，分去水層，加入4.50kg無(wú)水硫酸鎂，攪拌干燥2 h，干燥完成，抽濾，濾液放至蒸餾釜中，常壓回收溶劑苯，至無(wú)液滴流出，然后放至減壓釜中，減壓得淺黃色液體5. 91 kg，收率為88． 4%。

1． 2． 4 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酸甲酯(3) 的合成

在50L反應(yīng)釜中，加入19．75kg乙醇、2．50kg乙酰肼，開(kāi)動(dòng)攪拌，溶解后，加入0．20 kg 磷酸，4．96kg苯甲酰甲酸甲酯，升溫至65℃，保溫5h。 反應(yīng)結(jié)束后，放料至蒸餾釜中，常壓蒸餾回收溶劑乙醇，至無(wú)液滴流出． 冷卻至0℃，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體6．25kg，收率為90%。

1． 2． 5 2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼(4)的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基甲酸甲酯3. 24kg、冰醋酸0．30kg、甲醇15．8kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，控制內(nèi)溫為10℃，慢慢滴加質(zhì)量分?jǐn)?shù)為80%的水合肼1.42kg，保溫2h。反應(yīng)結(jié)束，放料至50L 結(jié)晶釜中，冷卻至0℃，結(jié)晶3h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得白色固體3.02kg，收率為93%。

1． 2． 6 苯嗪草酮(5) 的合成

在50L反應(yīng)釜中加入2-乙酰肼腙-2-苯基乙酰肼2.30kg、正丁醇8.10kg和乙酸鈉0．92kg，開(kāi)動(dòng)攪拌，加熱至回流，保溫9h，反應(yīng)結(jié)束后，降溫至50 ℃，然后向釜中加入10．00 kg水，攪拌，放料至結(jié)晶釜中，降溫至0℃，結(jié)晶2 h，抽濾，離心甩干，真空干燥，得淺黃色固體1． 76 kg，收率為83． 4%。

2 結(jié)果與討論

2． 1 草酸單甲酯單酰氯與催化劑的摩爾比對(duì)中間體2 的影響

由圖1 看出，隨著催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比增加，收率也隨之增加，因?yàn)楸痉磻?yīng)是典型的Friedel-Crafts 反應(yīng)，AlCl3與羰基化合物絡(luò)合，過(guò)量的催化劑再發(fā)生催化作用使反應(yīng)進(jìn)行，但當(dāng)催化劑與草酸單甲酯單酰氯的摩爾比大于1.2 時(shí)，收率變化不大． 考慮到成本，故兩者摩爾比為1.2 時(shí)最佳。

2． 2 溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響

在其他條件不變的情況下，選取甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇、氯苯等5 種溶劑在回流條件下研究反應(yīng)溫度對(duì)苯嗪草酮收率的影響，結(jié)果如表1 和圖2 所示。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 隨著溫度的升高，反應(yīng)越容易進(jìn)行，可以判定本反應(yīng)是吸熱反應(yīng)。但是當(dāng)反應(yīng)溫度大于120℃時(shí)，產(chǎn)率并沒(méi)有提高。故選擇反應(yīng)的最佳溫度為120℃。

3 結(jié)論

結(jié)合有關(guān)苯嗪草酮合成的文獻(xiàn)報(bào)道，本文從工業(yè)化角度對(duì)苯嗪草酮合成工藝進(jìn)行了大量改進(jìn): (1)采用碳酸鉀代替碳酸氫鉀作為堿參與反應(yīng)，用量?jī)H為原反應(yīng)的60%，降低了成本，而且以乙醇代替水作為溶劑，后處理簡(jiǎn)單，收率高，達(dá)到97%; (2) 采用低毒的三光氣代替易水解、刺激性強(qiáng)的酰氯與草酸單甲酯鉀鹽反應(yīng)，反應(yīng)液無(wú)需處理可直接用于下一步反應(yīng); (3) 采用草酸單甲酯單酰氯與苯發(fā)生傅-克反應(yīng)合成苯甲酰甲酸甲酯的新工藝，產(chǎn)率為85%。總之，該工藝操作簡(jiǎn)單，原料易得，收率穩(wěn)定可靠，適

合工業(yè)化生產(chǎn)。

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