合成甲基磺酰胺工藝研究

甲基磺酰胺是一種重要精細(xì)化工產(chǎn)品中間體，可廣泛用作醫(yī)藥、農(nóng)藥的臺成原料，是新型高效大豆除草劑氟磺胺草醚(虎威，北極星)合成中不可缺少的重要原料之一，甲基磺酰胺的臺成研究具有十分重要的意義。采用甲基磺酰氯氨化生產(chǎn)甲基磺酰胺，產(chǎn)品成本大幅降低，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，取得了明顯的經(jīng)濟(jì)和社會效益。

一、合成路線介紹

目前，關(guān)于甲基磺酰胺合成的研究報道甚少，一般采用的合成方法有：二甲基二硫法、甲基異硫脲法、紫外光照射法等．溶劑為四氧呋喃或二氯甲烷。經(jīng)初步研究發(fā)現(xiàn)二甲基二硫合成路線操作較繁，中間涉及到氯化反應(yīng)，比較危險收率低，成本高；甲基異硫脲合成路線收率低，只有7O%左右，工藝比較復(fù)雜；紫外線照射法CH4、SO2、CI2在200-600nm的光線照射下，可得甲基磺酰氯，再與NH 反應(yīng)得產(chǎn)，這個方法不易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，只處于試驗階段。

現(xiàn)主要闡述的是只選擇少量溶劑就能合成高純度的甲基磺酰胺，合成路線操作簡單，產(chǎn)品純度高，總收率可達(dá)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劑中反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度，在低溫0-10℃下反應(yīng)，至尾氣中有氨氣持續(xù)冒出時反應(yīng)達(dá)到終點(diǎn)，進(jìn)而加熱溶解，趁熱過濾，濾餅為氯化銨結(jié)晶，回收可以作為化肥原料，濾液為甲基磺酰胺的乙腈溶液，經(jīng)過減壓濃縮蒸餾至剩下少量的乙腈溶劑，然后放置于表面皿上70度以下真空干燥，得到成品。這個工藝比較簡單，原料易得，在北方有幾家大型的甲基磺酰氯工廠：河北亞諾化工、廊坊金盛匯等廠家，液氨更是比較普遍，各地都能隨意購買到。

二、實(shí)驗過程

主要原料：金盛匯甲基磺酰氯：含量99.5%以上，液氨，工業(yè)品，乙腈，水分<100ppm。

實(shí)驗裝置：制冷冰機(jī)，制冷溫度-10℃；四口帶攪拌的玻璃燒瓶；液氨汽化器；尾氣吸收瓶；抽濾漏斗；旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器；真空干燥器。

實(shí)驗過程：取適量的甲基磺酰氯和2倍質(zhì)量的乙腈，倒入到四口燒瓶中，攪拌降溫至0℃左右開始通入乙腈汽化好的氨氣，逐漸反應(yīng)液變成乳白色，溫度有一定的升高，但是由于溶解度及氯化銨存在的影響，這樣的反應(yīng)不能完全反應(yīng)，需要在反應(yīng)過程中除去氯化銨后繼續(xù)通入氨氣，直至氣相檢測沒有甲基磺酰氯存在，這樣反應(yīng)才進(jìn)行完全。

三、實(shí)驗結(jié)果與討論

1、溶劑的影響，每次回收的乙腈溶劑在反復(fù)的使用過程中會溶解一部分的水，影響后期產(chǎn)物的提純，因為乙腈與水互溶，氯化銨又容易溶于水，在后期產(chǎn)品的處理過程中，氯化銨不容易除去，造成產(chǎn)品中的氯化銨超標(biāo)。所以，乙腈在回收再利用的過程中要定期的除去里面的水分，以確保產(chǎn)品質(zhì)量。

2、反應(yīng)過程中，產(chǎn)生的氯化銨可以影響氨化反應(yīng)的進(jìn)行，影響氨和甲基磺酰氯的互相作用，只有在停止通氨氣，并升溫至60-70℃，趁熱過濾除去氯化銨，之后再降至0-7℃反應(yīng)繼續(xù)通入氨氣，反復(fù)操作，至最終反應(yīng)完全。

3、溫度對反應(yīng)的影響：溫度低于0℃，反應(yīng)進(jìn)行的很慢，高于10℃，反應(yīng)進(jìn)行的較快，但是產(chǎn)物色號較深，影響產(chǎn)品的外觀和品質(zhì)，經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗，最終確定反應(yīng)溫度在0-10℃為宜。

4、通氨氣時間的影響：通氨時間長，氨氣浪費(fèi)，而且尾氣處理比較麻煩，通氨氣時間短，不利于反應(yīng)的進(jìn)行，所以在控制過程中要密切注意反應(yīng)的進(jìn)行情況，及時的將氯化銨過濾出去，加快反應(yīng)的進(jìn)行以及節(jié)省氨氣的用量。

5、減壓蒸餾過程，采用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)器對濾液進(jìn)行濃縮，溫度控制在60℃左右，至溶劑不再蒸出，剩余的為無色透明狀油狀液體，放在表面皿或類似容器內(nèi)，放在室溫下、攪拌完全冷卻后再進(jìn)行減壓真空干燥，干燥溫度低于70℃這樣有助于產(chǎn)品的外觀，產(chǎn)品結(jié)晶均勻。

最終產(chǎn)品指標(biāo)主含量：>99.5%，氯化銨<0.1%；水分<0.1%；鐵<20ppm；鉛<20ppm，干燥失重<1%，外觀白色結(jié)晶。

6、檢測：主含量采用氣相色譜檢測。

參考文獻(xiàn)：

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