農業院校化學制藥工藝學案例教學（續）

郝雙紅+王祖利+李凌緒+杜春華+張保華

【中圖分類號】G64 【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2016）37-0214-02

3.一鍋法合成磺酰胺

文獻報道方法一般先將2-氯轉化為硫醚或巰基，然后用氯氣氯磺化，再與氨反應成產物；巰基也可先轉變為硫銨，再經雙氧水氧化成磺酸銨，最后經次氯酸或鹵素氧化成磺酰胺；氯氣直接氯磺化操作簡單，生成磺酰氯活性高，下步和氨氣反應容易，具工業化價值。

硫代可用不同硫化合物，如芐硫醇、二芐二硫醚、硫脲、硫化鈉、硫氫化鈉、多硫化鈉等。芐硫醇、二芐二硫醚及硫脲價格較高，原子利用效率低；硫氫化鈉反應活性較高，但市售商品多為溶液，操作不便，價格也較高；硫化鈉相對便宜，反應活性較低，可以轉變成活性更高的多硫化鈉參與反應，但反應結束酸解時，會生成大量硫單質，并釋放出硫化氫氣體，污染環境，需要堿液吸收處理。

硫醇和硫醚具有一定還原性，易被氧化，所用氧化劑氧化能力強弱或劑量不同，可得不同氧化產物。一般說來，弱氧化劑常將硫醚氧化成二硫化物，強氧化劑則將其氧化成磺酸。巰基磺酸化氧化劑可用過量過氧化氫、過氧酸、硝酸、高錳酸鉀等，磺酸可進一步與氯化亞砜等反應生成磺酰氯。氯氣可將硫醇、硫醚等一步氧化為磺酰氯，反應條件溫和，收率高，是制備磺酰氯常用方法。

3.1 工藝過程

將Na2S、單質硫及水加熱熔融，攪拌30 min。再加入2-氯煙酰胺，攪拌回流反應6 h；反應混合物降至60～70 ℃，加水稀釋，攪拌下緩慢加入濃鹽酸（放出大量硫化氫氣體），調pH至2，加熱至80 ℃攪拌1h；趁熱過濾，濾渣（硫磺）用熱水洗滌，得巰基產物水溶液。

上述巰基產物水溶液中加等體積二氯甲烷，降溫至0-5 ℃，控速通氯氣1h；分液，水相用二氯甲烷再萃取一次，合并有機相。

上述有機相冷至10 ℃以下，通入氨氣，至反應液pH=9，析出大量白色沉淀，自然升至室溫，繼續攪拌2h。過濾，母液濃干得產物，濾渣為氯化銨。

3.2 工藝過程說明

溶劑選擇：硫化鈉及多硫化鈉均易溶于水，制備多硫化鈉用水作溶劑。2-氯煙酰胺與多硫化鈉的親核取代反應也在水溶液中進行，產物2-巰基煙酰胺溶于水相。氯磺化反應為多相反應，水既為溶劑又是反應物。磺酰氯較活潑，易水解，生成后很快進入二氯甲烷，與水隔離。下步副產物氯化銨不溶二氯甲烷，可過濾除去。

物料配比：多硫化鈉為Na2SX（X=2-8），硫和硫化鈉比例可為1-7；為節省物料，方便操作，硫的用量一般為1-2倍。為了促使硫化反應發生完全，多硫化鈉摩爾比一般用2倍左右。巰基氧化為磺酰氯，化合價升高了5，故需氯氣2.5倍量，常用3倍量發生反應；過量會污染環境，體系分液困難。磺酰氯和氨氣反應，副產物氯化氫會消耗氨氣，氨理論用量應大于2倍，一般控制反應液pH=9。

溫度：硫與硫化鈉反應較易發生，加熱至70 ℃左右，反應半小時即可。2-氯煙酰胺與多硫化鈉反應進行較慢，需加熱回流>10h。氯磺化和磺酰胺化反應劇烈，溫度需控制在0-5 ℃。

反應終點判定：多硫化鈉合成中，開始硫懸浮；反應結束，體系澄清，反應液為紅色。氯磺化反應中，開始巰基原料不能完全溶解，懸浮于體系；反應結束，體系澄清，上層為淡黃色，下層為黃色；控制通氯速度，使反應中無氯逸出，反應結束氯會逸出（濕潤的淀粉碘化鉀試紙變藍）。

3.3 注意事項

巰基氯磺化及磺酰氯氨化反應均較劇烈，需在0-5 ℃下進行。磺酰氯活潑，遇水分解，減少和水接觸時間，同時溫度也需控制，并現制現用。

3.4 三廢及治理

巰基化反應結束酸化時，會產生大量硫化氫氣體和單質硫，需要回收處理。硫化氫可用液堿吸收，轉變成硫化鈉回收套用；硫磺也可回收套用。氯磺化廢水中含氯化鈉，可蒸餾回收氯化鈉。磺酰胺產物中含氯化銨，可用二氯甲烷提取產物分離，氯化銨固體可回收。

3.5 工藝流程

如上圖。

4.氨基甲酸酯化（碳酸二苯酯）

用氯甲酰甲（或乙）酯酰化，反應容易；但所得氨基甲酸酯活性較弱，下一步反應需較高溫度（甲苯中回流），且需將反應生成的甲醇或乙醇蒸出。碳酸二苯酯活性較弱，反應較慢，但所得氨基甲酸苯酯活潑，下步縮合反應易進行，產物收率高，品質好。

4.1 工藝過程

磺酰胺、碳酸鉀（魯南化工，1、2號，50目）、丙酮（10x）室溫攪拌半小時，再加入碳酸二苯酯，回流反應6 h，反應完旋蒸回收丙酮，加熱水溶解產物（20x），過濾除去少量不溶物。濾液用濃鹽酸酸化至pH為1（不再析出固體），析出固體產物，減壓過濾，盡量抽干，45 ℃干燥過夜（溫度過高干燥會變成液體，可能分解）。

4.2 工藝過程說明

溶劑：磺酰胺和碳酸二苯酯均有一定極性，碳酸鉀為無機堿，為促進反應發生，溶劑需有一定極性，常用丙酮。

物料配比：磺酰胺氨基有一定酸性，碳酸鉀可將氨基變為負離子，增強對碳酸二苯酯羰基的親核作用。碳酸鉀為二元堿，用量應為磺酰胺0.5倍即可；但為了保證反應速度和程度，常用1倍量以上。為了促使磺酰胺完全轉化，碳酸二苯酯可用1.1倍量。

溫度：磺酰胺與碳酸鉀反應容易，室溫攪拌即可。氨基與碳酸二苯酯反應較難，需在丙酮中加熱回流。

反應終點判定：反應可通過硅膠薄層檢測判斷終點，磺酰胺極性較小，比移值較大；而磺酰胺基甲酸苯酯極性較大，比移值較小，可根據磺酰胺在體系中消失來判斷。

4.3 注意事項

反應首先生成的氨基鉀比較活潑，為了保證氨基負離子存在，體系要求無水。反應產物磺酰胺基甲酸苯酯不穩定，干燥需在50 ℃以下進行，而且要盡快用于下步反應。

4.4 三廢及治理

反應副產物苯酚和產物磺酰胺基甲酸苯酯共存，下步反應結束，一起回收套用。氯化鉀廢水蒸發可回收利用。

4.5 工藝流程

5.縮合

5.1 工藝過程

將磺酰胺甲酸苯酯分散于乙酸乙酯，加入4，6-二甲氧基-2-氨基嘧啶，攪拌，加熱回流6 h，反應體系澄清透明。反應結束，蒸干回收二氯甲烷，所得固體用甲醇洗去苯酚，產物干燥。

5.2 工藝過程說明

溶劑：兩種原料極性較大，產物極性較小，可用乙酸乙酯、二氯甲烷等作溶劑，隨著反應進行，體系由懸濁變為澄清。

物料配比：為了保證苯酯完全轉化，氨基嘧啶用量一般為1.1倍。

溫度：苯酯較活潑，反應較容易進行，在乙酸乙酯中加熱回流反應越2 h即可。

反應終點判定：用乙酸乙酯作溶劑，原料溶解度小，產物易溶，隨著反應進行，體系由懸濁變為澄清。

5.3 注意事項

用甲醇洗滌除去副產物苯酚時，甲醇用量要控制，量少洗滌不干凈，量多會導致產物損失，收率降低。

5.4 三廢及治理

甲醇洗出廢液中含大量苯酚，濃干回收甲醇套用，苯酚可回收制備碳酸二苯酯。

5.5 工藝流程