氰霜唑中間體合成工藝研究

范清華+彭春蓮+譚洋+舒展+王超

氰霜唑，化學名稱為4-氯-2-氰基-N，N-二甲基-5-對甲苯基咪唑-1-磺酰胺，是由日本石原產業株式會社生產的新一代苯基咪唑類殺菌劑，主要用于防治卵菌類病害如霜霉病、霜疫霉病、晚疫病等，適用于馬鈴薯、番茄、辣椒、黃瓜等農作物，具有低毒性、耐雨水沖刷和環保性等特點。由于技術壁壘限制，氰霜唑原藥的生產在國內幾乎被日本石原產業所壟斷，國內廠家自主開發的工藝路線成本較高，使得國內氰霜唑價格居高不下。為降低成本，我們以甲苯為起始原料，通過9 步反應，開發出一條適合工業化的路線，合成路線示意圖如下：

但中間體氨基酮鹽酸鹽2 的產率較低，這對整個工藝路線的產率影響很大，因此本文對這步反應進行優化，采用烏洛托品季銨鹽4 在鹽酸乙醇中分解來合成氨基酮鹽酸鹽2。反應方程式如下：

1 實驗部分

1.1 主要試劑和儀器

烏洛托品季銨鹽，無水乙醇，濃鹽酸等（均為化學純）。

ZF-6 型三用紫外燈分析儀，JM-A3003 電子天平，RE52CS 旋轉蒸發器，ZNHW-11 型電子智能控溫儀。

1.2 合成步驟

室溫下，向三口燒瓶中邊攪拌邊加入無水乙醇（34.5mL）、濃鹽酸（28.4mL，0.344mol），攪拌均勻并冷卻至室溫，加入烏洛托品季銨鹽4（20g，0.062mol），恒溫攪拌反應24h 后停止，抽濾，少量無水乙醇洗滌至濾餅白色，棄去濾餅，濾液濃縮至無溶劑。加入無水乙醇100mL，攪拌后抽濾，棄去濾餅，濾液濃縮至淡褐色產物析出，室溫冷卻至產物大量析出，抽濾，用少量乙醇洗滌濾餅后置于35℃烘箱內烘干，母液重復進行上述濃縮、析晶步驟共3次，所得粗產品經乙醇重結晶后得純品8.51g，收率74.2%。

2 結果與討論

2.1 反應物料比對產率的影響

物料配比對產率影響較為顯著。適當提高反應物料比可提高反應物分子碰撞幾率，使產率上升；物料比過高又可能導致鹽酸過多，整體濃度下降，反應產率下降，因此合適的配比才可得到最大產率。采用單因素實驗法，固定烏洛托品季銨鹽用量為20g（0.062mol），無水乙醇34.5mL，反應時間48h，反應溫度為25℃，探討物料比nHCl∶n 原料對產率的影響，結果見表1。

由表1 可知，隨著物料比nHCl∶n 原料的增加，產率先增大后減小，當nHCl∶n原料=5.5∶1 時產率達到最大值，繼續增大物料比，產率趨于穩定，故選取nHCl∶n 原料=5.5∶1 為最佳物料比。

2.2 反應溫度對產率的影響

提高反應溫度可以增加反應物分子動能，增加反應物碰撞幾率，提高反應產率，但反應溫度過高可能導致副產物增多，產率下降，因此合適的溫度可縮短反應時間，提高反應產率。采用單因素實驗法，固定烏洛托品季銨鹽用量為20g（0.062mol），物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，無水乙醇34.5mL，反應時間為48h，探究反應溫度對產率的影響，結果見表2。

由表2 可知，在5～25℃范圍內，溫度對反應產率的影響較小，當溫度升高到35℃時反應產率大幅下降，這是由于在較高溫度下氨基酮發生了較嚴重的副反應。由此確定15～25℃是最佳反應溫度。

2.3 反應時間對產率的影響

反應時間是影響反應較為常見的因素，反應時間太短，反應不充分，導致產率不高；反應時間太長，副產物增多，導致產率下降，故選取合適的反應時間可提高產率，節約成本。采用單因素實驗法，固定烏洛托品季銨鹽用量為20g（0.062 mol），物料比nHCl∶n 原料=5.5∶1，無水乙醇34.5mL，反應溫度為15℃，探究反應時間對產率的影響，結果見表3。

由表3 可知反應24h 后，產率達到最大值并基本持平，并且隨著反應時間繼續增加而有小幅度下降；少于24h 則反應不充分，產率較低，故選取24h為最佳反應時間。

3 結論

通過單因素變量法探究了物料比、反應溫度和反應時間對氰霜唑中間體——氨基酮鹽酸鹽合成的影響，確定了最佳反應條件：物料比nHCl∶n原料=5.5∶1，反應溫度為15℃，反應時間為24h，最高產率為74.2%。該反應條件溫和、工藝環保、產率較高，可為工業化生產提供參考。

（摘編自《化工技術與開發》）