[发明专利]一种N-烷基取代磷酰三胺的生产方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种N-烷基取代磷酰三胺的制备方法，特别是一种N-烷基取代磷酰三胺的生产方法。

背景技术

N-烷基取代磷酰三胺是一种高效的尿激酶抑制剂。目前世界上应用最广泛的尿素，必须通过土壤中的尿激酶的酶解，转化成氨基甲酸铵，以铵态氮的形式被植物吸收。由于土壤中的尿激酶的活性很高，转化尿素释放铵态氮的速度很快，农作物来不及吸收，就以氨态氮挥发损失掉。其中部分未被农作物吸收的铵态氮还能转化成硝态氮，通过浸出和挥发引起大气和土壤环境变坏。N-烷基取代磷酰三胺可以和尿素以一定的比例配制成复合肥料，一方面可以抑制土壤中的尿激酶的活性，减慢尿素的降解速度，从而提高尿素的利用率，增强肥效；另一方面还可以提供S、P等元素，起到较好的土壤改良作用。例如N-正丁基硫代磷酰三胺能显著提高尿素的利用率[US4530714]。

已有文献[Chem.Ber.；89；1956；1768，1770]报道，N-烷基取代磷酰三胺的合成方法是用氯磷液和烷基胺反应，再通入氨气得到N-烷基取代磷酰三胺，但仅限于实验室中的应用。目前有关N-正丁基硫代磷酰三胺的生产方法的文献报道不多，已有专利US5770771，US5883297及DE102005053541，报道的生产过程中涉及低温反应，或是要求一定的真空度，或是要求一定压力的反应，生产条件要求高，生产过程中使用三乙胺作为缚酸剂，增加了分离难度，另外氨气使用量大，造成一定程度的资源浪费，在最后后处理中需要用到特殊的设备才能得到产品，操作步骤繁琐。国内专利文献[公开号CN1583767]报道的N-正丁基硫代磷酰三胺的生产方法同样涉及低温反应，也用三乙胺来吸收生产中产生的盐酸，不利最终产品的纯化。

发明内容

本发明目的在于提供了一种工艺操作简便、反应条件易于实现，成本低、收率高，适于大规模工业化的N-烷基取代磷酰三胺的生产方法。

本发明通过以下技术方案来实现的：

a)将氯磷液与至少一种有机溶剂混合预冷，然后滴加烷基胺溶液，并维持反应体系温度在10～12℃，滴加完成后将反应体系升温回流，直至反应完成，该反应料液经洗涤，有机层经干燥剂干燥后进入下一步反应；

b)在第二步反应中通入氨气，控制通氨速度并维持反应体系的温度保持在10～30℃，直至反应完成，分离出反应体系中产生的固体，所得的有机层经洗涤分离后进入下一步反应；

c)将上一反应中的有机层蒸馏除去大部分溶剂，残留物为含式(I)的N-烷基取代磷酰三胺的粗产品，粗产品经重结晶可得到纯度大于98％的精品。

相比其它现有技术，本发明的突出改进在于：

1)整个反应流程在接近于常温以及在常压下进行，能耗降低，并且易于操作；

2)反应过程中采用原料烷基胺作缚酸剂，反应过程中不添加其他有机碱，减少了后处理精制的难度，降低成本，也有利于纯度提高。

3)本发明同时提供了简易的产品精制工艺和溶剂回收流程，反应所产生的烷基胺盐酸盐经处理可以实现烷基胺的回收套用；反应过程中大大减少了氨气的使用，节约了大量成本；

4)反应后处理过程中采用的溶剂和精制工艺操作简单，无需用到复杂的设备，产品纯度及收率得到很大提高(总收率为50～65％；纯度达到98％以上)比已有的专利报道纯度65％～85％有了提高。

因此，本发明具有反应条件温和、工艺简单且成本低、产品纯度高等特点，非常适合工业化生产。

具体实施方式

实施例1

1号反应釜中的生产工艺：

1号反应釜为机械搅拌釜，该1号反应釜搅拌速度控制在20rpm～60rpm，使用的热交换装置为回流冷却装置，其中的冷却介质为水、冰水也可使用氯化钙冷冻液。

在1号反应釜中，按1摩尔氯磷液使用1L～1.6L的溶剂的混合搭配，加入50Kg的PSCl₃、384Kg的CH₂Cl₂，以30rpm的速度混合搅拌至温度冷却到5～15℃，滴加烷基胺。

按氯磷液与烷基胺的摩尔比范围1∶1.95～1∶2.1，取43.3Kg的正丁胺滴入经过冷却的料液中，过量的正丁胺作为缚酸剂使用。控制滴加速度，以保持反应体系的温度在10～12℃。滴加完成后，反应体系常压加热升温至回流状态，反应回流温度范围为35～100℃，回流反应1.5小时结束后，冷却。按1摩尔氯磷液的水用量为150mL～200mL计算，加入50L的水，以20rpm速度洗涤搅拌15分钟，静置分层约2小时，水相和有机相分离。