[发明专利]一种工业化生产N-烷基取代磷酰三胺的方法

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，特别是一种工业化生产N-烷基取代磷酰三胺的方法。

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，操作步骤烦琐。国内专利文献[公开号CN1583767A]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

本发明的目的提供一种简单的工业化生产N-烷基磷酰三胺的方法。主要解决现有合成方法存在的生产工艺要求苛刻、使用三乙胺作为缚酸剂导致产品分离难度大等技术问题。本发明该工艺操作简便，成本低，收率高，反应条件易于实现且大规模工业化生产N-烷基磷酰三胺。

本发明的技术方案为：一种工业化生产N-烷基取代磷酰三胺的方法，包括以下步骤：用氯磷液和过量的烷基胺反应，过量的烷基胺作为缚酸剂消耗掉，再通入氨气得到N-烷基取代磷酰三胺。其反应式如下：

X为S原子或O原子，R基团为C2～C6的脂肪烃基，例如乙基，丙基，环丙基，正丁基，异丁基，环丁基，1-戊基，2-戊基，3-戊基，环戊基，1-己基，2-己基，3-己基，环己基。

具体步骤：a)将氯磷液与有机溶剂混合预冷，然后滴加烷基胺溶液，并控制滴加速度并通过适当的热交换装置使反应体系温度保持在一定的范围内，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，分液，干燥后进行下一步反应；或者直接进行下一步反应；b)在第二步反应中通入氨气，控制通气速度并通过适当的热交换装置使反应体系的温度保持在一定的范围内，直至反应完成，反应体系为固液混悬液；c)分出反应体系中产生的固体，有机层经水洗，蒸馏得到残留物为含式(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。

氯磷液与烷基胺的摩尔比为1∶1.95到1∶2.1。过量的烷基胺作为缚酸剂使用。有机溶剂至少为一种单一的有机溶剂，或是两种及两种以上的有机溶剂，或是两种及两种以上的有机溶剂的混合溶剂。所述的有机溶剂是沸点在30～150℃范围内的有机溶剂。例如乙醚，二氯甲烷，氯仿，四氯化碳，石油醚，1，2-二氯乙烷，四氢呋喃，甲基四氢呋喃，1，3-二氧六环，1，4-二氧六环，N，N-二甲基甲酰胺，N，N-二甲基乙酰胺，或其混合物。所用的有机溶剂量按1摩尔氯磷液使用1L～1.6L的有机溶剂。