O-甲基异尿素硫酸氢盐的制备

背景及概述^[1][2]

O-甲基异尿素硫酸氢盐，分子量246.24，为白色晶体，熔点147-153℃，不溶于甲醇。其作为中间体广泛应用于农药、医药及生化的合成等领域，是合成治疗结肠癌等氟脲嘧啶类抗肿瘤药物以及除草剂、咪唑类驱虫剂农药的重要中间体。

O-甲基异尿素硫酸氢盐

应用^[3]

甲基异尿素硫酸氢盐是一种重要的新型农药、医药中间体，作为合成新型低毒杀虫剂的重要衍生物，广泛用于合成噻虫胺、呋虫胺等杀虫剂。近几年，国内化工安全事故频发，国家对于硝化等危险传统工艺产品严格把控生产。然而国内市场对于O-甲基异尿素硫酸氢盐有较大需求，经常导致供不应求的状态。

制备O-甲基-N-硝基异脲

1)将123(g)O-甲基异尿素硫酸氢盐溶于发烟硫酸(发烟硫酸中三氧化硫的浓度为65wt％)中，得到O-甲基异脲硫酸盐溶液(所述O-甲基异脲硫酸盐溶液中SO3和O-甲基异脲硫酸盐的摩尔比为2:1)；将发烟硝酸(发烟硝酸中硝酸的浓度为98wt％)溶于浓硫酸(浓硫酸中硫酸的浓度为98wt％)中，得到混酸溶液(所述混酸溶液中HNO3和H2SO4的摩尔比为1:1)；

2)将O-甲基异脲硫酸盐溶液和混酸溶液分别用计量泵由两个通道同时通入微混合器(所述O-甲基异脲硫酸盐溶液的通入流量为6.2ml/min；所述混酸溶液的通入流量为3.8ml/min)中进行混合，得到反应原料液(所述反应原料液中HNO3和O-甲基异脲硫酸盐的摩尔比为1:1)，然后将反应原料液通入微通道反应器(微通道反应器的反应表压在0.2Mpa)中反应；所述反应原料液在微通道反应器中的停留时间为20s；所述反应温度为45℃，反应结束后，将反应液用冰水冷却淬灭结晶，得到包含O-甲基-N-硝基异脲的出料液，将出料液过滤，得O-甲基-N-硝基异脲粗产物，O-甲基-N-硝基异脲粗产物用水洗涤，得到一部分精制的O-甲基-N-硝基异脲，将过滤后得到的滤液用乙酸乙酯萃取，萃取后分液，有机相减压蒸馏后得到另一部分O-甲基-N-硝基异脲，将两部分O-甲基-N-硝基异脲合并，即为所述O-甲基-N-硝基异脲，该O-甲基-N-硝基异脲的收率为95.0％，纯度为95.5％，外观为类白色固体，对步骤2)中所述包含O-甲基-N-硝基异脲的出料液经液相色谱分析和IR(红外)检测，O-甲基异脲1/2硫酸盐转化率大于99％。

制备^[2]

根据文献专利报道目前国内外主要的合成O-甲基异尿素硫酸氢盐的方法如下：

（1）尿素法：以硫酸二甲酯和尿素为原料，经乙醇重结晶，过滤得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中加碱得到O-甲基异尿素硫酸氢盐。

（2）石灰氮法：以石灰氮为原料，经水解、浓缩和酸化，制备得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中加碱得到O-甲基异尿素硫酸氢盐。

（3）单氰胺法：以单氰胺固体和甲醇为原料，低温滴加浓硫酸，过滤得到O-甲基异脲硫酸氢盐固体，再向反应中缓慢加入碳酸钙得到O-甲基异尿素硫酸氢盐。

种方法和第二种方法都存在反应收率低，操作复杂，生产成本高等问题，不利于工业化生产；第三种方法的原材料单氰胺价格昂贵，且生产过程中有大量气泡产生，生产周期较长等缺点，导致生产成本较高。

具体方法：

向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加热至60℃，在此温度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)浓硫酸，在此温度下，保温4小时；向反应中加入130g水，降温至20℃，加入37g(0.5moL)氢氧化钙，保温3个小时，过滤，向反应中加入50mL甲醇重结晶。得到O-甲基异尿素硫酸氢盐55.5g，含量99.1%，总收率89.4%(硫酸二甲酯计)。

主要参考资料

[1] 吴昌在. (2018). O-甲基异脲的合成. 江西化工, 000(006), 50-51.

[2] 林辉荣, & 杨漫波. (2003). O-甲基异脲硫酸氢盐的合成研究. 四川化工与腐蚀控制, 6(001), 4-5.

[3] 张艳华, & 鞠露. (2000). 制备o—甲基异尿素硫酸氢盐的方法. 辽宁师专学报(自然科学版), 002(001), 87-89.