异氰酸正丁酯的应用与合成

发布日期:2024/1/12 8:40:09

介绍

异氰酸正丁酯，又名正丁基异氰酸酯，是一种有机化合物，化学式为C5H9NO，外观为无色液体。它主要用作有机合成中间体[1]。

异氰酸正丁酯.jpg

异氰酸正丁酯

应用

异氰酸正丁酯用作医药、农药中间体，主要用于合成苯菌灵等杀虫剂。该药为高效广谱、内吸性杀菌剂，具有保护、铲除和治疗作用，可防治多种作物病害，其也用作磺酰脲类除草剂合成的催化剂。

合成

目前FNC制备多采用先成盐后通光的间歇釜式合成工艺。即正丁胺先与氯化氢反应形成正丁胺盐，活泼氨基得到保护；后正丁胺盐在一定温度下与光气进一步反应生成异氰酸正丁酯。而后续对产品进一步精制和溶剂提纯回收利用，因工业化多为间歇工艺，反应时间长，精制过程中长时间受热，异氰酸正丁酯受热自聚，造成副反应增多，副反应产物主要为1，3‑二丁基脲和FNC自聚体，影响产品质量，导致产品收率低。

纪传武等人[2]通过管式反应器、连续化反应精馏塔，实现成盐、光气化反应、反应精馏合成异氰酸正丁酯及溶剂回收的可连续化操作。通过连续化反应精馏将产物异氰酸正丁酯及时移出系统，促进反应正向进行，同时降低了后处理过程中产品长时间受热自聚及其他副反应。大幅缩短时间，产品收率高，适合工业化生产。采用连续化成盐及连续化反应精馏制备FNC，其工艺流程短，有效提高产能；溶剂易回收利用，消耗低，设备投入低，经济效益较好；反应基于连续化反应，安全性较传统釜式反应大幅提高。具体的合成步骤如下：

(1)配制10％正丁胺‑邻二氯苯溶液，将正丁胺‑邻二氯苯液与氯化氢同时通入管式反应器中进行成盐反应。氯化氢与正丁胺摩尔比为1.15:1，控制反应温度为10℃，反应停留时间为0.5h。

(2)成盐后溶液加热至55℃通入塔板数为25块的填料塔(反应精馏塔)中，其中反应部分为单独塔釜，塔板数为1，提馏段塔板数为8块，精馏段塔板数为16块，进料为第17块塔板上方，塔釜第一块塔板下方通入光气，光气与正丁胺的摩尔比为1.2：1。塔操作压力为98kPa，控制反应段塔釜温度为120℃，提馏段顶温度115℃，精馏段温度为107℃进行连续化反应精馏，控制塔顶冷凝器温度为65℃，回流比控制为2，塔顶采出异氰酸正丁酯产品，塔釜采出含重组分的邻二氯苯溶剂，稳定采出后，控制塔釜液位为50％，塔釜中液体停留时间为1.5h；

(3)含重组分的邻二氯苯溶剂以120℃进入溶剂回收塔，塔板数为5，精馏段塔板数为3和提馏段塔板数为2，进料塔板数为第三块塔板数下方，塔操作压力为95KPa，提馏段温度为185℃，精馏段温度为172℃。塔顶采出高纯溶剂邻二氯苯，塔釜采出少量溶剂及重组分杂质。经送样检测，成品中FNC归一含量99.58％，FNC收率为95.4％，回收溶剂邻二氯苯含量为99.98％，溶剂回收率为99.05％。