[发明专利]一种合成O-甲基异脲硫酸氢盐的方法

说明书

本发明公开了一种合成O‑甲基异脲硫酸氢盐的方法，属于有机合成技术领域。本发明采用在超声波反应釜中进行甲基化反应，将超声波发生器按照特定频率间歇性工作，缩短反应时间，降低了反应的温度，提高了产物得率。本专利所涉及的甲基化反应采用超声波反应釜进行，是一种安全环保的绿色合成新技术。

技术领域

本发明涉及一种合成O-甲基异脲硫酸氢盐的方法，属于有机合成技术领域。

背景技术

O-甲基异脲硫酸氢盐属农药中间体，主要作为中间体用于制备具有杀虫活性的噻虫胺(clothianidin)和呋虫胺(dinotefuran)。

O-甲基异脲硫酸氢盐的一种合成路线是：以硫酸二甲酯和尿素作为反应原料，在100℃进行反应50分钟，生成O-甲基异脲硫酸盐，停止反应后，将O-甲基异脲硫酸盐压入成盐釜，依次加入浓硫酸和水进行水解，并用甲醇重结晶。两步反应收率55％、结晶收率50％。该方法在反应过程中温度较高，硫酸二甲酯属于剧毒产品，操作不慎容易产生极大的安全隐患。

尿素和硫酸二甲酯在常温下难以发生反应，并且一旦升温发生反应，反应体系的温度会急速升高，有安全隐患，并且高温容易产生副产物，从而导致O-甲基异脲甲基硫酸盐的收率降低。

发明内容

[技术问题]

本发明要解决的技术问题是现有的制备O-甲基异脲硫酸氢盐的方法存在的温度高、反应时间长导致的收率低以及硫酸二甲酯甲基化过程存在安全隐患等问题。

[技术方案]

本发明提供了一种合成O-甲基异脲硫酸氢盐的方法，包括如下步骤：步骤1，硫酸二甲酯、尿素及无机碱催化剂在超声波条件下进行反应得含有O-甲基异脲甲基硫酸盐的反应液；步骤2，将含有O-甲基异脲甲基硫酸盐反应液在超声波条件下经酸水解制得O-甲基异脲硫酸氢盐，

优选地，无机碱催化剂为碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化钠或者碳酸氢钾中的任意一种或多种。

优选地，酸为质量分数为10％-49％的硫酸水溶液。

优选地，含有O-甲基异脲甲基硫酸盐反应液与酸的体积比为1：(1-3)。

优选地，硫酸二甲酯、尿素及催化剂的摩尔比为(1.0-4.0)：1：(0.01-0.5)。

优选地，在步骤1中，反应温度为40℃-80℃，更优选地，反应温度为50℃-55℃。

优选地，超声波条件为超声波功率为500w-550w，超声波频率为20kHz-25kHz。

优选地，步骤1中还包括如下步骤：将硫酸二甲酯、尿素及催化剂加入到具有超声波装置的反应容器中，在惰性气体保护下，在间歇性超声波反应条件下，控制反应温度在50℃-55℃，间歇性超声波反应条件为反应时间为m分钟，在反应开始的0-n分钟内，超声波装置每工作p分钟，暂停q分钟，在n-m分钟内，超声波装置每工作u分钟，暂停v分钟，20≤m≤30，n≤m/2，0＜p≤1，0＜q≤1，0＜u≤2，0＜v≤1。

更优选地，5＜n≤m/2，0.5≤p≤1，0.5≤u≤2。

优选地，反应容器包括：釜体，其内部形成有一个反应空腔；超声波发生器，安装在釜体的底部，用于在进行反应时向反应空腔内发出超声波；加料管道，具有加料阀，设置在釜体上侧，与反应空腔连通；出料通道，具有出料阀，设置在釜体下侧，与反应空腔连通；排气管道，设置在釜体顶部，与反应空腔连通；以及循环通道，设置在反应空腔内。

更优选地，超声波发生器具有超声波变幅杆，用于调节超声波发生器的工作频率。

更优选地，反应空腔的容积为1L-100L。