專利名稱：一種合成仲丁基脲的方法
技術領域：
本發明涉及一種仲丁基脲的制造技術，屬于化合物合成技術領域，專用于合成仲丁基脲。
背景技術：
仲丁基脲是一種重要的化工原料，可用于合成除草劑除草定(bromacil)即3-仲丁基-5-溴-6-甲基尿嘧啶，也可用于醫藥或其它化工產品的合成。
其合成方法最早由John Kenson Simons等發明(US Patent，2673859，1954-03-30)，反應方程式為 該方法不僅所需原料種類多，而且需要高溫和高壓才能反應，產品成本高，不適合工業化生產。目前企業使用光氣法生產，反應方程式為 該方法需要使用劇毒的光氣，而且反應過程中需要一定的壓力，安全性也不佳，操作過程不夠簡便。
發明內容
技術問題 本發明的目的是提供一種合成仲丁基脲的方法，克服現有技術中產品成本高，安全性也不佳，操作過程不夠簡便的缺陷，本方法原料易得，且儲存、運輸及生產過程更加安全。對生產設備要求簡單，且操作簡便。得到的標題化合物質量好，收率高。產生的廢水經過簡單處理后可以作為農作物肥料，也可以安全排放。
技術方案 本發明涉及一種合成仲丁基脲的化學方法，它包括兩步化學反應以及仲丁基脲的提純方法和廢水的處理與應用。
1)丁基胺和酸反應制得仲丁基胺的鹽反應方程式為
在裝有滴液裝置、溫度計、攪拌器的三口瓶或反應釜中，分別加入水和仲丁基胺∶水與仲丁基胺的重量比為10∶1～0∶1，當下述的酸中含有的水的總重量達到仲丁基胺的重量的50％以上時不再加水，同時加入甲基紅，使溶液呈現肉眼可見的黃色，或用PH計確定反應終點，在滴液裝置中加入鹽酸或氫溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、苯磺酸、對甲基苯磺酸或它們的混合物，開動攪拌器，開始滴加，或同時通過使用水、冷卻水、冰水或冷凍鹽水使溫度不超過60℃，直至溶液變紅或者PH計顯示反應到達終點時停止滴加，停止降溫；2)丁基胺鹽與尿素反應制得仲丁基脲反應方程式為 在上述1)所說的反應裝置中加入尿素∶尿素與上述1)所說的仲丁基胺的摩爾比為6∶1～0.5∶1，開動攪拌，加熱，溫度范圍為50～150℃，加熱反應時間0.1～24h，停止加熱，冷卻結晶，抽濾或離心得白色固體，干燥，即可作為化工原料用于生產或銷售，也可以按照下述3的方法進行提純。
3)結晶提純加入相當于仲丁基脲白色固體0.5～5倍重的水，加熱溶解，冷卻結晶，抽濾或離心得白色晶體，干燥，稱重；4)廢水處理與應用廢水是指上述2)或3)中抽濾或離心后得到水溶液，廢水經過酸度調節，使得其PH值為7.0，即可安全地作為農作物肥料使用，也可以安全排放。
有益效果 本發明具體來講是提供了一種在水溶劑中合成仲丁基脲的方法。以仲丁基胺、酸、尿素為原料，水為溶劑，在一定溫度下，通過成鹽及回流反應得到仲丁基脲，其結晶提純也在水中進行。與已有方法相比，本發明專利的特點如下1、本發明專利涉及的仲丁基脲的合成方法不使用光氣，而以水為溶劑，原料易得，且儲存、運輸及生產過程十分安全。對生產設備要求簡單，且操作也十分簡便。
2、得到的仲丁基脲質量好，為白色晶體，收率高，成本低。
2、產生的廢水經過簡單處理后可以作為農作物肥料，對農作物生長具有明顯促進作用，且對農作物沒有任何毒副作用。經過簡單處理后的廢水也可以安全排放。
四、發明的具體實施例實施例一在250mL三口瓶中，分別加入70g水、0.5mol(36.5g)仲丁基胺、5滴甲基紅的乙醇溶液，裝上滴液漏斗、溫度計、電動攪拌器，三口瓶置于冰水浴中。在滴液漏斗中加入36-38％鹽酸約50g，開動電動攪拌器，開始滴加，控制滴加速度，使溫度不超過20℃，直至溶液變紅時停止滴加，停止攪拌。去冰水浴、滴液漏斗，擦干三口瓶外表，加入尿素1.5mol(90g)，三口瓶置于電熱包中，裝上冷凝管，通冷凝水，開動攪拌，加熱回流4h，停止加熱，待溫度降至80℃以下時，乘熱將反應液倒入250mL燒杯中，自然結晶0.5h，然后置于冰箱的冷藏室結晶2h以上。抽濾得白色固體，用5mL冷水清洗，抽干，稱重。加入相當于白色固體1.5倍重的水，加熱溶解，自然結晶0.5h，然后置于冰箱的冷藏室結晶2h以上。抽濾得白色晶體，用5mL冷水清洗，抽干。置于真空干燥箱，70℃干燥2h，稱重。經檢測，仲丁基脲的含量達99.3％，熔點166.3～166.8℃，按仲丁基胺計算，收率為79.41％。
實施例二在250mL三口瓶中，分別加入100g水、0.5mol(36.5g)仲丁基胺、5滴甲基紅的乙醇溶液，裝上滴液漏斗、溫度計、電動攪拌器，三口瓶置于冰水浴中。在滴液漏斗中加入濃硫酸約49g，開動電動攪拌器，開始滴加，控制滴加速度，使溫度不超過20℃，直至溶液變紅時停止滴加，停止攪拌。去冰水浴、滴液漏斗，擦干三口瓶外表，加入尿素1.5mol(90g)，三口瓶置于電熱包中，裝上冷凝管，通冷凝水，開動攪拌，加熱回流4h，停止加熱，待溫度降至80℃以下時，乘熱將反應液倒人250mL燒杯中，自然結晶0.5h，然后置于冰箱的冷藏室結晶2h以上。抽濾得白色固體，用5mL冷水清洗，抽干，稱重。加入相當于白色固體1.5倍重的水，加熱溶解，自然結晶0.5h，然后置于冰箱的冷藏室結晶2h以上。抽濾得白色晶體，用5mL冷水清洗，抽干。置于真空干燥箱，70℃干燥2h，稱重。經檢測，仲丁基脲的含量達99.1％，熔點166.0～166.5℃，按仲丁基胺計算，收率為76.33％。
實施例三在裝有攪拌器的1000L搪瓷反應釜上，分別裝上冷凝回流裝置、控溫裝置、冷凍裝置、加熱裝置、滴液裝置、PH值測定裝置。加入280kg水，146kg仲丁基胺，在滴液裝置中加入36～38％鹽酸，開動攪拌，開動冷凍裝置，開始滴加鹽酸，控制滴加速度，使溫度不超過20℃，直至PH值達到5～5.5時停止滴加，停止攪拌，關閉冷凍裝置。加入尿素270kg，加熱回流4h，停止加熱，自然結晶2h，然后開動冷凍裝置，在-1～-5℃結晶6h以上。抽濾得白色固體，用10kg冷水清洗，抽干，稱重。加入相當于白色固體1.5倍重的水，加熱溶解，自然結晶2h，然后開動冷凍裝置，在-1～-5℃結晶6h以上。抽濾得白色晶體，用8kg冷水清洗，抽干。干燥，稱重。經檢測，仲丁基脲的含量達99.0％，熔點165.7～166.5℃，按仲丁基胺計算收率為75.96％。
本發明專利的特點如下1、本發明專利涉及的仲丁基脲的合成方法不使用光氣，而以水為溶劑，原料易得，且儲存、運輸及生產過程十分安全。對生產設備要求簡單，且操作也十分簡便。
2、得到的仲丁基脲質量好，為白色晶體，收率高，成本低。
3、產生的廢水經過簡單處理后可以作為農作物肥料，對農作物生長具有明顯促進作用，且對農作物沒有任何毒副作用。經過簡單處理后的廢水也可以安全排放。
權利要求
1.一種合成仲丁基脲的方法，包括1)丁基胺和酸反應制得仲丁基胺的鹽在裝有滴液裝置、溫度計、攪拌器的三口瓶或反應釜中，分別加入水和仲丁基胺∶水與仲丁基胺的重量比為10∶1～0∶1，當下述的酸中含有的水的總重量達到仲丁基胺的重量的50％以上時不再加水，同時加入甲基紅，使溶液呈現肉眼可見的黃色，或用PH計確定反應終點，在滴液裝置中加入鹽酸或氫溴酸、硫酸、硝酸、磷酸、苯磺酸、對甲基苯磺酸或它們的混合物，開動攪拌器，開始滴加，或同時通過使用水、冷卻水、冰水或冷凍鹽水使溫度不超過60℃，直至溶液變紅或者PH計顯示反應到達終點時停止滴加，停止降溫；2)丁基胺鹽與尿素反應制得仲丁基脲在上述1)所說的反應裝置中加入尿素尿素與上述1)所說的仲丁基胺的摩爾比為6∶1～0.5∶1，開動攪拌，加熱，溫度范圍為50～150℃，加熱反應時間0.1～24h，停止加熱，冷卻結晶，抽濾或離心得仲丁基脲白色固體，干燥，即可作為化工原料用于生產或銷售。
2.根據權利要求1所述的一種制備仲丁基脲的化學合成方法，其特征在于加入相當于仲丁基脲白色固體0.5～5倍重的水，加熱溶解，冷卻結晶，抽濾或離心得白色晶體，干燥，稱重，即可得結晶提純的仲丁基脲晶體。
3.根據權利要求1或2所述的一種制備仲丁基脲的化學合成方法，其特征在于上述抽濾或離心后得到廢水溶液，經過酸度調節，使得其PH值為7.0，即可安全地作為農作物肥料使用，也可以安全排放。
全文摘要
本發明一種制備仲丁基脲的方法，屬于化合物合成技術領域。以仲丁基胺、酸、尿素為原料，水為溶劑，在一定溫度下，經過成鹽及回流反應得到標題化合物。與已有方法相比，本方法原料易得，且儲存、運輸及生產過程更加安全。對生產設備要求簡單，且操作簡便。得到的標題化合物質量好，收率高。產生的廢水經過簡單處理后可以作為農作物肥料，也可以安全排放。
文檔編號C07C273/00GK1660795SQ200410103058
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月30日 優先權日2004年12月30日
發明者楊春龍 申請人:南京農業大學