Способ получения бутанольного раствора циклогексилмочевины

 

Изобретение относится к способу получения циклогексилмочевины, которая является промежуточным продуктом в синтезе гербицидного препарата "ленацил". Цель изобретения - повышение выхода целевого продукта. Цель достигается взаимодействием хлоргидрата циклогексиламина с 10%-ным избытком цианата натрия в водно-бутанольной смеси при 80^oC. H-бутанол в исходную реакционную смесь добавляют в количестве, достаточном для полного растворения в нем всего образующегося продукта; по завершении синтеза органический слой, содержащий циклогексилмочевину, без дополнительной обработки отправляют на синтез гербицида "ленацил". 2 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к органической химии, в частности к способу получения бутанольного раствора циклогексилмочевины, который может непосредственно применяться в синтезе гербицидного препарата "ленацил", например по а. с. N 421694 от 24.05.1971 г.

Наиболее широкое распространение к настоящему времени получили четыре способа получения монозамещенных мочевин. Это реакции аммиака с изоцианатами (1), хлорангидридами замещенных карбоновых кислот (2), карбамидом (3) и цианатами щелочных металлов (4).

Промышленная реализация первых трех способов влечет за собой серьезные экологические проблемы, так как в этих случаях в качестве сырья используется высокотоксичный фосген (1,2) либо образуется большое количество трудноутилизируемого маточного раствора, содержащего избыток мочевины, из-за высоких затрат энергетики на упарку, а также водного раствора аммиака, применение которого затруднено вследствие его загрязненности циклогексиламином.

За прототип выбран способ получения замещенных мочевин, по которому циклогексилмочевину получают реакцией цианата калия, взятого с 23%-ным избытком, с циклогексиламином в водной среде в автоклаве при давлении углекислого газа 1,1 МПа (11 атм) при 30^oC. Полученная реакционная масса фильтруется от воды, промывается водой и высушивается (5).

Основным недостатком такого метода является сравнительно низкий выход целевого продукта (циклогексилмочевины) 65% применение значительного избытка изоцианата калия, что ведет к излишнему загрязнению сточных вод. Необходимость сушки полученной циклогексилмочевины от воды требует значительных энергозатрат, так как следующая стадия получения "ленацила" - синтез енамина идет в безводной среде в присутствии бутилата натрия.

Цель изобретения повышение выхода готового продукта. При повышении выхода целевого продукта повышается экономичность процесса за счет уменьшения отходов. Уменьшение отходов также достигается за счет уменьшения избытка цианата натрия, вводимого в реакцию, что достигается проведением реакции в бутанольном растворе. При использовании бутанольного раствора циклогексилмочевины достигается и третья цель уменьшение энергозатрат за сушку циклогексилмочевины в производстве "ленацила".

Цель достигается предложенным способом получения бутанольного раствора циклогексилмочевины с использованием взаимодействия циклогексиламина с цианатом щелочного металла в присутствии минеральной кислоты. Отличительной особенностью данного способа является то, что в исходную реакционную смесь вводят бутанол в количестве, достаточном для полного растворения в нем образовавшейся циклогексилмочевины, перемешивают и отделяют органический слой, содержащий бутанольный раствор циклогексилмочевины. Мольное соотношение бутанола и циклогексиламина составляет не менее 3,8:1. Цианат щелочного металла используют в мольном избытке к циклогексиламину, но не превышающем 10% Получение циклогексилмочевины в гетерогенной среде неизвестно.

Пример 1. К раствору 99,2 (1 моль) циклогексиламина в 250 мл воды добавляют эквимолярное количество концентрированного раствора соляной кислоты, а затем 71,5 (1,1 моля) цианата натрия и 350 мл (3,8 моля) н-бутанола, перемешивают при 80^oC в течение 1 ч и отделяют органический слой. Получают раствор 141 г мочевины в бутаноле (выход по циклогексиламину 99% раствор пригоден для использования в синтезе гербицида "ленацил").

Пример 2. Опыт проводят в условиях примера 1 без добавления в исходную реакционную смесь н-бутанола. После охлаждения реакционной массы до 25^oC образующуюся суспензию фильтруют. Осадок промывают водой (2-х 100 мл) и сушат. Получают 121 г циклогексилмочевины (выход 85%). Загрузка меньшего количества бутанола (пример 1) приводит к механическим потерям из-за неполного разделения водного и органического слоя, содержащего осадок нерастворившейся цилогексилмочевины.

Загрузка большего количества бутанола дополнительного положительного эффекта не дает и поэтому экономически нецелесообразна.

Таким образом, как следует из приведенных примеров, проведение синтеза в гетерогенной среде вода н-бутанол позволяет добиться практически количественного выхода целевого продукта при улучшении экологичности и энергоемкости производства.

Формула изобретения

1. Способ получения бутанольного раствора циклогексилмочевины с использованием взаимодействия циклогексиламина с цианатом щелочного металла в присутствии минеральной кислоты, отличающийся тем, что в исходную реакционную смесь вводят бутанол в количестве, достаточном для полного растворения в нем образующейся циклогексилмочевины, перемешивают и отделяют органический слой, содержащий бутанольный раствор циклогексилмочевины.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что молярное соотношение бутанола и циклогексамина составляет не менее 3,8 1.

3. Способ по пп.1 и 2, отличающийся тем, что цианат щелочного металла используют в молярном избытке к циклогексиламину, но не превышающем 10%