29427-58-5 / O-甲基異尿素硫酸氫鹽的制備

背景及概述^[1][2]

O-甲基異尿素硫酸氫鹽，分子量246.24，為白色晶體，熔點147-153℃，不溶于甲醇。其作為中間體廣泛應(yīng)用于農(nóng)藥、醫(yī)藥及生化的合成等領(lǐng)域，是合成治療結(jié)腸癌等氟脲嘧啶類抗腫瘤藥物以及除草劑、咪唑類驅(qū)蟲劑農(nóng)藥的重要中間體。

O-甲基異尿素硫酸氫鹽

應(yīng)用^[3]

甲基異尿素硫酸氫鹽是一種重要的新型農(nóng)藥、醫(yī)藥中間體，作為合成新型低毒殺蟲劑的重要衍生物，廣泛用于合成噻蟲胺、呋蟲胺等殺蟲劑。近幾年，國內(nèi)化工安全事故頻發(fā)，國家對于硝化等危險傳統(tǒng)工藝產(chǎn)品嚴格把控生產(chǎn)。然而國內(nèi)市場對于O-甲基異尿素硫酸氫鹽有較大需求，經(jīng)常導(dǎo)致供不應(yīng)求的狀態(tài)。

制備O-甲基-N-硝基異脲

1)將123(g)O-甲基異尿素硫酸氫鹽溶于發(fā)煙硫酸(發(fā)煙硫酸中三氧化硫的濃度為65wt％)中，得到O-甲基異脲硫酸鹽溶液(所述O-甲基異脲硫酸鹽溶液中SO3和O-甲基異脲硫酸鹽的摩爾比為2:1)；將發(fā)煙硝酸(發(fā)煙硝酸中硝酸的濃度為98wt％)溶于濃硫酸(濃硫酸中硫酸的濃度為98wt％)中，得到混酸溶液(所述混酸溶液中HNO3和H2SO4的摩爾比為1:1)；

2)將O-甲基異脲硫酸鹽溶液和混酸溶液分別用計量泵由兩個通道同時通入微混合器(所述O-甲基異脲硫酸鹽溶液的通入流量為6.2ml/min；所述混酸溶液的通入流量為3.8ml/min)中進行混合，得到反應(yīng)原料液(所述反應(yīng)原料液中HNO3和O-甲基異脲硫酸鹽的摩爾比為1:1)，然后將反應(yīng)原料液通入微通道反應(yīng)器(微通道反應(yīng)器的反應(yīng)表壓在0.2Mpa)中反應(yīng)；所述反應(yīng)原料液在微通道反應(yīng)器中的停留時間為20s；所述反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)液用冰水冷卻淬滅結(jié)晶，得到包含O-甲基-N-硝基異脲的出料液，將出料液過濾，得O-甲基-N-硝基異脲粗產(chǎn)物，O-甲基-N-硝基異脲粗產(chǎn)物用水洗滌，得到一部分精制的O-甲基-N-硝基異脲，將過濾后得到的濾液用乙酸乙酯萃取，萃取后分液，有機相減壓蒸餾后得到另一部分O-甲基-N-硝基異脲，將兩部分O-甲基-N-硝基異脲合并，即為所述O-甲基-N-硝基異脲，該O-甲基-N-硝基異脲的收率為95.0％，純度為95.5％，外觀為類白色固體，對步驟2)中所述包含O-甲基-N-硝基異脲的出料液經(jīng)液相色譜分析和IR(紅外)檢測，O-甲基異脲1/2硫酸鹽轉(zhuǎn)化率大于99％。

制備^[2]

根據(jù)文獻專利報道目前國內(nèi)外主要的合成O-甲基異尿素硫酸氫鹽的方法如下：

（1）尿素法：以硫酸二甲酯和尿素為原料，經(jīng)乙醇重結(jié)晶，過濾得到O-甲基異脲硫酸氫鹽固體，再向反應(yīng)中加堿得到O-甲基異尿素硫酸氫鹽。

（2）石灰氮法：以石灰氮為原料，經(jīng)水解、濃縮和酸化，制備得到O-甲基異脲硫酸氫鹽固體，再向反應(yīng)中加堿得到O-甲基異尿素硫酸氫鹽。

（3）單氰胺法：以單氰胺固體和甲醇為原料，低溫滴加濃硫酸，過濾得到O-甲基異脲硫酸氫鹽固體，再向反應(yīng)中緩慢加入碳酸鈣得到O-甲基異尿素硫酸氫鹽。

第一種方法和第二種方法都存在反應(yīng)收率低，操作復(fù)雜，生產(chǎn)成本高等問題，不利于工業(yè)化生產(chǎn)；第三種方法的原材料單氰胺價格昂貴，且生產(chǎn)過程中有大量氣泡產(chǎn)生，生產(chǎn)周期較長等缺點，導(dǎo)致生產(chǎn)成本較高。

具體方法：

向三口瓶中加入63g(0.5moL)硫酸二甲酯，加熱至60℃，在此溫度下加入45g(0.75moL)尿素，再加入14.4g(0.8moL)水和25.5g(0.25moL)濃硫酸，在此溫度下，保溫4小時；向反應(yīng)中加入130g水，降溫至20℃，加入37g(0.5moL)氫氧化鈣，保溫3個小時，過濾，向反應(yīng)中加入50mL甲醇重結(jié)晶。得到O-甲基異尿素硫酸氫鹽55.5g，含量99.1%，總收率89.4%(硫酸二甲酯計)。

主要參考資料

[1]吳昌在. (2018). O-甲基異脲的合成. 江西化工, 000(006), 50-51.

[2] 林輝榮, & 楊漫波. (2003). O-甲基異脲硫酸氫鹽的合成研究. 四川化工與腐蝕控制, 6(001), 4-5.

[3] 張艷華, & 鞠露. (2000). 制備o—甲基異尿素硫酸氫鹽的方法. 遼寧師專學(xué)報(自然科學(xué)版), 002(001), 87-89.