專利名稱：制備晶體o－甲基異脲醋酸鹽的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的主題一種制備高純度O-甲基異脲醋酸鹽的方法。
強(qiáng)無機(jī)酸的O-甲基異脲鹽通常通過甲醇、氨基氰和一種強(qiáng)無機(jī)酸反應(yīng)很容易得到。典型的例子是O-甲基異脲硫酸鹽或者O-甲基異脲氫氯化物。
然而，與弱酸例如醋酸的反應(yīng)是不可能的，因?yàn)樗岬膹?qiáng)度不足以活化氨基氰分子。因此，不可能直接得到弱酸的O-甲基異脲鹽。
O-甲基異脲鹽例如可以用作脒基化劑來制備胍鹽。這里O-甲基異脲鹽與胺反應(yīng)成為相應(yīng)的胍鹽。
許多具有胍結(jié)構(gòu)的藥物或植物保護(hù)劑活性組分含有醋酸根作為陰離子。為了由相應(yīng)的胺制備這些活性組分，需要用O-甲基異脲醋酸鹽作為脒基化劑，因?yàn)橹挥幸赃@種方式才能直接得到所需的反陰離子。
現(xiàn)有技術(shù)(參見Chemical Abstracts Vol.106；Referat-Nr.32380)僅僅公開了制備水溶液形式的O-甲基異脲醋酸鹽，其中在第一步使氨基氰、甲醇和硫酸反應(yīng)成為O-甲基異脲硫酸氫鹽，使其在第二步驟與含水氫氧化鈣混合，分離出形成的硫酸鈣，而含有游離異脲堿的濾液與醋酸反應(yīng)成為一種O-甲基異脲醋酸鹽溶液。該方法的缺點(diǎn)是，游離的O-甲基異脲堿和O-甲基異脲醋酸鹽在水溶液中都是不穩(wěn)定的。
在合成期間，O-甲基異脲水解成為甲醇和脲，后者很難分離除去。在O-甲基異脲水溶液濃縮時(shí)發(fā)生分解，因而只能以極差的收率得到含有許多雜質(zhì)的O-甲基異脲醋酸鹽。
通過濃縮水溶液不可能得到純的晶體O-甲基異脲醋酸鹽。另外，所述方法的缺點(diǎn)是，固體硫酸鈣通常以極細(xì)的形式沉淀，從而必須長時(shí)間過濾并造成較高的產(chǎn)率損失。
因此，本發(fā)明的目的在于，開發(fā)一種制備O-甲基異脲醋酸鹽的方法，該方法不具有現(xiàn)有技術(shù)中相應(yīng)的缺點(diǎn)，而且可以以簡單的工藝制備高產(chǎn)率和高純度的鹽。
該任務(wù)可按本發(fā)明由以下方式解決，其中
a)使O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液在-10至65℃溫度下與堿金屬醋酸鹽反應(yīng)，b)在步驟a)的溫度下從反應(yīng)混合物中除去沉淀的堿金屬氯化物，和c)通過冷卻到-50至30℃使得O-甲基異脲醋酸鹽結(jié)晶，并按常規(guī)方法分離。
事實(shí)出乎意料地證明，可以以很高的產(chǎn)率和很高的純度制備晶體形式的O-結(jié)晶異脲醋酸鹽。
在本發(fā)明方法的第一步驟a)中，O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液在-10至65℃，優(yōu)選20至65℃的溫度下與堿金屬醋酸鹽反應(yīng)，并在該溫度下攪拌反應(yīng)混合物，使其反應(yīng)5分鐘至24小時(shí)，優(yōu)選反應(yīng)1至8小時(shí)。
優(yōu)選以無水固體形式使用的堿金屬醋酸鹽首先可以是醋酸鋰、醋酸鈉或者醋酸鉀。出于價(jià)格的原因，優(yōu)選使用醋酸鈉。
實(shí)施本發(fā)明方法所需的O-甲基異脲氫氯化物的甲醇水溶液或懸浮液可以不同的方式得到1.通過在無水甲醇中溶解或者懸浮純的晶體O-甲基異脲氫氯化物。
2.通過使氨基氰與甲醇和含水鹽酸反應(yīng)，分離出得到的產(chǎn)物并溶解或者懸浮到無水甲醇中。
3.通過使氨基氰與無水甲醇和氣體氯化氫反應(yīng)。
4.通過使氨基氰與甲醇和氯甲脒氫氯化物反應(yīng)。
使用的O-甲基異脲氫氯化物在甲醇溶液或懸浮液中的濃度可在很寬的范圍內(nèi)變化，但已證明特別有利的是每摩爾O-甲基異脲氫氯化物使用1至20摩爾，優(yōu)選2至10摩爾甲醇。
添加的堿金屬醋酸鹽的量優(yōu)選為每摩爾O-甲基異脲氫氯化物用0.5至2，特別是0.8至1.2摩爾。
在反應(yīng)步驟a)調(diào)節(jié)的反應(yīng)溫度和甲醇的量優(yōu)先這樣選擇，它使得形成的堿金屬氯化物盡可能多地沉淀，而O-甲基異脲醋酸鹽則幾乎完全留在溶液中。
反應(yīng)步驟a)結(jié)束后，在反應(yīng)步驟b)中優(yōu)選借助于離心分離機(jī)或者吸濾器從得到的反應(yīng)混合物中分離出沉淀的堿金屬氯化物。
這里對(duì)于本發(fā)明重要的是，堿金屬氯化物的分離在步驟a)的溫度下進(jìn)行。這種方式可以保證反應(yīng)溶液基本上不含堿金屬氯化物，且O-甲基異脲醋酸鹽幾乎完全留在溶液中。分離出的堿金屬氯化物優(yōu)選用甲醇洗滌，并分開收集甲醇溶液。
相應(yīng)于步驟c)，優(yōu)選借助于一個(gè)結(jié)晶器使甲醇溶液冷卻到-50至30℃，優(yōu)選-30至20℃。按照優(yōu)選的實(shí)施方式，溫度被調(diào)節(jié)到一個(gè)低于反應(yīng)步驟a)或b)溫度20至50開爾文度的溫度下。
反應(yīng)混合物在該溫度下攪拌0.5至24小時(shí)，優(yōu)選1至12小時(shí)，使得固體O-甲基異脲醋酸鹽結(jié)晶。
結(jié)晶出來的O-甲基異脲醋酸鹽優(yōu)選在保持步驟c)的反應(yīng)溫度下、按照公知的方法和使用公知的設(shè)備例如離心機(jī)或者吸濾器進(jìn)行分離，并在必要時(shí)用純的甲醇洗滌。
得到的反應(yīng)產(chǎn)物以通常的方式例如在真空下干燥，不必進(jìn)一步處理即可達(dá)到高純度。
為了提高總的產(chǎn)率，也可以進(jìn)一步處理反應(yīng)步驟c)得到的母液。為此，在減壓和反應(yīng)步驟a)的溫度下從得到的母液中蒸餾出大量的甲醇，使得形成一種堿金屬氯化物的懸浮液，而含有的O-甲基異脲醋酸鹽則幾乎完全保留在溶液中。
然后使該懸浮液經(jīng)過工藝步驟b)和c)，得到晶體O-甲基異脲醋酸鹽的第二部分。
如上所述，該產(chǎn)物同樣可以用純的甲醇洗滌并在必要時(shí)在真空條件下干燥。
作為替換方案，也可以使通過蒸餾出甲醇而濃縮的、仍然含有固體堿金屬氯化物的母液與下一批反應(yīng)混合物混合。
通過循環(huán)得到的母液可以使得產(chǎn)率最大和殘留物質(zhì)最少。
由于產(chǎn)率高(最高85％)和純度高(≥98％)以及反應(yīng)進(jìn)行的工藝簡單，本發(fā)明的方法特別適合于工業(yè)規(guī)模應(yīng)用。
下面用實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明。
實(shí)施例實(shí)施例1
使168.2kg(4k摩爾)固體氨基氰(99.6％)在20℃溫度下溶解在545kg(17k摩爾)甲醇中。在20℃溫度下經(jīng)8小時(shí)向該溶液加入145.8kg(4k摩爾)氣體氯化氫，并在20℃繼續(xù)攪拌24小時(shí)。
得到的溶液加熱到40℃，在4小時(shí)內(nèi)加入328.1kg(4k摩爾)固體無水醋酸鈉，并在40℃繼續(xù)攪拌8小時(shí)。得到的懸浮液在40℃進(jìn)行離心分離，用200kg甲醇洗滌，分開收集洗滌濾液。
將濾液送入一個(gè)另外的容器中，在4小時(shí)內(nèi)冷卻到10℃，繼續(xù)攪拌4小時(shí)。形成一種稠的晶體漿液，在10℃溫度下離心分離，并用50kg甲醇洗滌。在50℃溫度下真空干燥后，得到322kg(60％)純度為99.5％(陽離子色譜)的O-甲基異脲醋酸鹽。
純的晶體O-甲基異脲醋酸鹽具有以下特征元素分析C 35.59％，H7.74％，N 20.86％(理論值C 35.82％，H 7.51％，N 20.88％)；熔點(diǎn)119.7℃(毛細(xì)管)，IR光譜1718s，1600sh，1560s，1451w，1407vs，1341w，1212m，1189w，1150m，1083m，1017w，924w，886w，829b，713m，657m，611m，541m；1H-NMR-光譜1.895ppm(CH3)；3.992ppm(CH3O)；5.085(NH2).
在第一和第二離心分離步驟用洗滌溶液提純母液。在40℃和真空條件下從得到的680kg蒸餾出400kg甲醇。留下的280kg氯化鈉懸浮液在40℃溫度下離心分離，用20kg甲醇洗滌，冷卻到10℃，攪拌4小時(shí)使其完全結(jié)晶。得到的晶體漿液在10℃溫度下離心分離，并用20kg甲醇洗滌。干燥后得到129kg(24％)純度為99％的固體O-甲基異脲醋酸鹽的第二部分。
實(shí)施例2將442.2kg(4k摩爾)純的固體O-甲基異脲氫氯化物溶解在464kg(14.5k摩爾)甲醇中。
將溶液加熱到40℃，在30分鐘內(nèi)添加328.1kg(4k摩爾)固體醋酸鈉，并在40℃攪拌5小時(shí)。得到的懸浮液在40℃溫度下進(jìn)行離心分離。
將濾液冷卻到0℃，攪拌2小時(shí)以完全結(jié)晶。得到的產(chǎn)物在0℃通過離心分離取出，在50℃溫度下干燥。得到317.3kg(59.1％)純度為98％的O-甲基異脲醋酸鹽。
實(shí)施例3使84.1kg(2k摩爾)固體氨基氰溶解在750kg(23.4k摩爾)甲醇中。向該溶液加入229.9kg(2k摩爾)固體氯甲脒氫氯化物，并在20℃溫度下攪拌該反應(yīng)混合物20小時(shí)。
將溶液加熱到30℃，在30分鐘內(nèi)加入328.1kg(4k摩爾)固體醋酸鈉，并在30℃攪拌5小時(shí)。得到的懸浮液在30℃溫度下進(jìn)行離心分離。
將濾液冷卻到-18℃，攪拌2小時(shí)以完全結(jié)晶。得到的產(chǎn)物在-18℃進(jìn)行離心分離，并在50℃溫度下真空干燥。得到352.2kg(65.6％)純度為98％的O-甲基異脲醋酸鹽。
實(shí)施例4使168.2kg(4k摩爾)固體氨基氰溶解在896kg(28k摩爾)甲醇中。在30℃溫度下經(jīng)3小時(shí)向該溶液加入145.8kg(4k摩爾)氣體氯化氫，并繼續(xù)反應(yīng)20小時(shí)。
在20℃和30分鐘內(nèi)加入328.1kg(4k摩爾)固體醋酸鈉，并在20℃攪拌5小時(shí)。得到的懸浮液在20℃溫度下進(jìn)行離心分離。
將濾液冷卻到-15℃，攪拌2小時(shí)以完全結(jié)晶。得到的產(chǎn)物在-15℃進(jìn)行離心分離，用100kg冷卻到-15℃的甲醇洗滌，并在50℃溫度下真空干燥。得到303kg(56.5％)純度為99.5％的O-甲基異脲醋酸鹽。
權(quán)利要求
1.高純度晶體O-甲基異脲醋酸鹽的制備方法，其特征在于，a)使O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液在-10至65℃溫度下與堿金屬醋酸鹽反應(yīng)，b)在步驟a)的溫度下從反應(yīng)混合物中除去沉淀的堿金屬氯化物，和c)通過冷卻到-50至30℃，使得O-甲基異脲醋酸鹽結(jié)晶，并按常規(guī)方法分離。
2.按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征是，使用醋酸鈉作為堿金屬醋酸鹽。
3.按照權(quán)利要求1和2所述的方法，其特征是，每摩爾O-甲基異脲氫氯化物使用1至20摩爾甲醇。
4.按照權(quán)利要求1至3所述的方法，其特征是，每摩爾O-甲基異脲氫氯化物使用2至10摩爾甲醇。
5.按照權(quán)利要求1至4所述的方法，其特征是，每摩爾O-甲基異脲氫氯化物使用0.5至2摩爾堿金屬醋酸鹽。
6.按照權(quán)利要求1至5所述的方法，其特征是，每摩爾O-甲基異脲氫氯化物使用0.8至1.2摩爾堿金屬醋酸鹽。
7.按照權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征是，通過使純的晶體O-甲基異脲氫氯化物溶解或者懸浮在無水甲醇中，來制備O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液。
8.按照權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征是，通過使氨基氰與甲醇和含水鹽酸反應(yīng)，分離得到的產(chǎn)物并溶解或者懸浮在無水甲醇中，來制備O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液。
9.按照權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征是，通過使氨基氰與無水甲醇和氣體氯化氫反應(yīng)，來制備O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液。
10.按照權(quán)利要求1至6所述的方法，其特征是，通過使氨基氰與甲醇和氯甲脒氫氯化物反應(yīng)，來制備O-甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液。
11.按照權(quán)利要求1至10所述的方法，其特征是，反應(yīng)步驟a)在20至65℃溫度下進(jìn)行。
12.按照權(quán)利要求1至11所述的方法，其特征是，反應(yīng)步驟c)的結(jié)晶在-30至20℃溫度下進(jìn)行。
13.按照權(quán)利要求1至12所述的方法，其特征是，反應(yīng)步驟c)的溫度比反應(yīng)步驟a)或b)的溫度低20至50開爾文度。
14.按照權(quán)利要求1至13所述的方法，其特征是，通過蒸餾甲醇來濃縮反應(yīng)步驟c)的母液，接著使甲醇懸浮液經(jīng)歷反應(yīng)步驟b)和c)。
15.按照權(quán)利要求1至13所述的方法，其特征是，通過蒸餾甲醇來濃縮反應(yīng)步驟c)的母液，接著使甲醇懸浮液與下一批反應(yīng)混合物混合。
16.由權(quán)利要求1至15之一所述方法得到的晶體O-結(jié)晶異脲醋酸鹽。
全文摘要
公開了一種制備晶體O－甲基異脲醋酸鹽的方法,其中a)使O－甲基異脲氫氯化物的甲醇溶液或懸浮液在－10至65℃溫度下與堿金屬醋酸鹽反應(yīng),b)在步驟a)的溫度下從反應(yīng)混合物中除去沉淀的堿金屬氯化物,和c)通過冷卻到－50至30℃,使得O－甲基異脲醋酸鹽結(jié)晶,并按常規(guī)方法分離。以這種方式可以得到高產(chǎn)率和高純度晶體形式的O－甲基異脲醋酸鹽。
文檔編號(hào)C07C273/02GK1198434SQ9810790
公開日1998年11月11日 申請(qǐng)日期1998年5月4日 優(yōu)先權(quán)日1997年5月5日
發(fā)明者T·古斯內(nèi), H·克羅梅爾 申請(qǐng)人:Skw特羅斯特貝格股份公司