背景技術(shù)

肼基甲酸芐酯的英文名稱為benzyl carbazate，分子式是C8H10N2O2，分子量為166.18，CAS號(hào)：5331-43-1，該物質(zhì)對(duì)眼睛有嚴(yán)重傷害。

肼基甲酸芐酯是一種重要的有機(jī)中間體，可用于制備植物保護(hù)劑和轉(zhuǎn)氨酶抑制劑，在農(nóng)藥和醫(yī)藥合成中具有廣泛的用途。國(guó)內(nèi)外公開(kāi)的制備肼基甲酸芐酯的方法主要有以下幾種：

種，以苯甲醇為起始原料，采用光氣合成中間體氯甲酸芐酯，然后與水合肼反應(yīng)生成肼基甲酸芐酯。光氣的劇毒性使得生產(chǎn)條件受到限制，不易大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。

第二種，以氯甲酸甲酯為起始原料，與水合肼反應(yīng)合成中間體肼基甲酸甲酯，然后與苯甲醇發(fā)生酯交換制備肼基甲酸芐酯。然而，氯甲酸甲酯，該原料刺激性強(qiáng)，有劇毒的對(duì)人體健康影響較大，因此這種方法不適合工業(yè)生產(chǎn)。

第三種，以碳酸二甲酯為起始原料，與水合肼反應(yīng)合成中間體肼基甲酸甲酯，然后與苯甲醇發(fā)生置換制備肼基甲酸芐酯。雖然碳酸二甲酯安全，適宜操作，但是酯交換收率較低，生產(chǎn)成本較高，應(yīng)用于工業(yè)化生產(chǎn)還有待于改進(jìn)。

在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)一步法合成制備肼基甲酸芐酯的收率較低，產(chǎn)品不易純化。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：針對(duì)現(xiàn)有方案中的上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種制備肼基甲酸芐酯方法，該制備肼基甲酸芐酯的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)添加冷卻結(jié)晶的方法得到純度更高的肼基甲酸芐酯，且冷卻結(jié)晶的方法簡(jiǎn)單易于操作，對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)更安全。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案：一種制備肼基甲酸芐酯的方法，包括如下步驟：

(1)在反應(yīng)釜中加入二氯甲烷溶劑，然后加入水合肼攪拌至溶解，再加入催化劑，繼續(xù)攪拌至少5min；

(2)在20～30℃下，將氯甲酸芐酯緩慢滴加至反應(yīng)釜中，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h；

(3)將步驟(2)得到的反應(yīng)液通過(guò)分液裝置進(jìn)行保溫分水，分水后將水合肼回收套用，分水后得到的有機(jī)相備用；

(4)將步驟(3)分水后得到的有機(jī)相，加入鹽酸，進(jìn)行酸化精制；

(5)將步驟(4)酸化精制后的溶液中加入碳酸鈉水溶液進(jìn)行中和；中和后的溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶離心，濾液分液除去水，有機(jī)相回收套用，結(jié)晶的固體收集待用；

(6)將步驟(5)收集的結(jié)晶固體用水重結(jié)晶，即得到肼基甲酸芐酯。

其中，上述制備方法的反應(yīng)方程式如下：

進(jìn)一步的，所述水合肼和溶劑按照重量比依次為1：(6～8).

進(jìn)一步的，所述水合肼、催化劑以及氯甲酸芐酯按照摩爾量比依次為16：1：4。

進(jìn)一步的，所述步驟1中的催化劑為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鋰、三乙胺、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種。

進(jìn)一步的，所述步驟3中水合肼的回收套用方法為：(a)將反應(yīng)后分液得到的水合肼負(fù)壓蒸餾，緩慢升溫，控制體系真空度為0.07～0.09MPa，蒸餾終點(diǎn)溫度為90℃，無(wú)餾分析出，收集餾分Ⅰ；(b)將餾分Ⅰ于反應(yīng)瓶中加入其質(zhì)量0.05％～1％的鎳基催化劑，控制溫度30±10℃下反應(yīng)6～10h，過(guò)濾并收集鎳基催化劑，循環(huán)套用；(c)對(duì)過(guò)濾后的餾分Ⅰ體系繼續(xù)升溫，控制真空度≥0.095MPa，蒸餾終點(diǎn)溫度為120℃，無(wú)餾分析出，收集餾分Ⅱ，套用于肼基甲酸芐酯合成反應(yīng)中。

進(jìn)一步的，所述步驟c中的餾分Ⅱ用于肼基甲酸芐酯合成時(shí)，需加入堿助劑，加入量為餾分Ⅱ質(zhì)量的13％～15％。

進(jìn)一步的，所述的堿助劑優(yōu)選為碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鉀、氫氧化鈉的任意一種或多種。

進(jìn)一步的，步驟4中所述酸化精制使用的鹽酸濃度為1mol/L。

進(jìn)一步的，步驟5中所述冷卻結(jié)晶的溫度為為-10～2℃。

優(yōu)選的，步驟5中所述冷卻結(jié)晶的溫度為為0℃。

進(jìn)一步的，步驟2中所述氯甲酸芐酯的滴加溫度為20℃，滴加時(shí)間為10～15min。

本發(fā)明的有益效果是：

(1)本發(fā)明提供的制備肼基甲酸芐酯的方法克服了現(xiàn)有技術(shù)的不足，通過(guò)添加冷卻結(jié)晶的方法得到純度更高的肼基甲酸芐酯，且冷卻結(jié)晶的方法簡(jiǎn)單易于操作，對(duì)于操作人員來(lái)說(shuō)更安全。(2)本發(fā)明的制備方法中，水合肼的回收套用，采用分段負(fù)壓蒸餾，得到低濃水合肼餾分Ⅰ和高濃水合肼餾分Ⅱ，餾分Ⅰ為水合肼含量≤2％的廢水，利用價(jià)值不大，只能破壞處理；低濃水合肼廢水通過(guò)鎳基催化劑進(jìn)一步降解，形成氫氣與氮?dú)?，隨尾氣進(jìn)行處理，反應(yīng)條件溫和，水合肼的降解可控，具有廣闊的應(yīng)用前景。餾分Ⅱ主要為水合肼，含量50％～70％，高濃水合肼與堿助劑一并用于合成肼基甲酸芐酯反應(yīng)中，堿助劑提高了回收水合肼的活性，實(shí)現(xiàn)了水合肼的套用，避免了水合肼的浪費(fèi)，更加環(huán)保。

制備方法

本發(fā)明中肼基甲酸芐酯的制備方法的工藝流程如圖1所示。

一種制備肼基甲酸芐酯的方法，包括如下步驟：

步：在反應(yīng)釜中加入二氯甲烷溶劑，然后加入水合肼攪拌至溶解，再加入催化劑，繼續(xù)攪拌至少5min；所述水合肼和溶劑按照重量比依次為1：6；催化劑為碳酸鉀、碳酸鈉、碳酸鋰、三乙胺、氫氧化鉀或氫氧化鈉中的一種；

第二步：在20±2℃下，將氯甲酸芐酯緩慢滴加至反應(yīng)釜中，滴加時(shí)間控制在10min，繼續(xù)保溫反應(yīng)2h；水合肼、催化劑以及氯甲酸芐酯按照摩爾量比依次為16：1：4；

第三步：將得到的反應(yīng)液通過(guò)分液裝置進(jìn)行保溫分水，分水后將水合肼回收套用，分水后得到的有機(jī)相備用；

第四步：將分水后得到的有機(jī)相，加入濃度為1mol/L鹽酸，進(jìn)行酸化精制；

第五步：將酸化精制后的溶液中加入碳酸鈉水溶液進(jìn)行中和；中和后的溶液進(jìn)行冷卻結(jié)晶離心，冷卻結(jié)晶的溫度為為0℃；濾液分液除去水，有機(jī)相回收套用，結(jié)晶的固體收集待用；

第六步：將收集的結(jié)晶固體用水重結(jié)晶，即得到肼基甲酸芐酯。

其中，上述制備方法的反應(yīng)方程式如下：

其中，水合肼的回收套用方法為：(a)將反應(yīng)后分液得到的水合肼負(fù)壓蒸餾，緩慢升溫，控制體系真空度為0.07～0.09MPa，蒸餾終點(diǎn)溫度為90℃，無(wú)餾分析出，收集餾分Ⅰ；(b) 將餾分Ⅰ于反應(yīng)瓶中加入其質(zhì)量0.05％～1％的鎳基催化劑，控制溫度30±10℃下反應(yīng)6～ 10h，過(guò)濾并收集鎳基催化劑，循環(huán)套用；(c)對(duì)過(guò)濾后的餾分Ⅰ體系繼續(xù)升溫，控制真空度≥0.095MPa，蒸餾終點(diǎn)溫度為120℃，無(wú)餾分析出，收集餾分Ⅱ，套用于肼基甲酸芐酯合成反應(yīng)中；餾分Ⅱ用于肼基甲酸芐酯合成時(shí)，需加入堿助劑，加入量為餾分Ⅱ質(zhì)量的13％～15％；堿助劑優(yōu)選為碳酸鉀。