杀菌防腐剂BL—1的合成工艺研究

杀菌防腐剂 BL一1的合成工艺研究 ／ 章德宏 汪锦邦 李 平 冯士清 ----．．．．．．—-．．J —1 北 京市营养诼研 究所 ，100054) Q 1 6 研究了 BI 1及其 中间体合成的各种胗响因素，对反应条件进行了考察，确定了最佳工艺条件，各步收 率超过国外专利报道 。 关键词；杀菌剂 防腐 台成 BL 1 2一甲基 4 异噻唑啉一3酮 5 氯一2一甲基一4一异噻唑啉 3一 酮 3．3‘二硫代二丙 酸二 甲酯 N．N‘一二 甲基一二硫代二丙酰胺 BL—l是一种广谱高效的杀菌防腐剂，有着 极为广泛的用途，可用于除食品、饲料防腐和卫生 消毒之外的各个需要杀菌防腐的场合。BL—l的 有效成分为 5一氯 2一甲基一4 异噻唑啉一3 酮 (I)和 2一甲基 4 异噻唑啉 3 酮 (Ⅱ)，另外加 入硝酸镁作为稳定剂。 I和 Ⅱ都是性能极好的杀 菌防腐剂 ，当它们混合使用 时，效果可大大增强。 在 I和 Ⅱ的重量 比为 3．2：l时 ，效果最好，在此 比例下 ．I和 Ⅱ的总浓度仅 9×10 就可抑制细 菌、霉菌和酵母的生长。本文研究 了BL—l及其 中间体合成的各 种影响 因素，对反应条件进行 了 优化，实验结果理想，各步收率超过国外专利报 道 。 l 合成路线 1．1 由丙烯酸甲酯与多硫化钠反应磊到3，3 二硫代二丙酸二甲酯(Ⅲ) CH￡~ HCOOCH + NaSx— Sx(CH~CH zC(X)CH,)2 璺 (scH 2CH2COOCH )2 (I) 1．2 由Ⅲ与一 甲胺反应得到 N．NL二 甲基一3． 3’_二硫代二丙酰胺 (Ⅳ) (SCH：CH2C(X)CH3)z+CH3NH 一 (SCH2CH 2CoNHCH3)2 ( ) 1．3 由Ⅳ与氯气反应得到 I和Ⅱ的混合物 】和 Ⅱ的比例为 3．2；1(重量比)。I和 Ⅱ不 经分离可直接配制成适 当浓度，用于杀菌、防腐 。 (SCFl H2CONHCH3)2+ C L 一 (J) (Ⅱ ， 2 实验部分 2．1 Ⅲ的制备 在三 口瓶中加入丙烯酸 甲酯 和硫化铵溶液 ． 在设定的反应温度下 同时滴加多硫化钠和盐酸 ． 通过控制滴加速度 ，保持反应体系的 pH值 。滴加 完毕后继续搅拌 l h。分 出有机相，加 1 mol／L亚 硫酸钠溶液于 70 C搅拌 3 h，放冷分层。分 出有机 相，即为 3，3 二硫代二丙酸二甲酯。以溴酸钾滴 定法测定其含量，并 醋酸镉检验其 中的多硫键 。 2．2 Ⅳ的制备 将 Ⅲ置于三 口瓶 中，在设定温度下滴加一 甲 胺溶液 ．搅拌至有大量结晶产生 ，过滤．经水重结 晶后 ，得到 Ⅳ的白色针状结晶。 2．3 有效成分 t和 Ⅱ的制备 将 Ⅳ和 甲苯置于三 口瓶中 ，在搅拌下通人 氯 气至所需重量 。加水溶解沉淀 ，分出甲苯层 ．得到 I和 Ⅱ的混合物。分析 I和 l的含量 ．并计算 出它 们的摩尔数．收率按下式计 算： 一 X 100 收稿 日期 ：J99 7一蹦 一26I修改稿 收到 日期 ：l998—04—22 。 维普资讯 http://www.cqvip.com 第 3期 章德宏等 杀菌防腐剂 BL一1的台成工艺研究 3 结果与讨论 3．1 Ⅲ合成影响因素的考察 3．1．1 反应体 系 pH值的影响 反应体系 pH 值的影响见 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 1。 寰 1 pH值 对 I台成 结果的影响 · 从表观上看 ，pH 值越高，收率越高。但是 ，当 pH值超过 6时，产物中含有多硫化物。溴酸钾滴 定法是通过氧化二硫键来测定 Ⅱ的含量 。多硫键 也同时被氧化，每摩尔多硫化物被当作数摩尔 Ⅲ 滴定 ，使测定结果偏 高。由于多硫化物严重影响到 下面两步反应产物的纯度，因此 pH值应控制在 3 ～ 5之问，此时含量 、收率都达到最佳。 3．1．2 投料比的影响 在pH值 3～5条件下，改变丙烯酸甲酯与多 硫化钠的投料 比(重量 比)观察其影响 ，结果 见表 2 寰 2 投料比对■台成结果的影响 由表 2可见 ，当投料 比达 1：3．0时，含量、收 率都达到最佳。继续增大投料比，不能提高收率。 若投料比增大到 1：5．0时 ，产物 中开始出现多硫 化物 而投料比低于 1：3．0时，反应不完全 3．1．3 反应温度的影响 在 pH值 3～5、投料比 l：3．0条件下，考察 反应温度的影响 ，结果见表 3。 由表 3可 以看出 ，在 40 C以下时 ，产物 的含 量和收率不受温度影响。但是 ，当温度升至 50 C 以上时，产物 中出现多硫化物。由于反应放热较剧 烈．温度高些对于冷却条件的要求比较低 ．因此在 4O C反应最 为有利。 寰 3 温度对Ⅲ台成结果的影响 综上考虑各因素的影响，组成最佳反应条件 为：反应体系 pH值 3～5，丙烯酸甲酯与多硫化钠 的投料比为 1：3．0(重量 比)，反应温度 40 C。按 此条件进行放大实验得到的产物均达到最佳收率 和含量指标 。 3，2 反应因素对Ⅳ收率的影响 3．2．1 投料比的影响 考察 了 Ⅱ与一 甲胺 的摩尔 比对 收率 的影响 ， 结果见表 4。 寰 4 投料比对Ⅳ台成收辜的影响 由表 4可见 ，一 甲胺适当过量可以提高产率 ， 当 I与一 甲胺摩尔比为 1：3．6时 ．收率可接近最 大值，从经济上考虑，不必再增大一甲胺的比例。 3，2．2 温度的影响 Ⅲ与一 甲胺按照 1 t 3．6的比例投料 ．考察不 同反应温度对收率的影响，结果见表 5。 寰 5 反应温度对Ⅳ台成收辜的影响 实验 号 温度／c 收辜， 实驻 号 温度／C 收率． 2o 5 72 6 23 35 72．5 21 15 72．8 24 45 69．1 22 25 72．5 25 55 65．0 当温度不高 于 35 C时，收率不 受温度 的影 维普资讯 http://www.cqvip.com 精 细 石 油 化 工 1 998年 响。而当温度达到 5 C时，由于一甲胺的溶解度 减小 ，使得反应不完全，收率降低。这步反应仅有 轻微放热 ，因此在室温(15～25 C)反应最容易操 作 。 通过以上实验结果可以确定 Ⅳ的最佳合成工 艺条件为：反应温度 15～25 C．Ⅲ与一甲瞎的摩 尔 比为 1：3．6。 3、2．3 通氯■对有效成分 l和 Ⅱ混合物制备的 影响 实验 中根据通 氯后反应体系的增重 ，计 算吸 收氯气的摩尔数 ，考察通氯量对 有救成分 I和 Ⅱ 混合物总收率及比例 的影响，结果见表 6。 由表 6可以看 出，通 氯摩尔 比达 1：3以上 时 收率基本稳定，而 I的比例随通氯量的增大而 增大。根据不同需要 ，可以通过控制通氯量来控制 有救成分的 比例。最佳通氯摩尔比为 1：5，此 时 和 目的比例为最佳值 3．2：1。 表6 通氯■对 l和 I合成结果的影响 】 US 3 769 3】5 2 EP 95 907 参 考 文 献 THE PREPARAT10N 0F GERM ICIDE BL 一1 Zhang Dehong，Wang Jinbang，Li Ping and Feng Shiqing (Beijing Institute yor Nutritional Resources) Abstract The reaction conditions on the preparation of germicide BI 一1 and its precursors were studied． Keywords：germicide；BL —l；5一C1—2一methyl一4一isothiazolin一3一one；2一methyl一4一isoth iazolin一3一one；dimethyl 3，3 一dithiodipr0pionate；N ，N 一dimethyl一3，3 一dithiodipropionamide 维普资讯 http://www.cqvip.com