本發(fā)明屬于有機化合物制備領(lǐng)域,涉及一種N,N-二烷基鹵代胺的制備方法,具體是一種N,N-二異丙基-2-氯乙胺的制備方法。
背景技術(shù):
N,N-二異丙基-2-氯乙胺(CAS:96-79-7)為無色透明液體,不溶于水,易溶于丙酮等有機溶劑,其結(jié)構(gòu)式如式S-1所示。N,N-二異丙基-2-氯乙胺用途廣泛,主要用于合成N,N-二異丙基乙二胺,并進一步合成用于治療和防治老年性癡呆的促智藥普拉西坦,具有重要的研究價值。
目前文獻報道(化學(xué)反應(yīng)工程與工藝,2004,20(4):372-375)的N,N-二異丙基-2-氯乙胺合成工藝由兩步組成,如S-2所示:第一步是二異丙基胺的羥乙基化;第二步是N,N-二異丙基乙醇胺的氯化得到最終產(chǎn)物,收率89.2%。
但是,該工藝存在明顯的不足:首先,使用了環(huán)氧乙烷和氯化亞砜作為原料,其中,環(huán)氧乙烷是一種劇毒并且易燃易爆的氣體,在生產(chǎn)和儲存過程中存在很大的安全隱患;氯化亞砜則是一種具有強腐蝕性的物質(zhì),在生產(chǎn)過程中還會產(chǎn)生大量的氯化氫氣體,不僅會腐蝕生產(chǎn)設(shè)備,還對生產(chǎn)線上的操作工人的生命健康造成危害?;谝陨系姆治?,發(fā)明人認為目前的N,N-二異丙基-2-氯乙胺合成方案有較大問題,因此,尋找一種收率高、環(huán)境影響小、成本低的合成工藝對N,N-二異丙基-2-氯乙胺的生產(chǎn)意義重大。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種N,N-二異丙基-2-氯乙胺的合成方法,采用本發(fā)明的方法合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺具有操作簡單、收率較高(收率≥95.1%)、后處理簡單等優(yōu)點。
為了解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供一種合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺的方法,包括如下步驟:
以二異丙胺、二氯乙烷為原料,醚為溶劑,在高壓釜(鈦材高壓釜)中,加入縛酸劑后進行合成反應(yīng)(惰性氣體置換,例如氮氣置換后),反應(yīng)溫度為80℃~150℃,反應(yīng)壓力為0.7~4.5MPa,反應(yīng)時間為3~7小時;所述二異丙胺:二氯乙烷=1:2~5的摩爾比;
合成反應(yīng)結(jié)束后的所得物經(jīng)后處理,得高純度(純度≥99.3%,質(zhì)量%)的N,N-二異丙基-2-氯乙胺。
作為本發(fā)明的合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺的方法的改進:所述二異丙胺:縛酸劑=1:1~1.5的摩爾比;所述縛酸劑為碳酸鈉或碳酸鉀。
作為本發(fā)明的合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺的方法的進一步改進:所述作為溶劑的醚為四氫呋喃、甲基叔丁基醚或異丙醚。
作為本發(fā)明的合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺的方法的進一步改進:所述二異丙胺:醚=1:1~2的質(zhì)量比。
作為本發(fā)明的合成N,N-二異丙基-2-氯乙胺的方法的進一步改進:所述后處理為:合成反應(yīng)結(jié)束后的所得物經(jīng)去離子水洗滌后,收集油相減壓精餾(直接減壓精餾,收集10Torr、62~65℃餾分),得高純度的N,N-二異丙基-2-氯乙胺。
本發(fā)明以二異丙胺和二氯乙烷為反應(yīng)原料,醚作為溶劑,在縛酸劑存在條件下合成目標化合物,并通過后處理得到高純度產(chǎn)品。
采用本發(fā)明的方法制備N,N-二異丙基-2-氯乙胺,采用二氯乙烷作為氯乙基化試劑,在溫和的反應(yīng)條件下獲得較高的目標化合物收率,后處理簡單,反應(yīng)方程式如S-3所示。本發(fā)明具有原料成本低、操作方便、收率高、后處理簡單、綠色環(huán)保等優(yōu)點。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進行進一步描述,但本發(fā)明的保護范圍并不僅限于此。
實施例1、一種N,N-二異丙基-2-氯乙胺的合成方法,依次進行如下步驟:
將101.2g(1.0mol)二異丙胺、198g(2.0mol)二氯乙烷、101.2g四氫呋喃、106g(1.0mol)碳酸鈉加至1000ml的鈦材高壓釜(帶機械攪拌、測溫探頭、電加熱套、冷卻盤管、插底管、放空閥和安全閥)中,氮氣置換三次后加熱至80℃,此時壓力為0.7MPa。保持該溫度反應(yīng)7小時后結(jié)束反應(yīng),冷卻至室溫,至反應(yīng)體系常壓。打開高壓釜,用250mL*3的去離子水洗滌反應(yīng)混合物,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10Torr,62-65℃)餾分155.5g,即為產(chǎn)品N,N-二異丙基-2-氯乙胺,收率95.1%,氣相色譜檢測純度為99.3%。
備注說明:反應(yīng)物冷卻至室溫后為固液混合物,經(jīng)洗滌后,固體鹽溶于去離子水,混合物即成為水油兩相。
實施例2、一種N,N-二異丙基-2-氯乙胺的合成方法,依次進行如下步驟:
將55.6g(0.5mol)二異丙胺、247.5g(2.5mol)二氯乙烷、101.2g異丙醚、79.5g(0.75mol)碳酸鈉加至1000ml的鈦材高壓釜(帶機械攪拌、測溫探頭、電加熱套、冷卻盤管、插底管、放空閥和安全閥)中,氮氣置換三次后加熱至150℃,此時壓力為4.5MPa。保持該溫度反應(yīng)3小時后結(jié)束反應(yīng),冷卻至室溫,至反應(yīng)體系常壓。打開高壓釜,用250mL*3的去離子水洗滌反應(yīng)混合物,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10Torr,62-65℃)餾分78.9g,即為產(chǎn)品N,N-二異丙基-2-氯乙胺,收率96.5%,氣相色譜檢測純度為99.3%。
實施例3、一種N,N-二異丙基-2-氯乙胺的合成方法,依次進行如下步驟:
將55.6g(0.5mol)二異丙胺、148.5g(1.5mol)二氯乙烷、83.4g甲基叔丁基醚、86.2g(0.62mol)碳酸鉀加至500ml的鈦材高壓釜(帶機械攪拌、測溫探頭、電加熱套、冷卻盤管、插底管、放空閥和安全閥)中,氮氣置換三次后加熱至110℃,此時壓力為1.4MPa。保持該溫度反應(yīng)5小時后結(jié)束反應(yīng),冷卻至室溫,至反應(yīng)體系常壓。打開高壓釜,用250mL*3的去離子水洗滌反應(yīng)混合物,合并收集三次洗滌的油相直接減壓精餾,收集(10Torr,62-65℃)餾分78.6g,即為產(chǎn)品N,N-二異丙基-2-氯乙胺,收率96.1%,氣相色譜檢測純度為99.4%。
對比例1-1、取消實施例2中溶劑的使用(即不加入醚作為溶劑),其余等同于實施例2,最終無產(chǎn)品生成。
對比例1-2、將實施例2中的異丙醚改成正丙醚,體積量不變;其余等同于實施例2;最終所得結(jié)果為:收率89.1%,氣相色譜檢測純度為99.1%。
對比例1-3、將實施例2中的異丙醚改成異丁醚,體積量不變;其余等同于實施例2;最終所得結(jié)果為:收率88.2%,氣相色譜檢測純度為99.2%。
由對比例1-1的結(jié)果可以看出,在沒有醚類溶劑加入的情況下,無法得到目標化合物;由對比例1-2和對比例1-3可以看出,在使用其余醚類溶劑的情況下,由于溶劑極性的差異,會導(dǎo)致反應(yīng)效果有一定程度的下降;同時,非常用醚類溶劑的使用,會導(dǎo)致增加生產(chǎn)成本。
對比例2-1:將實施例2中的碳酸鈉替換為氫氧化鈉,摩爾量不變(即將0.75mol碳酸鈉替換為0.75mol氫氧化鈉),其余等同于實施例2,最終結(jié)果為收率54.2%,氣相色譜檢測純度為98.1%。
對比例2-2、將實施例2中的碳酸鈉替換為碳酸鈣;摩爾量不變;其余等同于實施例2;最終所得結(jié)果為:收率78.1%,氣相色譜檢測純度為98.1%。
對比例2-3、將實施例2中的碳酸鈉替換為碳酸鎂;摩爾量不變;其余等同于實施例2;最終所得結(jié)果為:收率75.1%,氣相色譜檢測純度為98.5%。
從對比例2-1的結(jié)果可以看出,氫氧化鈉作為縛酸劑,會導(dǎo)致二氯乙烷的部分水解,顯著降低產(chǎn)物收率。從對比例2-2和對比例2-3的結(jié)果可以看出,碳酸鈣和碳酸鎂的縛酸效果較差,導(dǎo)致反應(yīng)收率下降。
最后,還需要注意的是,以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然,本發(fā)明不限于以上實施例,還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形,均應(yīng)認為是本發(fā)明的保護范圍。