背景
肼盐酸盐可用于染料工业用作染料中间以制造色酚AS-G;制药工业用作合成药物的原料;农药工业用作合成农药的中间体;分析化学中用作检验糖、醚、酮的特殊试剂。
合成【1】【2】
1. 采用胺重氮还原酸析法
先在反应锅中加入水、30%盐酸和胺,冷却到2℃,开始滴加亚硝酸钠溶液,控制反应温度为0—5℃,直至碘化钾淀粉试纸变蓝停止加料,再继续搅拌30min,制得重氮液进入还原工序。
先在还原锅中加入水、亚氢钠和30%液碱,升温至80℃,在pH值为6.2—6.7,反应温度为80—85℃条件下,加入上述重氮液,搅拌1.5h后,加入锌粉和硅藻土,再经搅拌、过滤,得到滤液即为磺化液,然后进入酸析工序。在酸析锅中加入上述磺化液和盐酸进行酸析,控制酸析温度在85—90℃,加料完毕,再搅拌10min,然后冷却到20℃以下,经过滤,滤饼即为肼盐酸盐。
其化学反应方程:
工艺流程:
2. 以对硝基氯苄为起始原料
对硝基氯苄( 化合物2) 为起始原料,经亚钠磺化、氯气氯代、四氢吡咯取代制得对硝基甲磺酰氯( 化合物3) ,经Fe2O3 - MgO 系催化剂水合肼还原制得化合物5,经重氮化、保险粉还原得目标产物( 化合物1) 。
合成路线图见下图:
(1). 对硝基甲磺酰氯( 化合物3)
向亚钠( 14.0 g,0.11 mol) 和H2O( 45 mL) 溶液中在强烈搅拌下加入化合物2( 17.2 g,0.1 mol) 和甲醇( 30 mL) 溶液,加热回流2 h 后蒸馏出甲醇,加水(100 mL) ,用浓盐酸调pH 至2,冷冻至-5 ℃ ,缓慢通入氯气,薄层色谱( TLC) 法( 展开剂为正丁醇) 显示原料消耗完毕后过滤,水洗,石油醚洗涤,得浅黄色固体。干燥后固体可直接用于下步反应,重结晶,得黄色针状晶体化合物3( 21.1 g,89.3% ) ,熔点( mp) 90~91 ℃。
(2). 对硝基甲磺酰吡咯烷( 化合物4)
将化合物3 ( 13.2 g ,0.06 mol ) 在搅拌下加入二氯甲烷( 90 mL) 中,待其溶解后,冰浴冷却下用恒压滴液漏斗缓慢加入吡咯( 12. 5 g,0. 18 mol),控制反应温度不超过12 ℃,加毕回到室温反应10 h,然后用水( 3 × 300 mL) 洗至中性,二氯甲烷萃取、合并有机相,干燥浓缩有机溶剂后得白色固体化合物4( 12.4 g,76.5% )。
(3). 4 - ( 吡咯烷- 1 - 基磺酰甲基) 胺( 化合物5)
将Mg( NO3)2·6H2O( 25.6 g,0.1 mol ) 和Fe( NO3)3·9H2O(20.2 g,0.05 mol) 溶解于水( 80 mL) 中,在强力搅拌下滴加到2 mol / L NaOH 和0.1 mol /LNa2CO3(150 mL) 混合溶液中,升温到85 ℃保持2 h,过滤,去离子水洗涤,60 ℃干燥24 h,450 ℃焙烧2 h,自然降到室温制得Fe2O3 - MgO 系加氢催化剂,过筛,备用。
将化合物4( 13. 5 g,0. 05 mol) 加入由100 mL 异丙醇和50 mL四氢呋喃配制的混合液,加入前述方法制得的催化剂0. 40 g,在70 ℃ 搅拌、保持微沸腾下滴加80% 水合肼( 7.4 g,0.125 mol) ,30 min 滴加完后保持回流3 h,TLC 法( 展开剂为正己烷∶ = l ∶ 1) 显示原料消耗完毕后,趁热过滤,催化剂用少量四氢呋喃洗涤,催化剂可以重复使用( 补加10% ,可以重复使用3 次) ,蒸馏溶剂后得到白色固体化合物5( 11. 0 g,92% )。
(4). 肼盐酸盐( 化合物1)
将化合物5( 12.0 g,0.05 mol) 加入到浓盐酸(100 mL) 和水(50 mL) 中,加热至45 ℃保持15 min,冰盐浴冷却至-5 ℃,恒压滴液漏斗滴加40% 亚硝酸钠( 3.80 g,0.055 mo1) 水溶液,同温搅拌1 h,得重氮化反应液,备用。
将保险粉(30 g,0.15 mol) ,水(100 mL)、氢氧化钠( 4 g,0.1 mol) ,四氢呋喃(10 mL) 溶解后冷却到0 ℃ ,将前述方法制得的重氮化反应液滴入保险粉溶液,保持反应温度在5 ℃以下,加完后1 h内回温至室温,加热至80 ℃ 保持1 h,过滤,加浓盐酸100 mL在80 ℃保持反应至无色,冰盐浴条件下冷却至0 ℃,析出黄色固体,搅拌25 min,抽滤,得黄色固体化合物1(10.0 g) ,收率为68.6% 。
包装贮运及危险特性【1】
包装上应有明显的“有毒品”标志,属有机有毒品,危规编号84224。贮存于阴凉、通风、干燥的库房中,远离火种、热源,防止日晒、避免受热,应与氧化剂,酸类、食品添加剂分开存放。搬运时轻装轻卸,防止包装破损,按有毒化学物品规定贮运。
本品有毒,经常接触会损伤主要机能,引起慢性中毒,对眼、呼吸道及皮呋都能引起过敏作用。空气中高允许浓度为55ppm,要求生产设备密闭,车间良好通风,工作人员穿戴好劳动防护用具。本晶易燃,遇明火能燃烧,加热分解时会放出有毒的氮化物气体,与氧化剂和二氧化铅均反应剧烈,失火时用泡沫,二氧化碳,千粉、砂土、雾状水灭火。
毒性【3】
肼盐酸盐是合成油溶性呈色剂的主要中间体和制药的原料。关于肼盐酸盐的毒性作用已有部分报道。主要表现为对皮肤的致敏作用,可引起急性和慢性湿疹。对肝、肾、神经系统、血液系统也均有不同程度的损害,可引起溶血性贫血、高胆红质血症、尿胆素原、高铁血红蛋白和赫恩氏小体、肝肿大、肝功异常。轻者头痛、面色苍白、食欲减退,腹痛腹泻,重者头晕、呼吸急促、高铁血红蛋白症、溶血性贫血、血尿等。因此降低接触浓度,减少毒性反应,改革工艺流程,势在必行。
参考文献
[1] 陈松茂,化工产品实用手册 (三),上海科学技术文献出版社,1990.10,第361页
[2] 夏克坚,( 吡咯烷- 1 - 基磺酰甲基) 肼盐酸盐的制备,中国药业,2014.08,第35页
[3] 薛守贵,陈学诗,梁尚敏,现代临床医学研究与实践 辑,中国科学技术出版社,1993年04月第1版,第623页