背景及概述[1][2]
间胺为无色液体,在空气中或光作用下变为黄色或红棕色。相对密度0.989,熔点-43.6℃,沸点203~204℃。微溶于水,溶于乙醇和。能与水蒸气一同挥发,由间硝基经还原反应而制得。间胺主要用作医药合成中间体。
制备[2]
在高压反应釜中依次加入一定量的工业甲醇溶剂、催化剂及间硝基,用氢气置换3次。置换合格后,开启搅拌器,搅拌速度为1200~1500r/min,通入氢气,缓慢加热反应釜至所需温度,并加压。通过观察和记录反应釜内压强随时间的变化监测加氢反应进程。反应一段时间后,停止通入氢气,冷却,静置,让催化剂沉入釜底,吸取上层清液(即粗产物),通过气相色谱仪分析。混合气体中的氧能够被碱性焦性没食子酸溶液吸收,根据吸收前、后混合气体体积的变化,可计算出气体中氧的含量。在可燃性氢气中加入适量空气后,进行爆炸,根据爆炸后生成物体积的减少计算气体中氢气的含量。
氧的吸收:
氢气的爆炸:
利用镍为催化剂,在工业甲醇溶剂中催化间硝基加氢反应生成间胺。通过单因素考查和正交实验,以80g间硝基为计算基准,在工业甲醇溶剂200mL的固定条件下,得到的佳反应条件为:催化剂为2.0g,反应时间为6h,反应温度为90℃,反应压力为1.6MPa。在此条件下得到的间胺含量为99.79%,轻组分含量为0.11%,重组分含量为0.10%。
应用[3-9]
间胺主要用作医药合成中间体。其应用举例如下:
1)生产间甲酚。将一定浓度的或盐酸和间胺按比例分别加入配料锅中,形成间胺盐或间胺盐酸盐,从配料锅出来的间胺盐或间胺盐酸盐水溶液送到高压釜中,控制反应温度,间胺盐或间胺盐酸盐水解,水解液通过闪蒸回收部分水供配料使用,氨水溶液或苛性碱水溶液将水解液中和至pH为3-5后通过有机溶剂萃取,再进行萃取剂的回收和粗间甲酚的精制。本发明一步水解,大量减少的用量,不需要使用亚硝酸钠,反应过程中产生的稀浓度低于2%,稀酸的中和成本低,环境污染小。
2)制备N,N’-二(间基)脲。方法步骤如下:
1)将间胺与水混合后,滴加无机酸成盐反应,滴完后加入尿素,搅拌;间胺与无机酸的当量比为1∶0.95~1.05,间胺与尿素的摩尔比为1∶0.5~1,成盐反应温度为0~80℃;
2)将上述反应液加入到高压反应釜中,高压反应釜压力到2~10atm,保持1-5小时后泄压,出料,离心,水洗涤即可。本发明具有原料价格低廉易得,反应简单,总收率高和生产成本较低等优点,适宜于工业化生产。以间胺计,N,N’-二(间基)脲摩尔收率可达到理论量的90%以上;反应后母液经套用,摩尔收率可达到95%以上。
3)制备间氟,该方法步骤少、收率高,所得产品纯度高。本发明间氟的制备方法包括以下步骤:
1)成盐步骤:将摩尔比为(2-5)∶1的无水氢氟酸和间胺混合,混合方式为在7-10小时内向无水氢氟酸中匀速滴加全部间胺,滴加结束后再在5-7℃的条件下反应1-3小时,得到混合物1;
2)重氮化步骤:向混合物1中加入亚硝酸钠,所用亚硝酸钠与成盐步骤中所用间胺的摩尔比为(1-1.5)∶1,加入亚硝酸钠的方式为在8-10小时内向混合物1中匀速滴加全部亚硝酸钠,加完亚硝酸钠后再在0-3℃的条件下反应1-3小时,得到混合物2;
3)热分解步骤:将混合物2在0-50℃的条件下加热分解。
4)用于一种氧化氮气体制备间甲酚的过程,是将氧化氮气体通入间胺盐中进行重氮化,在有机溶剂存在及酸性条件下进行水解,酸相在负压条件下闪蒸后回用至成盐工序,有机相经脱轻、精馏后得到间甲酚产品。本发明采用氧化氮气体作为重氮化试剂,废酸中没有无机盐的存在,从而使废酸套用在工业上成为可能;水解在有机溶剂存在下进行,使水解产生的间甲酚迅速溶入有机相,反应产生的副产焦油状物质很少,提高了间甲酚的收率;无盐废酸在一定温度下负压闪蒸,除去反应水的同时还汽提出有机物,不但能使套用,减少的用量,经本发明工艺制备的间甲酚产品纯度99.7%,收率90%以上。
制备一种溶剂蓝63染料,它包括以下步骤:
(a)向反应容器中加入间胺,在搅拌条件下依次加入1-甲氨基-4-溴蒽醌、碱金属氢氧化物和铜盐,随后升温至100~130℃,反应4-7小时至终点;所述1-甲氨基-4-溴蒽醌、间胺、碱金属氢氧化物和铜盐的质量比为6:12~16:3~4:0.04~0.08;
(b)将步骤(a)的产物降温至60~70℃,随后加入甲醇进行离析;搅拌后降温至30~50℃,经过滤、洗涤、烘干即可。得到的反应纯度高,副反应少,反应时间短;更重要的是产品结晶明显,易洗涤,生产洗涤废水量少。
5)制备3-甲基肼盐酸盐,包括如下步骤:
(1)以间胺为起始原料,经重氮化反应制得氯化重氮;
(2)由(1)所得氯化重氮进一步在还原剂的作用下发生还原反应得还原产物;
(3)由步骤(2)所得还原产物在盐酸的作用下发生水解反应生成所述的3-甲基肼盐酸盐,特别是,步骤(2)中,还原反应以焦亚钠为还原剂,在15~25℃,pH为7~9的条件下进行。该方法在具有较高收率的同时,可缩短生产周期和降低生产成本。
6)制备3-甲基-4-异丙基酚,所述方法为:
(1)将间胺溶解在中与异丙基化试剂反应得到3-甲基-4-异丙基胺,所述的异丙基化试剂为异丙醇、丙烯或2-氯丙烷;
(2)再将所述的3-甲基-4-异丙基胺通过水解得到含3-甲基-4-异丙基酚的反应液,所述的水解为重氮水解或者以为溶剂高温高压水解;
(3)步骤(2)得到的含3-甲基-4-异丙基酚的反应液通过蒸馏及溶剂精制得到针状结晶3-甲基-4-异丙基酚;本发明方法具有反应条件温和、收率高,副产物少,污染小的提点,有效的解决了现有3-甲基-4-异丙基酚制备过程中副产物多、条件苛刻、污染大的难题。
主要参考资料
[1] 化学物质辞典
[2] 间硝基液相加氢合成间胺的研究
[3] CN200810235100.7直接水解法生产间甲酚的方法
[4] CN200610051603.XN,N’-二(间基)脲的水相高压制备方法
[5] CN201210308373.6间氟的制备方法
[6] CN201019026062.9一种氧化氮气体制备间甲酚的工艺
[7] CN201611074318.X一种溶剂蓝63染料的制备方法
[8] CN200810021716.4一种3-甲基肼盐酸盐的制备方法
[9]CN201210534804.0一种3-甲基-4-异丙基酚的制备方法