吳盛均,黃凱華,張林林,茅嘉龍,李志明
(南通寶凱化工有限公司,江蘇 南通 226221)
2,2-二氟乙胺,分子式:C2H5F2N,結(jié)構(gòu)式:CHF2CH2NH2, 分子量:81.06, 沸點(diǎn):67.5 ℃~68.5℃[1]。2,2-二氟乙胺在醫(yī)藥、化工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。現(xiàn)有的合成工藝主要如下。
Swarts[2]用1-溴-2,2-二氟乙烷為原料并將其在具有2 mol醋酸銨的試管中于125℃~145℃加熱3 d,反應(yīng)物完全轉(zhuǎn)化為二氟乙胺和四氟乙胺的化合物。兩種產(chǎn)物通過分流法或通過將他們轉(zhuǎn)化為鹽酸鹽或草酸鹽分離。這種合成方法的缺點(diǎn)是反應(yīng)時間較長,不能選擇性地合成2,2-二氟乙胺。
國際專利公開WO2011/012243(作為PCT/EP2010/004434遞交)提到了由2,2-二氟-1-鹵代乙烷,優(yōu)選2,2-二氟-1-氯乙烷,和氨起始制備2,2-二氟乙胺的方法。該方法是在溶劑存在下進(jìn)行,并且按體積計該溶劑不能超過水含量的15%[3]。該方法反應(yīng)中使用大量溶劑,需要在環(huán)境友好地使用資源方面進(jìn)行改善。
本文對現(xiàn)有的合成工藝進(jìn)行描述,重點(diǎn)介紹一種以二氟氯乙烷和液氨為原料制備2,2-二氟乙胺的新工藝。
本實(shí)驗的合成步驟有兩步:第一步胺化反應(yīng):以二氟氯乙烷為原料,在溶劑及催化劑存在下通氨氣氨化生成二氟乙胺,反應(yīng)方程式如下:
第二步精餾:胺化后的產(chǎn)物經(jīng)過精餾得到成品,釜液經(jīng)過濾后得到副產(chǎn)氯化銨,濾液作為胺化反應(yīng)的溶劑回用;催化劑為無機(jī)碘化物,溶劑為常用的有機(jī)溶劑丙三醇或NMP。
1.2.1 實(shí)驗一
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應(yīng)釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機(jī)碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在20℃,慢慢通入1 mol氨氣反應(yīng),觀察釜內(nèi)溫度及釜壓狀況,當(dāng)釜內(nèi)溫度升到50℃,此時釜壓應(yīng)在1.0 MPa,保溫反應(yīng)8 h,反應(yīng)基本結(jié)束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進(jìn)行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產(chǎn)物經(jīng)過精餾得到成品。所述胺化反應(yīng)后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運(yùn)送至污水站。
1.2.2 實(shí)驗二
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應(yīng)釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機(jī)碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在80℃,慢慢通入10 mol氨氣反應(yīng),觀察釜內(nèi)溫度及釜壓狀況,當(dāng)釜內(nèi)溫升到200℃,此時釜壓應(yīng)在8.0 MPa,保溫反應(yīng)24 h,反應(yīng)基本結(jié)束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進(jìn)行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產(chǎn)物經(jīng)過精餾得到成品。所述胺化反應(yīng)后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運(yùn)送至污水站。
1.2.3 實(shí)驗三
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應(yīng)釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機(jī)碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在60℃,慢慢通入7 mol氨氣反應(yīng),觀察釜內(nèi)溫度及釜壓狀況,當(dāng)釜內(nèi)溫升到120℃,此時釜壓應(yīng)在6.0 MPa,保溫反應(yīng)16 h,反應(yīng)基本結(jié)束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進(jìn)行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產(chǎn)物經(jīng)過精餾得到成品。所述胺化反應(yīng)后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運(yùn)送至污水站。
以上實(shí)驗中,實(shí)驗1的二氟乙胺的產(chǎn)率為86.7%,實(shí)驗2的二氟乙胺的產(chǎn)率為95.3%,實(shí)驗3的二氟乙胺的產(chǎn)率為95.4%。通過實(shí)驗發(fā)現(xiàn),隨著溫度,反應(yīng)物質(zhì)量的增加,二氟乙胺的產(chǎn)率也相應(yīng)地提高了。