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,結構式:CHF2CH2NH2, 分子量:81.06, 沸點:67.5 ℃~68.5℃[1]。2,2-二氟乙胺在醫(yī)藥、化工等領域有著廣泛的應用?,F(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,反應物完全轉化為二氟乙胺和四氟乙胺的化合物。兩種產物通過分流法或通過將他們轉化為鹽酸鹽或草酸鹽分離。這種合成方法的缺點是反應時間較長,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]。該方法反應中使用大量溶劑,需要在環(huán)境友好地使用資源方面進行改善。
本文對現(xiàn)有的合成工藝進行描述,重點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。
本實驗的合成步驟有兩步:第一步胺化反應: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,反應方程式如下:
第二步精餾:胺化后的產物經過精餾得到成品,釜液經過濾后得到副產氯化銨,濾液作為胺化反應的溶劑回用;催化劑為無機碘化物,溶劑為常用的有機溶劑丙三醇或NMP。
1.2.1 實驗一
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在20℃,慢慢通入1 mol氨氣反應,觀察釜內溫度及釜壓狀況,當釜內溫度升到50℃,此時釜壓應在1.0 MPa,保溫反應8 h,反應基本結束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產物經過精餾得到成品。所述胺化反應后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運送至污水站。
1.2.2 實驗二
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在80℃,慢慢通入10 mol氨氣反應,觀察釜內溫度及釜壓狀況,當釜內溫升到200℃,此時釜壓應在8.0 MPa,保溫反應24 h,反應基本結束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產物經過精餾得到成品。所述胺化反應后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運送至污水站。
1.2.3 實驗三
在裝有尾氣吸收裝置的高壓反應釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶劑DMF和適量催化劑(無機碘化物),開動攪拌,加熱升溫,溫度在60℃,慢慢通入7 mol氨氣反應,觀察釜內溫度及釜壓狀況,當釜內溫升到120℃,此時釜壓應在6.0 MPa,保溫反應16 h,反應基本結束,然后冷卻到室溫,開啟尾氣吸收塔,打開排空閥進行過量的氨氣吸收操作。胺化后的產物經過精餾得到成品。所述胺化反應后的尾氣用水噴淋塔吸收處理后,將廢氨水運送至污水站。
以上實驗中,實驗1的二氟乙胺的產率為86.7%,實驗2的二氟乙胺的產率為95.3%,實驗3的二氟乙胺的產率為95.4%。通過實驗發(fā)現(xiàn),隨著溫度,反應物質量的增加,二氟乙胺的產率也相應地提高了。