2-氯-N,N-二甲基乙酰胺的合成工艺研究

2015-11-28舒泉湧麻纪斌秦湫红李宗霖

合成材料老化与应用 2015年3期

翟帆，舒泉湧，麻纪斌，曲秦，秦湫红，尹航，李宗霖

（陕西新药技术开发中心，陕西西安 710000）

2-氯-N,N-二甲基乙酰胺是一种重要的化学溶剂及中间体，在酰胺的合成中应用非常广泛。目前报道的合成方法较多，但收率普遍偏低，或由于操作较复杂而不能应用于工业生产[1]。本文用正交实验的方法对2-氯-N,N-二甲基乙酰胺的合成进行了工艺优化，得到了最佳的工艺参数，能够适应工业化生产，在其合成研究中有着重要的参考价值。

1 材料与方法

1.1 试剂与仪器

33%二甲胺水溶液、结晶乙酸钠、氯乙酰氯、二氯甲烷、无水硫酸钠，其中结晶乙酸钠、氯乙酰氯、无水硫酸钠为分析级，其余均为工业级。

YR2001N 电子天平、SZCL-2 数显智能控温磁力搅拌器、SHB-B95 型循环水式多用真空泵、2XZ-2型旋片真空泵、WB-DIGIT 旋转蒸发仪、BM-2WAJ型阿贝折射仪、安捷伦GC-7809A。

1.2 实验方法

反应瓶中加入结晶乙酸钠、33%二甲胺水溶液、二氯甲烷，冷却循环泵降温，缓慢滴加氯乙酰氯,滴加过程中控制温度，滴毕升温反应。待反应完全，分出二氯甲烷相，水相用二氯甲烷萃取，合并有机相，搅拌下用无水硫酸钠干燥。减压蒸去二氯甲烷，残留物高真空蒸馏，收集馏分，测定折光率。用气相色谱法测定终产物纯度[2-3]。

2 结果与讨论

2.1 正交实验设计

为了减少副产物的生成，提高反应的收率和生产的效率，我们采用正交实验的方法对合成工艺进行了优化。设计了四因素三水平正交表（表1），四个因素分别为A 二甲胺与结晶乙酸钠摩尔比、B 二甲胺与氯乙酰氯摩尔比、C 反应温度(℃)、D 反应时间(h)，正交实验结果见表2。

由表2 可知，最优组合为A2B3C1D2，即最佳工艺为二甲胺与结晶乙酸钠摩尔比1:1.1、二甲胺与氯乙酰氯摩尔比1:1.2、反应温度20℃、反应时间1h。该化合物的合成当中各因素对收率的影响大小依次为A>B>D>C。

表1 因素水平 Table 1 Factors and level

表2 正交实验及结果 Table 2 Orthogonal experimental result

2.2 工艺条件验证

按所得最佳工艺条件进行实验，重复三批，其结果如表3

表3 验证实验 Table 3 Verificat ion results

3 次实验结果表明，优化工艺在合成过程中，收率较高，且结果比较稳定，可以适应工业化生产。

2.3 典型实验

500mL 三口瓶中加入结晶乙酸钠149.6g (1.1mol)、33%二甲胺水溶液136mL (1.0mol)、150ml 二氯甲烷，冷却循环泵降温至0℃，缓慢滴加氯乙酰氯136g (100ml,1.2mol)，滴加过程中控制温度低于5℃，滴毕升温至20℃反应1h，分出二氯甲烷相，水相用二氯甲烷萃取（2×50mL），合并有机相，搅拌下用无水硫酸钠干燥。减压蒸去二氯甲烷，得到棕色油状物111.3g。高真空蒸馏，收集102℃/11mmHg 馏分得108.2g 无色透明液体，折光率n20/D1.468，气相色谱法测定，纯度为97.5%。