二氟乙胺的工艺优化
2018-12-06吴盛均黄凯华张林林茅嘉龙李志明
吴盛均,黄凯华,张林林,茅嘉龙,李志明
(南通宝凯化工有限公司,江苏 南通 226221)
0 前言
2,2-二氟乙胺,分子式:C2H5F2N,结构式:CHF2CH2NH2, 分子量:81.06, 沸点:67.5 ℃~68.5℃[1]。2,2-二氟乙胺在医药、化工等领域有着广泛的应用。现有的合成工艺主要如下。
Swarts[2]用1-溴-2,2-二氟乙烷为原料并将其在具有2 mol醋酸铵的试管中于125℃~145℃加热3 d,反应物完全转化为二氟乙胺和四氟乙胺的化合物。两种产物通过分流法或通过将他们转化为盐酸盐或草酸盐分离。这种合成方法的缺点是反应时间较长,不能选择性地合成2,2-二氟乙胺。
国际专利公开WO2011/012243(作为PCT/EP2010/004434递交)提到了由2,2-二氟-1-卤代乙烷,优选2,2-二氟-1-氯乙烷,和氨起始制备2,2-二氟乙胺的方法。该方法是在溶剂存在下进行,并且按体积计该溶剂不能超过水含量的15%[3]。该方法反应中使用大量溶剂,需要在环境友好地使用资源方面进行改善。
本文对现有的合成工艺进行描述,重点介绍一种以二氟氯乙烷和液氨为原料制备2,2-二氟乙胺的新工艺。
1 实验部分
1.1 实验步骤
本实验的合成步骤有两步:第一步胺化反应:以二氟氯乙烷为原料,在溶剂及催化剂存在下通氨气氨化生成二氟乙胺,反应方程式如下:
第二步精馏:胺化后的产物经过精馏得到成品,釜液经过滤后得到副产氯化铵,滤液作为胺化反应的溶剂回用;催化剂为无机碘化物,溶剂为常用的有机溶剂丙三醇或NMP。
1.2 实验操作
1.2.1 实验一
在装有尾气吸收装置的高压反应釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶剂DMF和适量催化剂(无机碘化物),开动搅拌,加热升温,温度在20℃,慢慢通入1 mol氨气反应,观察釜内温度及釜压状况,当釜内温度升到50℃,此时釜压应在1.0 MPa,保温反应8 h,反应基本结束,然后冷却到室温,开启尾气吸收塔,打开排空阀进行过量的氨气吸收操作。胺化后的产物经过精馏得到成品。所述胺化反应后的尾气用水喷淋塔吸收处理后,将废氨水运送至污水站。
1.2.2 实验二
在装有尾气吸收装置的高压反应釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶剂DMF和适量催化剂(无机碘化物),开动搅拌,加热升温,温度在80℃,慢慢通入10 mol氨气反应,观察釜内温度及釜压状况,当釜内温升到200℃,此时釜压应在8.0 MPa,保温反应24 h,反应基本结束,然后冷却到室温,开启尾气吸收塔,打开排空阀进行过量的氨气吸收操作。胺化后的产物经过精馏得到成品。所述胺化反应后的尾气用水喷淋塔吸收处理后,将废氨水运送至污水站。
1.2.3 实验三
在装有尾气吸收装置的高压反应釜中依次加入100.5 g的CHF2CH2Cl、溶剂DMF和适量催化剂(无机碘化物),开动搅拌,加热升温,温度在60℃,慢慢通入7 mol氨气反应,观察釜内温度及釜压状况,当釜内温升到120℃,此时釜压应在6.0 MPa,保温反应16 h,反应基本结束,然后冷却到室温,开启尾气吸收塔,打开排空阀进行过量的氨气吸收操作。胺化后的产物经过精馏得到成品。所述胺化反应后的尾气用水喷淋塔吸收处理后,将废氨水运送至污水站。
2 结论
以上实验中,实验1的二氟乙胺的产率为86.7%,实验2的二氟乙胺的产率为95.3%,实验3的二氟乙胺的产率为95.4%。通过实验发现,随着温度,反应物质量的增加,二氟乙胺的产率也相应地提高了。