N,O-二甲基羟胺盐酸盐

2022/12/16 16:18:40

背景技术

N,O-二甲基羟胺盐酸盐用途广泛且价格昂贵,是重要的精细化工中间体,用于温勒伯(Weinreb)酰胺、医药及农药的合成。

目前用于合成N,O- 二甲基羟胺盐酸盐的方法有:

《化工中间体》2003年24期公开了《重要羟胺衍生物制备方法的研究》,以亚硝酸钠和亚硫酸氢钠为原料,通入SO2气体,经拉希克(Raschig)反应生成胲基二磺酸钠盐,用甲基化剂进行甲基化,再水解,甲基化得到N,O-二甲基羟胺。反应中使用的NaNO2毒性较大,在生产操作过程中存在一定的危险性,且NaNO2比较活泼,反应较难控制,生产的N,O- 二甲基羟胺产品质量较差,收率较低,三废污染较严重。

Goel, 0.P.和 Krolls, V.在《Organic Preparations and ProceduresInternational))中阐述了以氯甲酸乙酯、盐酸羟胺、硫酸二甲酯为主要原料,在碱性条件下,进行酰化、甲基化,最后用盐酸水解得到N,O-二甲基羟胺盐酸盐。此法反应过程中使用到剧毒的氯甲酸乙酯作为酰化剂,在生产操作上存在一定的危险性。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有技术上的不足,提供一种反应条件温和、操作更加简单、收率高、产物质量好、更加安全环保且适合工业化生产的N,O-二甲基羟胺盐酸盐的合成方法。

为了解决上述技术问题,本发明的技术方案为:一种合成N,O- 二甲基羟胺盐酸盐的方法,即在常温下,将醋酸酯与羟胺盐在碱存在的条件下进行酰化,然后用甲基化剂进行甲基化反应,其反应如下所示:

其中 R1=-CH^ -C2H5 ;HX 为 HCl 或 H2SO4, n为 1、2 或 3 ;

然后再加入酸进行水解,经中和和蒸馏并在得到的馏分中加盐酸得到N,O- 二甲基羟

胺盐酸盐,其反应式如下:

其合成步骤包括:

①室温下在反应容器中加入醋酸酯、羟胺盐,醋酸酯的用量与羟胺盐的摩尔比为Γ5:1 ;

②将温度升至20-50°C后加入碱,碱用量与步骤①中所加羟胺盐的摩尔比为广3:1 ;碱加完后在2(T50°C保温搅拌反应1〜5h ;

③控制温度在30-50°C,加甲基化剂,甲基化剂与步骤①中所加羟胺盐的摩尔比为Γ3:1 ;加完后在3(T50°C保温搅拌反应1〜5h ;

④在步骤③所得反应液中加入酸加热到50-100°C,水解时间为1〜4h,酸用量与步骤①中所加羟胺盐摩尔比为1.5^2.5:1 ;

⑤将步骤中④所得的水解液,加碱中和,常压蒸馏,蒸馏时间为2〜8h,在其馏分中加盐酸成盐,50-90°C减压浓缩至有晶体析出,冷却,抽滤,用冰甲醇洗涤,40-80°C真空干燥得N, O-二甲基羟胺盐酸盐,盐酸加入量与步骤①中所加羟胺盐摩尔比为1.5〜2.5:1。

所述步骤①中加入的醋酸酯为醋酸甲酯或醋酸乙酯,优选为醋酸甲酯;羟胺盐为盐酸羟胺或硫酸羟胺,优选为盐酸羟胺;步骤②中加入的碱为碱金属氢氧化物如NaOH、KOH或碱金属碳酸盐如Na2C03、K2CO3,优选为NaOH ;步骤③中甲基化剂为CH31、CH3Br, (CH3)2SO4中的一种,优选为(CH3)2SO4 ;步骤④中加入的酸为盐酸、硫酸、磷酸中的一种或多种,优选为硫fe。

所述步骤①中醋酸酯与羟胺盐摩尔比为1.5^2.5:1,过少会由于醋酸酯在碱性条件下水解而导致羟胺酰化不足,过高则导致原料消耗、成本增加,能耗增加。

所述步骤②中加碱时控制温度在4(T50°C,温度太高,醋酸甲酯碱性条件下容易水解。控制加碱流量调整加碱时间为1-2小时,加入时间为1〜2h,时间太短,副反应增加,时间太长,导致产率下降。碱用量与所加羟胺盐的摩尔比为疒2.5:1,碱用量太少,反应不完全,太多则造成原料浪费。`

所述步骤②中控制保温温度在40--50°C,温度太低,反应不完全,太高能耗大幅度增加,保温搅拌反应f2h。

所述步骤③控制温度在40-50°C保温搅拌反应,温度太低反应不完全,太高水解副反应增多,控制流量使甲基化剂加入时间为2〜3h,反应时间太短反应不完全,太长副反应增多。甲基化剂与所加步骤①羟胺盐的摩尔比为1.5^2.5:1,过少会由于甲基化剂水解而导致原料不够,过高则导致原料成本增加。

所述步骤③中加完甲基化剂后在4(T50°C保温反应,温度太低,反应不完全,太高能耗增加。保温搅拌反应f2h,反应时间太短反应不完全,太长收率影响不大,能耗增加。

所述步骤④中酸与羟胺盐的摩尔比优选为1.扩2.2:1,酸量不足,水解慢,副产物增加,过高则后处理困难加大。水解温度优选为80-100°C,温度太低,水解很慢,温度过高,易引起N,O-二甲基羟胺盐酸盐发生碳化变质,从而导致副产物增多,产物收率低,水解时间为3〜4h。

所述步骤⑤中盐酸加入量与步骤①中所加羟胺盐摩尔比为1.5〜2.0:1,盐酸量少,N, O-二甲基羟胺成盐不完全,过多,则造成原料的浪费。

与现有技术相比,本发明的优点在于:1.本发明合成N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法,相比于拉希克法和氯甲酸乙酯法,不会使用到二氧化硫、亚硝酸钠和氯甲酸乙酯等有毒有害原料,降低了生产操作过程中的危险性。

2.本发明合成N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法,相比于拉希克法和氯甲酸乙酯法,反应条件温和,操作更加简单,收率较高且产品质量好更加安全。废水排放比拉希克法减少一倍以上,更加环保适合工业化生产。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。

(1)在装有温度计,搅拌器,恒压漏斗的IOOOmL三口瓶中,加入盐酸羟胺22.5g(0.32mol)和醋酸甲酯 33.4g (0.45mol);

(2)在40〜45°C温度下,滴加液碱104g (0.79mol,350ml ),控制加碱流量为300ml/h,加完后相同温度保温搅拌Ih ;

(3)控制温度40〜45°C,滴加硫酸二甲酯90g (0.71mol,300ml),控制流量为150ml/h,加完后相同温度保温搅拌2h ;

(4)加入浓硫酸64g (0.64mol),恒温水浴加热,水浴温度80°C,保温搅拌2h ;

(5)加液碱中和,常压蒸馏3h,其·馏分加25%盐酸90g (0.62mol)成盐,60°C减压浓缩至有晶体析出,冷却,抽滤,用少量冰甲醇洗涤,50°C真空干燥得其盐酸盐产品23.4g,熔点113.5〜114.7°C,GC 含量为 99.12%,收率为 74.3%。

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