專利名稱：一種胺類化合物單甲基化的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及胺類化合物的單甲基化，具體地說是使甩碳酸二甲酯(DMC)作為甲基化試劑，最終將在該胺類化合物的氮原子上接上一個甲基。
背景技術(shù)：
胺類化合物作為一大類常用有機(jī)化合物，其甲基化反應(yīng)，多采用與甲 基化試劑反應(yīng)接上甲基的方法，也有用甲醛、甲酸通過Eschweiler，W-Clarke 反應(yīng)的方法接上甲基的。但前面方法所經(jīng)常使用的甲基化試劑，是指鹵代 甲烷(MeX; X = Cl，Br,I)、硫酸二甲酯(DMS)以及磷酸酯類，雖然可 用于在溫和的反應(yīng)條件下甲基化胺上的氮原子。但是這些試劑在環(huán)境和操 作安全性方面存在嚴(yán)重的隱患。比如，硫酸二甲酯是劇毒化合物，操作危 險，后處理困難。又比如鹵代甲烷，甲基化后的含鹵素副產(chǎn)，分離困難， 且存在環(huán)境安全隱患。而且，上述所有方法，多是在偏酸性甚至強酸性條 件下反應(yīng)，設(shè)備腐蝕嚴(yán)重的同時，容易引入不必要的腐蝕雜質(zhì)。更重要的 是，上述反應(yīng)方法，對于單甲基化和多甲基化的反應(yīng)選擇性不容易掌握， 一般情況下，在對單甲基化有特殊要求時，目標(biāo)單甲基化產(chǎn)品收率普遍不 咼。碳酸二甲酯本身是安全、無毒且無環(huán)境污染的化工原料。甲基化反應(yīng) 后的直接副產(chǎn)品，甲醇和二氧化碳也沒有處理上的問題。而且在本發(fā)明中， 為堿性條件反應(yīng)，大大減小了由腐蝕帶來的生產(chǎn)和處理過程中的成本附加。 最主要的是，通過對反應(yīng)條件的控制，可以得到高轉(zhuǎn)化率、高選擇性的單 甲基化目標(biāo)產(chǎn)品。發(fā)明內(nèi)容碳酸二甲酯作為一種安全環(huán)保的甲基化試劑，隨著產(chǎn)能的迅速提高， 其實用價值日漸提高。本發(fā)明的目的就是在于提供一種利用碳酸二甲酯作 為甲基化試劑使胺類化合物單甲基化的有效方法。為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案為一種胺類化合物單甲基化的方法，以一級胺或二級胺為原料，使用碳酸二甲酯(DMC)作為甲基化試劑；反應(yīng)添加催化劑的條件下進(jìn)行，催化 劑可為堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、二乙基三胺、NaY型分子篩；催化劑的添加量為除催化劑之外的液體原料總重量的0.5~40%,較好為 0.5~25%。本發(fā)明將胺類化合物、碳酸二甲酯，以及催化劑、可選的溶劑投入反 應(yīng)釜中，在常壓或加壓條件下，升溫反應(yīng)一定時間，即可得到單甲基化目 標(biāo)產(chǎn)物。所述一級胺或二級胺的化學(xué)結(jié)構(gòu)式為，R-—NH2 (I)或 R^"NH—R2 (II);其中，R、 ^或112為C1 C20的直鏈或支鏈的飽和或不飽和烷基、 含有芳香環(huán)的單取代，多取代或非取代的基團(tuán)、含有""OH、 一X (X代表o o鹵族元素)、一&一、 一&一o—等有機(jī)官能團(tuán)的烷基或芳香基，由(I)生成化學(xué)式可以用R-—NH—CH3表達(dá)，或由(II)生成可以用R1-N"W表達(dá)的最終產(chǎn)物。所述碳酸二甲酯的摩爾用量范圍為，碳酸二甲酯胺=0.5 10: 1，較 好為碳酸二甲酯胺=1~3: 1;反應(yīng)的溫度為80 200°C，較好為90 150。C， 反應(yīng)時間為1 24小時，較好為3 15小時。所述反應(yīng)可在添加或不添加溶劑的條件下進(jìn)行；當(dāng)添加溶劑時，溶劑 可為甲醇，N， N—二甲基甲酰胺(DMF)，三甘醇二甲醚等；溶劑的加 入量范圍在除溶劑之外的液體原料總重量的0~100%，較好為10~40%;所述反應(yīng)可在常壓或加壓條件下進(jìn)行；如果在加壓條件下進(jìn)行，反應(yīng) 壓力為0.1 5MPa，較好為0.1 lMPa。與其他合成方法相比，本發(fā)明具有如下特點-1、 原料胺類化合物反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，單甲基化產(chǎn)物選擇性高。由 此，目標(biāo)單甲基化產(chǎn)物收率高。2、 反應(yīng)液始終保持堿性，比之于其他方法，幾乎可以忽略設(shè)備 腐蝕問題。3、 試劑毒性小，反應(yīng)條件溫和，危險性小。4、 反應(yīng)一步完成，工藝路線簡單，易于實施。5、 產(chǎn)物易于分離，主反應(yīng)的反應(yīng)副產(chǎn)易于處理。
具體實施方式
為了幫助對本發(fā)明內(nèi)容實施過程的理解，以下列舉了一些優(yōu)選的合成 實例。不能理解為該實例是對本發(fā)明權(quán)利要求范圍的限制。實施例l由苯胺合成N—甲基苯胺將苯胺93g和90g DMC， 37g二乙三胺投入到高壓反應(yīng)釜中，氮氣置 換后，升溫到IOO'C，反應(yīng)12小時。然后蒸餾除去低沸點物質(zhì),收集194 1% "C餾分，可得到99gN—甲基苯胺，收率92.5%。實施例2由N—甲酰苯胺合成N—甲基甲酰苯胺將N—甲酰苯胺121g和108gDMC， 4.6g碳酸鉀投入到反應(yīng)瓶中，升 溫到9(TC，回流條件下，反應(yīng)6小時。然后蒸餾除去低沸點物質(zhì)，產(chǎn)物經(jīng)過 減壓蒸餾，收集130—133。C/2.1kPa的餾分，得到130gN—甲基甲酰苯胺， 收率96.3%。實施例3由十八胺合成N—甲基十八胺將十八胺269g和270gDMC， 162g甲醇，3.5gNaY分子篩投入到高壓 反應(yīng)釜中，升溫到10(TC，自然升壓條件下，反應(yīng)3小時。然后將產(chǎn)物過濾 后蒸餾，除去低沸點物質(zhì)，經(jīng)過冷卻、干燥，得到269gN—甲基苯胺，收率 95%。實施例4由對氨基苯酚合成對甲氨基苯酚將對氨基苯酚109g和135gDMC， 3.5g氫氧化鉀投入到高壓反應(yīng)釜中， 升溫到12(TC，自然升壓條件下，反應(yīng)8小時。然后產(chǎn)物經(jīng)結(jié)晶和重結(jié)晶、 干燥，得到116g對甲氨基苯酚，收率94.3%。
權(quán)利要求
1. 一種胺類化合物單甲基化的方法，其特征在于以一級胺或二級胺為原料，使用碳酸二甲酯作為甲基化試劑；反應(yīng)在添加催化劑的條件下進(jìn)行，催化劑可為堿金屬的氫氧化物、堿金屬的碳酸鹽、二乙基三胺、NaY型分子篩；催化劑的添加量為除催化劑之外的液體原料總重量的0.5～40％。
2. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述一級胺或二級胺的 化學(xué)結(jié)構(gòu)式為，R—NH2 (I)或 R^—NH—R2 (II);其中，R、 R'或Fe為C1 C20的直鏈或支鏈的飽和或不飽和垸基， 含有芳香環(huán)的單取代、多取代或非取代的基團(tuán)，含有"OH、 一X (X代表<formula>formula see original document page 2</formula>鹵族元素)、一^一、 一^一0"有機(jī)官能團(tuán)的烷基或芳香基。由(I)生成<formula>formula see original document page 2</formula>化學(xué)式可以用R^"NH"CH3表達(dá)，或由(II)生成可以用^-N—RS表達(dá)的最終產(chǎn)物。
3. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述碳酸二甲酯的摩爾 用量范圍為，碳酸二甲酯胺=0.5 10: 1;反應(yīng)的溫度為8O 200°C，反應(yīng)時間為1 24小時。
4. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述碳酸二甲酯的摩爾 用量范圍為，碳酸二甲酯胺=1~3: 1;反應(yīng)的溫度為90 150°C ，反應(yīng)時間為3~15小時。
5. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)可在添加或不 添加溶劑的條件下進(jìn)行；當(dāng)添加溶劑時，溶劑可為甲醇，N， N—二甲 基甲酰胺，三甘醇二甲醚；溶劑的加入量范圍在除溶劑之外的液體原料總 重量的0~100%。
6. 按照權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于所述溶劑的加入量范圍 在除溶劑之外的液體原料總重量的10~40%。
7. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述催化劑的添加量為 除催化劑之外的液體原料總重量的0.5 25%。
8. 按照權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)可在常壓或加 壓條件下進(jìn)行；如果在加壓條件下進(jìn)行，反應(yīng)壓力為0.1 5MPa。
9. 按照權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于所述反應(yīng)壓力為 O.卜lMPa。
全文摘要
本發(fā)明涉及胺類化合物的單甲基化，具體地說是一種胺類化合物單甲基化的方法，其特征在于以一級胺或二級胺為原料，使用碳酸二甲酯(DMC)作為甲基化試劑。本發(fā)明具有如下優(yōu)點原料胺類化合物反應(yīng)轉(zhuǎn)化率高，單甲基化產(chǎn)物選擇性高，因此目標(biāo)單甲基化產(chǎn)物收率高。反應(yīng)液始終保持堿性，比之于其他方法，幾乎可以忽略設(shè)備腐蝕問題；試劑毒性小，反應(yīng)條件溫和，危險性小；反應(yīng)一步完成，工藝路線簡單，易于實施；產(chǎn)物易于分離，主反應(yīng)的反應(yīng)副產(chǎn)易于處理。
文檔編號C07C209/00GK101260045SQ20071001053
公開日2008年9月10日 申請日期2007年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年3月7日
發(fā)明者慶 王 申請人:撫順市化工研究設(shè)計院