專利名稱：席夫堿制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種席夫堿的制備方法，尤其是一種芳醛和芳胺類物質(zhì)制備席夫堿的方法。
背景技術(shù)：
席夫堿是指由含有醛基和氨基的兩類物質(zhì)通過(guò)加成消除反應(yīng)而形成的含亞胺基或甲亞胺基的一類有機(jī)化合物，該化合物是一類重要的有機(jī)配位體，可以與許多金屬離子通過(guò)配位鍵形成配合物。自1931年P(guān)feifer等人首次合成席夫堿以后，直到20世紀(jì)60年代才開(kāi)始得到化學(xué)工作者的重視，尤其是近年來(lái)，席夫堿在醫(yī)藥和農(nóng)藥、緩蝕劑、催化劑、有機(jī)合成、新材料開(kāi)發(fā)和研制領(lǐng)域以及分析化學(xué)方面廣泛應(yīng)用，對(duì)其研究目前已成為配位化學(xué)和有機(jī)化學(xué)研究的熱點(diǎn)。
傳統(tǒng)的席夫堿合成方法，是在以無(wú)水乙醇為溶劑，回流條件下進(jìn)行醛基和氨基的縮合。由于該反應(yīng)是一個(gè)可逆反應(yīng)，因而常常在體系中加入共沸劑把反應(yīng)生成的水帶出反應(yīng)體系而達(dá)到提高產(chǎn)率的目的，但反應(yīng)的產(chǎn)率也只有60％-80％，并且還要消耗大量的有機(jī)溶劑，操作時(shí)間長(zhǎng)，反應(yīng)需要加熱，反應(yīng)能耗高，對(duì)環(huán)境有一定的污染。近年來(lái)隨著科技的發(fā)展，部分研究人員采用固相反應(yīng)法制備席夫堿，以球磨法和研磨法為代表，這兩種方法均不可避免的會(huì)將雜質(zhì)引入到產(chǎn)品中，降低產(chǎn)品的品質(zhì)。而且相對(duì)能耗較高，很難實(shí)現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的，是提供一種反應(yīng)時(shí)間短、產(chǎn)率高、產(chǎn)物純凈、可工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的席夫堿制備工藝。其技術(shù)方案是一種席夫堿制備方法，包括步驟a、將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運(yùn)動(dòng)，相互摩擦，增強(qiáng)其反應(yīng)活性；b、在芳醛和芳胺運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置固定靶，高速運(yùn)動(dòng)的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。
所述芳醛是對(duì)羥基苯甲醛、對(duì)硝基苯甲醛、對(duì)二甲胺基苯甲醛中任一種；所述芳胺是對(duì)氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸中任一種。
所述芳醛和芳胺加速到1-3倍音速。
所述將芳醛和芳胺加速的方法是，將芳醛和芳胺與高速載體氣流混合，由載體氣流運(yùn)載芳醛和芳胺運(yùn)動(dòng)。所述載體氣流是壓縮空氣。
所述步驟a、b周期性循環(huán)進(jìn)行，芳醛和芳胺充分反應(yīng)后收集席夫堿。
將收集的席夫堿真空干燥，干燥溫度≤90℃。
采用上述方法制備席夫堿，工藝簡(jiǎn)單，流程短，使用設(shè)備少，能耗低，單次反應(yīng)時(shí)間短，原料轉(zhuǎn)化率大于98％，產(chǎn)率高，生產(chǎn)能力大，反應(yīng)條件溫和，不使用任何催化劑或溶劑，產(chǎn)物純凈，品質(zhì)好，無(wú)三廢排放，無(wú)需環(huán)境治理。


圖1是本發(fā)明的工藝流程和裝置結(jié)構(gòu)示意圖具體實(shí)施方式
參見(jiàn)圖1設(shè)置一個(gè)制備席夫堿的裝置，該裝置包括反應(yīng)器4、膨脹腔3。膨脹腔3位于反應(yīng)器4上方，膨脹腔3的出口連接反應(yīng)器4的進(jìn)口，反應(yīng)器4的出口通過(guò)回流管7連接膨脹腔3的進(jìn)口，構(gòu)成一個(gè)閉路循環(huán)裝置。在膨脹腔3的頂部設(shè)有進(jìn)料斗1，膨脹腔3的上部設(shè)有排氣口2。反應(yīng)器4的一端設(shè)有壓縮空氣噴嘴5；反應(yīng)器4的另一端面是靶面6。
下面以合成對(duì)羥基苯甲醛縮對(duì)氨基苯甲酸席夫堿為例，詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明。
將對(duì)羥基苯甲醛和對(duì)氨基苯甲酸按化學(xué)計(jì)量比混合均勻，裝入進(jìn)料斗1備用。
調(diào)試裝置開(kāi)啟噴嘴5，向循環(huán)裝置通入壓縮空氣，作為反應(yīng)物質(zhì)的運(yùn)載媒體，壓縮空氣依序經(jīng)反應(yīng)器4、回流管7、膨脹腔3，從排氣口2排出。調(diào)整噴嘴5和排氣口2的開(kāi)度，使循環(huán)裝置內(nèi)的壓力穩(wěn)定在某一定值，并使噴出氣流的速度≥2倍音速。由于循環(huán)裝置各部分的通徑不同，壓縮空氣在各部分的流速也就不同，反應(yīng)器4的通徑小，氣體流速高，膨脹腔3的通徑很大，氣體流速高就很低。
開(kāi)啟進(jìn)料斗1的閥門，將對(duì)羥基苯甲醛和對(duì)氨基苯甲酸混合物放進(jìn)循環(huán)裝置，再開(kāi)啟噴嘴5，通入壓縮空氣。經(jīng)噴嘴5噴出的壓縮空氣是一種成流氣，當(dāng)反應(yīng)物質(zhì)進(jìn)入反應(yīng)器4時(shí)，與壓縮空氣混合，形成氣、固混合相物流，反應(yīng)物被加速到≥2倍音速。此時(shí)，被加速的反應(yīng)物具有兩個(gè)特點(diǎn)1.應(yīng)物高速運(yùn)動(dòng)，具有很大的動(dòng)能。
2.由于氣、固混合相物流并非絮流，固相物在流體中分布和運(yùn)動(dòng)都是紊亂的，高速運(yùn)動(dòng)的反應(yīng)物會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈摩擦，活性提高，斷鍵所需的能量降低。
當(dāng)混合相物流進(jìn)入反應(yīng)器4的反應(yīng)區(qū)時(shí)，固相反應(yīng)物質(zhì)與反應(yīng)器4的靶面6發(fā)生劇烈碰撞，其運(yùn)動(dòng)方向上的速度瞬間降為零，動(dòng)能轉(zhuǎn)化為反應(yīng)物分子內(nèi)能，分子斷鍵活化，此時(shí)，對(duì)氨基苯甲酸上的氨基與對(duì)羥基苯甲醛上的羰基發(fā)生親核加成，消除一個(gè)分子水，生成含亞胺基的席夫堿。從活化到重新化合在瞬間完成。
在本例中，兩種反應(yīng)物質(zhì)分別是對(duì)羥基苯甲醛和對(duì)氨基苯甲酸，生成產(chǎn)物是對(duì)羥基苯甲醛縮對(duì)氨基苯甲酸席夫堿，其反應(yīng)式如下
通常，經(jīng)過(guò)一次加速、碰撞過(guò)程，反應(yīng)還不充分，反應(yīng)器4出口的混合相物流仍然含有尚未反應(yīng)的反應(yīng)物。當(dāng)該混合相物流經(jīng)回流管7流進(jìn)膨脹腔3時(shí)，由于膨脹腔3的容積非常大，物流被緩沖，體積驟然膨脹，流速急劇降低，氣、固分離，空氣壓力降低，從排氣口2排出，而固相物質(zhì)在其重力作用下，自動(dòng)沉降，再次與壓縮空氣混合，參加反應(yīng)。如此周期性循環(huán)，直到反應(yīng)充分，收集產(chǎn)物席夫堿。
另外，上述反應(yīng)還生成水(H2O)，因此，收集到的席夫堿還需進(jìn)行干燥處理，最好采用真空干燥法脫水，干燥溫度控制在≤90℃。
用本方法制備的席夫堿，技術(shù)性能優(yōu)良，經(jīng)分析檢驗(yàn)，產(chǎn)物的IR，1H NMR，MS數(shù)據(jù)如下IR(KBr)υ3425.5cm-1(O-H)，1687.4cm-1(C＝O)，1609.2cm-1(C＝N)，1588.7cm-1、1570.6cm-1、1518.7m-1、1446.5cm-1(Ar的骨架振動(dòng))，1166.8cm-1(酚C-O伸縮振動(dòng))，836.3cm-1、778cm-1(鄰接氫芳烴的C-H振動(dòng))；1H NMR(DMSO，300MHz)δ8.47(s，1H，CH＝N)，10.23(s，1H，Ar-OH)，2.78(s，1H，COOH)，6.88～7.96(m，8H，Ar)；MSm/z240.1(M-H)，m/z196.1(M-CO OH)。同時(shí)結(jié)果顯示產(chǎn)物轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)率都為100％。
以上只是本發(fā)明的一個(gè)具體應(yīng)用實(shí)例，本工藝也適合用其它固態(tài)芳醛，如對(duì)羥基苯甲醛，對(duì)硝基苯甲醛，對(duì)二甲胺基苯甲醛等，其它固態(tài)的芳胺，如對(duì)氨基苯甲酸，鄰氨基苯甲酸等，制備相應(yīng)的席夫堿。
本方法工藝條件溫和，容易滿足，故制備席夫堿的裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，非常適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
權(quán)利要求
1.一種席夫堿制備方法，包括步驟a.將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運(yùn)動(dòng)，相互摩擦，增強(qiáng)其反應(yīng)活性；b.在芳醛和芳胺運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置固定靶，高速運(yùn)動(dòng)的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述芳醛是對(duì)羥基苯甲醛、對(duì)硝基苯甲醛、對(duì)二甲胺基苯甲醛中任一種；所述芳胺是對(duì)氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸中任一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述芳醛和芳胺加速到1～3倍音速。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述將芳醛和芳胺加速的方法是，將芳醛和芳胺與高速載體氣流混合，由載體氣流運(yùn)載芳醛和芳胺運(yùn)動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述載體氣流是壓縮空氣。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述步驟a、b周期性循環(huán)進(jìn)行，芳醛和芳胺充分反應(yīng)后收集席夫堿。
7.根據(jù)權(quán)利要求7所述的席夫堿制備方法，其特征在于，還包括席夫堿干燥步驟，將收集的席夫堿真空干燥，干燥溫度≤90℃。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)一種席夫堿的制備方法，包括步驟a.將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運(yùn)動(dòng)，相互摩擦，增強(qiáng)其反應(yīng)活性；b.在芳醛和芳胺運(yùn)動(dòng)方向上設(shè)置固定靶，高速運(yùn)動(dòng)的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動(dòng)能轉(zhuǎn)化為分子內(nèi)能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。步驟a、b周期性循環(huán)進(jìn)行，使反應(yīng)充分。反應(yīng)物加速的方法是，將反應(yīng)物與高速載體氣流混合，由載體氣流運(yùn)載反應(yīng)物質(zhì)運(yùn)動(dòng)。本方法的優(yōu)點(diǎn)是，工藝簡(jiǎn)單，流程短，使用設(shè)備少，能耗低，單次反應(yīng)時(shí)間短，原料轉(zhuǎn)化率大于98％，產(chǎn)率高，生產(chǎn)能力大，反應(yīng)條件溫和，不使用任何催化劑或溶劑，產(chǎn)物純凈，品質(zhì)好，無(wú)三廢排放，無(wú)需環(huán)境治理。
文檔編號(hào)C07C249/02GK101074204SQ20071004931
公開(kāi)日2007年11月21日 申請(qǐng)日期2007年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2007年6月16日
發(fā)明者彭汝芳, 楚士晉, 聶福德, 左金, 譚碧生, 李鴻波, 蔡艷華 申請(qǐng)人:西南科技大學(xué)