本發(fā)明屬于有機合成技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法。
背景技術(shù):
2-氨基-2-甲基-1-丙醇,簡稱amp,為白色結(jié)晶塊或無色液體。amp有著廣泛的用途,它能與羧酸類化合物形成衍生物用于氣相色譜分析,同時也能改善涂料的耐擦洗性、遮蓋力、黏度穩(wěn)定性以及展色性等,并且能提高和強化許多涂料組分,增強其它助劑的效果,另外,amp在金屬加工領(lǐng)域可用作生物穩(wěn)定和ph值穩(wěn)定劑,amp還具有防鈷析出、低泡等優(yōu)點。
現(xiàn)有的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)主要是采用2-硝基丙烷與甲醛水溶液反應,然后濃縮為含70%2-甲基-2-硝基-1-丙醇的水溶液,后加入硝基物重量5%的骨架鎳,催化反應生成2-氨基-2-甲基-1-丙醇。該路線原料2-硝基丙烷易燃易爆,不易儲存運輸,且產(chǎn)物后處理復雜,純度低。因此,研究一種新的合成2-氨基-2-甲基-1-丙醇的路線具有重要的現(xiàn)實意義。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述不足,提供一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,該方法所用原料廉價易得,反應條件溫和,制備過程安全,收率高。
為解決上述技術(shù)問題,本發(fā)明提供的技術(shù)方案是:
提供一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,其步驟如下:
1)制備2-鹵代醛:在-5-0℃下,將鹵源加入到異丁醛中反應,gc跟蹤檢測異丁醛含量,待反應完全后結(jié)束,在n2保護下,常壓蒸餾分離得到2-鹵代醛;
2)制備2-鹵代醇:將步驟1)所得2-鹵代醛溶于異丙醇中,所述2-鹵代醛與異丙醇摩爾比為1:3-10,加入催化劑異丙醇鋁和助催化劑,升溫至60-65℃反應,tlc跟蹤(dnp顯色,薄層色譜中針對醛基和酮基的顯色劑)至2-鹵代醛反應完全,隨后將反應液精餾處理,除去異丙醇及反應生成的丙酮后加入蒸餾水洗滌,隨后過濾,濾液靜置分層,收集并用無水na2so4干燥有機層,過濾,得到2-鹵代醇;
3)制備2-氨基-2-甲基-1-丙醇:將步驟2)所得2-鹵代醇在過量的氨解劑及氨解助催化劑中進行氨解反應,其中氨解助催化劑用量為2-鹵代醇質(zhì)量的1-10%,反應液脫去氨解劑后,減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
優(yōu)選的是,異丁醛與鹵源的物質(zhì)的量之比為1:1-1.5。
按上述方案,步驟1)所述鹵源為氯氣、液溴、ncs(n-氯代丁二酰亞胺)、nbs(n-溴代丁二酰亞胺)中的一種或幾種;當鹵源為ncs或nbs時,先用溶劑將異丁醛溶解得到異丁醛溶液再與鹵源反應,所述的溶劑為乙醚、dcm(二氯甲烷)、dce(二氯乙烷)、thf(四氫呋喃)中的一種或幾種。
優(yōu)選的是,所述異丁醛溶液濃度為2-5mol/l。
按上述方案,步驟2)所述2-鹵代醛與異丙醇摩爾比為1:3-5。
按上述方案,步驟2)所述助催化劑為三氯乙酸、三氟乙酸中的一種或幾種。
按上述方案,步驟2)所述2-鹵代醛、催化劑與助催化劑的摩爾比為100:5-20:0.5-6。
優(yōu)選的是,步驟2)所述2-鹵代醛、催化劑與助催化劑的摩爾比為100:8-12:0.8-2。
優(yōu)選的是,步驟3)所述氨解劑摩爾量為2-鹵代醇摩爾量的3-5倍。
按上述方案,步驟3)所述氨解劑為液氨、濃氨水、氨甲醇、氨乙醇中的一種或幾種,所述氨解劑為液氨時,所述氨解反應條件為在2-4mpa壓力下于150-160℃反應5-10h;所述氨解劑為濃氨水時,氨解反應條件為常壓下于150-160℃反應20-25h;所述氨解劑為氨甲醇或氨乙醇時,氨解反應條件為在2-4mpa壓力下于130-140℃反應10-12h。
按上述方案,步驟3)所述氨解助催化劑為nh4cl、nh4br、nh4i、kbr、ki中的一種或幾種。
優(yōu)選的是嗎,所述氨解助催化劑用量為2-鹵代醇質(zhì)量的1-3%。
本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明提供的制備2-氨基-2-甲基-1-丙醇的方法所用原料廉價易得,反應條件溫和,制備過程安全,收率高,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
具體實施方式
為使本領(lǐng)域技術(shù)人員更好地理解本發(fā)明的技術(shù)方案,下面結(jié)合實施例對本發(fā)明作進一步詳細描述。
實施例1
一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,步驟如下:
取72.1g(1mol)異丁醛置于250ml裝有溫度計,通氯管和尾氣吸收裝置的四口燒瓶之中,將四口燒瓶置于避光處降溫至0℃;磁力攪拌下,以0.5l/min的流速通入氯氣,其中通氯管口置于液面上,接近液面處,氯氣通入初期溫度升至5℃后降溫,適當調(diào)節(jié)流速,控制反應內(nèi)溫在-5-0℃,gc跟蹤檢測至異丁醛反應完全,反應結(jié)束后,在n2保護下,常壓蒸餾,收集86-90℃的餾分,得到中間體2-氯-2-甲基-1-丙醛96.2g,收率為90.3%,gc檢測產(chǎn)物純度為94%。
在500ml的三口燒瓶中,投入180.3g(3mol)的異丙醇,攪拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛,攪拌均勻后,稱入12.2g(0.06mol)異丙醇鋁,充分攪拌并升溫至60℃保溫反應,tlc跟蹤檢測(dnp顯色)至2-氯-2-甲基-1-丙醛反應完全,反應結(jié)束后,反應液精餾處理,除去過量的異丙醇以及生成的丙酮,剩余物質(zhì)趁熱加入100ml蒸餾水中,攪拌過濾后靜置分層,用20ml蒸餾水洗滌有機相,反復水洗兩次后合并有機相,加入適量na2so4攪拌過夜,過濾,收集濾液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇95.8g,收率為88.7%,gc檢測其純度為95%。
在250ml三口燒瓶之中,投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇,再量入150ml濃氨水(氨質(zhì)量百分含量25%),密封,快速升溫至160℃反應6h,冷卻至室溫,反應液過濾除去銨鹽,濾液通過gc檢測,原料基本完全轉(zhuǎn)化,濾液減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),得產(chǎn)物2-氨基-2-甲基-1-丙醇30.4g,收率為68.3%,純度為93%。
實施例2
一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,步驟如下:
取72.1g(1mol)異丁醛置于250ml裝有溫度計,通氯管和尾氣吸收裝置的四口燒瓶之中,加入0.7g(0.04mol)水,將四口燒瓶置于避光處降溫至0℃;磁力攪拌下,以0.5l/min的流速通入氯氣,其中通氯管口置于液面上,接近液面處,氯氣通入初期溫度升至5℃后降溫,適當調(diào)節(jié)流速,控制反應內(nèi)溫在-5-0℃,gc跟蹤檢測至異丁醛反應完全。反應結(jié)束后,在n2保護下,常壓蒸餾濾液,收集86-90℃的餾分,得到中間體2-氯-2-甲基-1-丙醛98.6g,收率為92.5%,gc檢測產(chǎn)物純度為95%。
在500ml的三口燒瓶中,投入180.3g(3mol)的異丙醇,攪拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛,攪拌均勻后,稱入20.2g(0.1mol)異丙醇鋁,充分攪拌后,升溫至60℃保溫反應,tlc跟蹤檢測(dnp顯色)至2-甲基-2-氯-1-丙醛反應完。反應結(jié)束后,反應液精餾處理,除去過量的異丙醇以及生成的丙酮;剩余物質(zhì)趁熱加入100ml蒸餾水中,攪拌過濾后靜置分層,用20ml蒸餾水洗滌有機相,反復水洗兩次后合并有機相;加入適量na2so4攪拌過夜,過濾,收集濾液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇97.4g,收率為90.2%,gc檢測純度為94%。
在250ml的高壓釜中,投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇,密封,通n2至壓力0.1mpa后排空,如此循環(huán)置換3次,然后充氨氣至壓力2.0mpa,快速升溫至160℃反應30h,冷卻至室溫,過濾反應液以除去生成的銨鹽,濾液通過gc檢測,原料轉(zhuǎn)化率接近100%,濾液減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),得產(chǎn)物2-氨基-2-甲基-1-丙醇33.5g,收率75.1%,2-氨基-2-甲基-1-丙醇的純度為96%。
實施例3
一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,步驟如下:
室溫下,將240ml乙醚置于500ml裝有溫度計的三口燒瓶中,然后一邊攪拌一邊加入72.1g(1mol)異丁醛,n2保護下,降溫至0℃,分批加入140.2g(1.05mol)的ncs,控制加入速度,使整個加入過程中三口燒瓶內(nèi)的溫度不超過5℃,加完攪拌10min后自然升溫至室溫反應,gc跟蹤反應至原料異丁醛反應完全,反應結(jié)束后,過濾,濾餅用60ml乙醚分兩次洗滌后合并濾液,用100ml的冰的飽和食鹽水分兩次洗滌濾液,然后加入無水na2so4攪拌過夜,過濾,濾液在n2保護下,常壓蒸餾,收集86-90℃的餾分,得2-氯-2-甲基-1-丙醛102.1g,收率為95.8%,gc檢測產(chǎn)物純度為96%。
在500ml的三口燒瓶中,投入180.3g(3mol)的異丙醇,攪拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛,攪拌均勻后,稱入16.3g(0.08mol)異丙醇鋁和1.31g(0.008mol)三氯乙酸,充分攪拌后,升溫至60℃保溫反應,tlc跟蹤檢測(dnp顯色)至2-甲基-2-氯-1-丙醛反應完,反應結(jié)束后,反應液精餾處理,除去過量的異丙醇以及生成的丙酮,剩余物質(zhì)趁熱加入100ml蒸餾水中,攪拌過濾后靜置分層,用20ml蒸餾水洗滌有機相,反復水洗兩次后合并有機相,加入適量na2so4攪拌過夜,過濾,收集濾液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇99.9g,收率為92.5%,gc檢測純度為96%。
在250ml的高壓釜中,投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇,再量入100ml的甲醇,密封,通n2至壓力0.1mpa后排空,如此循環(huán)置換3次,后充氨氣至壓力2.0mpa,在很短的時間內(nèi)將溫度提升至140℃,保溫反應12h,冷卻,反應液過濾除生成的銨鹽,濾液gc檢測,轉(zhuǎn)化率近97%,減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),得產(chǎn)物2-氨基-2-甲基-1-丙醇35.9g,收率80.5%,純度99%。
實施例4
一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,步驟如下:
室溫下,將240mldcm加入到500ml的裝有溫度計的三口燒瓶中,然后一邊攪拌一邊加入72.1g(1mol)異丁醛,n2保護下降溫至0℃,分批加入186.9g(1.05mol)的nbs,控制加入速度,使整個加入過程中三口燒瓶內(nèi)的溫度不超過5℃,加完攪拌10min后自然升溫至室溫反應,gc跟蹤反應至原料異丁醛反應完全,反應結(jié)束后,過濾,濾餅用60mldcm分兩次洗滌后合并濾液,濾餅50℃真空干燥后與nabro反應生成nbs重新套用;濾液用100ml的冰的飽和食鹽水分兩次洗滌,然后加入無水na2so4攪拌過夜,過濾,濾液在n2保護下,常壓蒸餾,收集100-105℃的餾分,得2-溴-2-甲基-1-丙醛142.3g,收率為94.3%,gc檢測產(chǎn)物純度為95%。
向500ml的三口燒瓶中,加入異丙醇180.3g(3mol),攪拌加入150.9g(1mol)的2-溴-2-甲基-1-丙醛,攪拌均勻后,稱入12.2g(0.06mol)異丙醇鋁,充分攪拌,升溫至60℃后保溫反應,tlc跟蹤檢測(dnp顯色)至2-溴-2-甲基-1-丙醛反應完全,反應結(jié)束后,反應液精餾處理,除去過量的異丙醇以及生成的丙酮,剩余物質(zhì)趁熱加入100ml蒸餾水中,攪拌過濾后靜置分層,用20ml蒸餾水洗滌有機相,反復水洗兩次后合并有機相,加入適量na2so4攪拌過夜,過濾,收集濾液得到2-溴-2-甲基-1-丙醇129.3g,收率為84.5%,gc檢測其純度為96%。
在250ml的高壓釜中,投入76.5g(0.5mol)2-溴-2-甲基-1-丙醇,再量入100ml的甲醇,密封,通n2至壓力0.1mpa后排空,如此循環(huán)置換3次,充氨氣至內(nèi)壓2.0mpa,在很短的時間內(nèi)將溫度提升至140℃,保溫反應12h,冷卻,反應液過濾除生成的銨鹽,濾液gc檢測,轉(zhuǎn)化率近97%,濾液減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),得產(chǎn)物2-氨基-2-甲基-1-丙醇36.3g,收率81.4%,純度99%。
實施例5
一種2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制備方法,步驟如下:
采用與實施例1相同的方法制備2-氯-2-甲基-1-丙醇。
在250ml的高壓釜中,投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇以及氯化銨1.34g(0.025mol)和0.54gkci,再量入100ml的甲醇,密封,通n2至壓力0.1mpa后排空,如此循環(huán)置換3次,后充氨氣至壓力2.0mpa,在很短的時間內(nèi)將溫度提升至140℃,保溫反應12h,冷卻,反應液過濾除生成的銨鹽,濾液gc檢測,轉(zhuǎn)化率近98%,濾液減壓蒸餾,收集102-104℃餾分(8.50-8.66kpa),稱重38.4g,收率86.2%,純度99%。