CN101029055A - 制备二甲胺基硼化物的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种化合物的制备方法，制备二甲胺基硼化物的方法，用一种高溶盐性的溶剂，将原料三氯化硼和二甲胺溶液按比例通入该溶剂中，搅拌条件下反应，制备二甲胺基硼化物。本发明一步得到产品，大大节约了反应时间，提高效率，节约生产设备和生产员工，降低了成本。副产物可以作为原料回收利用，无污染，环境友好。反应进行的非常温和、顺利，反应速率以及反应温度可以通过控制通气速率控制，非常安全。反应结束后，无过量的三氯化硼和二甲胺。溶剂可以回收利用，有效降低成本。
Description
技术领域：
本发明涉及一种化合物的制备方法，更具体地说是二甲胺基硼化物的制备方法。
背景技术：
二甲胺基硼化物，特别是二(二甲胺基)氯化硼和三(二甲胺基)硼烷是一种重要的有机硼中间体，目前国内外主要的的制备方法有以下几种。在《有机合成累积卷10》，115页中提到了三(二甲胺基)硼烷的制备方法：将二甲胺于-30℃下溶于正戊烷，滴加三溴化硼的戊烷溶液，室温搅拌16小时后过滤，洗涤滤饼，蒸馏后得到三(二甲胺基)硼烷；也提到了二(二甲胺基)氯化硼的类似物二(二甲胺基)溴化硼的制备方法：将得到的三(二甲胺基)硼烷溶于正戊烷中，冷冻至-40℃下滴加三溴化硼的戊烷溶液，恢复室温搅拌0.5小时，精馏得到二(二甲胺基)溴化硼。(见下述反应简式)
从反应的起始原料判断，这个方法似乎简洁、经济可行，但实际生产中，此方法有很多缺憾。第一，反应溶剂正戊烷是非常危险的化工原料，其沸点闪点非常低，挥发性好，存在很大的安全隐患。第二，此方法用于工业生产，需要的设备较多。需要蒸馏、精馏、过滤、洗涤等一系列单元操作。而且考虑到硼化物的稳定性不好，这些单元操作设备必须是特殊设计处理过的。这就大大增加了操作的复杂程度。第三，此方法需要很低的反应温度，是一个相对比较苛刻的条件。反应周期长。第四，此方法的第一步反应后期会生成大量的盐，而反应溶剂正戊烷又不具备溶盐性，这就需要大量的溶剂来稀释，否则机械搅拌会很困难。另外，Hoffmann等人在有机化学杂志46(1981)1309中提到了以石油醚为溶剂，60℃下由一当量的三氯化硼与二当量的二甲胺和二当量的三乙胺反应，直接生成二(二甲胺基)氯化硼的方法；美国化学会志82(1960)6242提到了由一当量的三氯化硼与二当量的三(二甲胺基)硼烷反应生成二(二甲胺基)氯化硼的方法，同样存在如上所述的溶剂和设备的问题。
发明内容：
本发明的目的是解决上述不足问题，提供一种制备二甲胺基硼化物的方法，制法简单易行，安全环保，成本低、产率高。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：制备二甲胺基硼化物的方法，用一种高溶盐性的溶剂，将原料三氯化硼和二甲胺溶液按比例通入该溶剂中，搅拌条件下反应，制备二甲胺基硼化物。
所述先将原料二甲胺加入反应体系，然后加入溶剂，二者混合后降温，通入三氯化硼气体，反应过程中搅拌速度维持在200～800转/分钟，通入过程控制温度-20～80℃，通完后搅拌0.5小时，精馏得到纯度较高的二甲胺基硼化物。
所述二甲胺基硼化物为二(二甲胺基)氯化硼和三(二甲胺基)硼烷。
所述高溶盐性的溶剂为离子液体、环丁砜或N-甲基咪唑等。
所述离子液体选自三取代类离子液体、二取代类离子液体、吡啶类离子液体、吡咯类离子液体、季铵类离子液体或季膦类离子液体。
所述先将原料二甲胺与溶剂按质量比例为1∶2～5。
制备二(二甲胺基)氯化硼过程中所述原料三氯化硼与二甲胺的摩尔比例为1∶4。
制备三(二甲胺基)硼烷过程中所述原料三氯化硼与二甲胺的摩尔比例为1∶6。
所述反应过程中较好的反应温度范围为5～40℃，较好的搅拌速度为200～300转/分钟。
所述反应溶剂回收处理再循环利用。
本发明的反应机理如下：
本发明中溶剂是先进性中的关键。例如环丁砜就是一个很好的例子，此溶剂具有很好的溶盐性，本身易溶于有机溶剂，与水任意比例互溶。能很好的吸收二甲胺，同时降低自身的凝固点。随着反应的进行，体系温度的升高，溶解反应生成的盐，降低搅拌的阻力，使反应物充分混合，高效的反应。并且反应完毕精馏出产品冷却后，加入助滤剂可以很容易的与盐分离，实现溶剂回收再利用，安全环保。
本发明与目前国内外二(二甲胺基)氯化硼和三(二甲胺基)硼烷的制备方法比较具有显著的优点：一步得到产品，大大节约了反应时间，提高效率，节约生产设备和生产员工，降低了成本。当妥善选择反应条件时，二(二甲胺基)氯化硼与三(二甲胺基)硼烷的收率是非常高的，副产物可以在蒸馏过程中顺利除去，得到高纯的二(二甲胺基)氯化硼和三(二甲胺基)硼烷的。并且，副产物可以作为原料回收利用，无污染，环境友好。反应进行的非常温和、顺利，反应速率以及反应温度可以通过控制通气速率控制，非常安全。反应结束后，无过量的三氯化硼和二甲胺。溶剂可以回收利用，有效降低成本。
具体实施方式：
实施例一
向一个2升、配有一个机械搅拌、一支温度计、一支冷凝器和一个通气导管的四口圆底烧瓶中，-20℃下加入384.6g(8.53mol)二甲胺与836g环丁砜，保持搅拌速度为200转/分钟，通入250g(2.13mol)三氯化硼，控制通气速度来控制体系温度小于80℃，通气完毕后，保持搅拌反应半小时，加热体系至90℃，保证体系清澈透明，真空-0.095Mpa下蒸出产品，分离二(二甲胺基)氯化硼收率达到83.7％。
实施例二
采用与实施例一相同的反应装置，-15℃下加入384.6g(8.53mol)二甲胺与800g环丁砜，保持搅拌速度250转/分钟，通入166.4g(1.42mol)三氯化硼，控制通气速度来控制体系温度小于70度，通气完毕后，70度下保持搅拌反应半小时，真空-0.098Mpa下蒸出产品，分离三(二甲胺基)硼烷收率达到88％。
实施例三
采用实施例一相同的反应装置，-20℃下加入384.6g(8.53mol)二甲胺与800gN-甲基咪唑，保持搅拌速度为200转/分钟，通入250g(2.13mol)三氯化硼，控制通气速度来控制体系温度小于80℃，通气完毕后，保持搅拌反应半小时，加热体系至90℃，真空-0.095Mpa下精馏蒸出产品，分离二(二甲胺基)氯化硼收率达到82.1％。
实施例四
采用例一相同的反应装置，-20℃下加入384.6g(8.53mol)二甲胺与800g[bmim][BF6]，保持搅拌速度为200转/分钟，通入250g(2.13mol)三氯化硼，控制通气速度来控制体系温度小于80℃，通气完毕后，保持搅拌反应半小时，加热体系至90℃，真空-0.095Mpa下精馏蒸出产品，分离二(二甲胺基)氯化硼收率达到85.2％。
Claims (10)
1、制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：用一种高溶盐性的溶剂，将原料三氯化硼和二甲胺溶液按比例通入该溶剂中，搅拌条件下反应，制备二甲胺基硼化物。
2、根据权利要求1所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：先将原料二甲胺加入反应体系，然后加入溶剂，二者混合后降温，通入三氯化硼气体，反应过程中搅拌速度维持在200～800转/分钟，通入过程控制温度-20～80℃，通完后搅拌0.5小时，精馏得到纯度较高的二甲胺基硼化物。
3、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：二甲胺基硼化物为二(二甲胺基)氯化硼和三(二甲胺基)硼烷。
4、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：高溶盐性的溶剂为离子液体、环丁砜或N-甲基咪唑等。
5、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：离子液体选自三取代类离子液体、二取代类离子液体、吡啶类离子液体、吡咯类离子液体、季铵类离子液体或季膦类离子液体。
6、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：原料二甲胺与溶剂按质量比例为1∶2～5。
7、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：制备二(二甲胺基)氯化硼过程中所述原料三氯化硼与二甲胺的摩尔比例为1∶4。
8、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：制备三(二甲胺基)硼烷过程中所述原料三氯化硼与二甲胺的摩尔比例为1∶6。
9、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：反应过程中较好的反应温度范围为5～40℃，较好的搅拌速度为200～300转/分钟。
10、根据权利要求1或2所述的制备二甲胺基硼化物的方法，其特征是：反应溶剂回收处理再循环利用。
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