CN101781233B - 2,2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法。该方法以氰乙酰胺为原料，将氰乙酰胺和溶剂加入反应瓶中，在反应温度15℃～45℃，搅拌下滴加液溴，当液溴的滴加量为其加入总量1/3～4/5时，开始滴加浓度为30％的双氧水，液溴和双氧水均滴加完后，继续反应0.5h～6h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺；其中氰乙酰胺∶溴∶双氧水的摩尔比为1∶1.1～1.3∶0.70～0.90；溶剂为水或滤液，其用量为每摩尔氰乙酰胺252mL～420mL。本发明主要用于2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成。
Description
技术领域
本发明涉及一种2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，属有机合成。
背景技术
2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，别名二溴氰基乙酰胺(DBNPA)，是一种新型高效的杀菌灭藻剂和水处理剂，具有高效广谱、容易降解、无残留残毒、对环境无污染等优点，同时兼有杀菌灭藻、杀粘除垢和缓蚀等一剂多效的功能，具有广阔的应用前景和开发价值。
通常2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，以溴酸盐或氯酸盐作为氧化剂，但该方法生成副产物-盐，不易与2，2-二溴-2-氰基乙酰胺分离，滤液无法重复使用。为了解决这一问题，对上述合成方法进行改进，例如EP0308184公开了一种2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，以47.5％双氧水为氧化剂，在80℃～100℃温度下连续加料，短时快速反应制得DBNPA，以水为溶剂时反应收率可为79.7～89.7％，以滤液为溶剂时反应收率可为92.7～100.8％(忽略滤液中残留的原料和DBNPA)。但该方法反应温度较高，产品易发生分解，反应收率较低，且不稳定，不同批次的反应收率最高相差可达10％。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服背景技术中的不足和缺陷，提供一种反应温度较低、收率较高且稳定的2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法。
本发明的合成路线如下：
本发明的技术方案是一种2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，以氰乙酰胺为原料，包括如下步骤：
将氰乙酰胺和溶剂加入反应瓶中，在反应温度15℃～45℃，搅拌下滴加液溴，当液溴的滴加量为其加入总量1/3～4/5时，开始滴加浓度为30％的双氧水，液溴和双氧水均滴加完后，继续反应0.5h～6h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺；其中氰乙酰胺∶溴∶双氧水的摩尔比为1∶1.1～1.3∶0.70～0.90；溶剂为水或滤液，其用量为每摩尔氰乙酰胺252mL～420mL。
本发明的优选技术方案，包括如下步骤：
将氰乙酰胺和溶剂加入反应瓶中，在反应温度20℃～30℃，搅拌下滴加液溴，当液溴滴加量为加入总量的1/2～3/4时，开始滴加浓度为30％的双氧水，液溴和双氧水均滴加完后，继续反应0.5h～2.0h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺；其中氰乙酰胺∶溴∶双氧水的摩尔比为1∶1.2∶0.8；溶剂为水或滤液，用量为每摩尔氰乙酰胺252mL～420mL。
本发明的另一优选技术方案，以水为溶剂，包括如下步骤：将1.0mol的氰乙酰胺和252mL的水加入反应瓶中，在反应温度20℃～25℃，搅拌下滴加液溴1.2mol，当液溴滴入量为加入总量的2/3时，开始滴加双氧水0.8mol，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应1.5h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺。
滤液可以作为溶剂循环使用，当滤液作为溶剂时，可减少反应废液的排放，并由于滤液中含水、DBNPA、溴和溴化氢，减少了反应原料液溴的用量，提高了DBNPA的收率，缩短了反应时间。
本发明的再一优选技术方案，以回收滤液为溶剂，包括如下步骤：将1.0mol的氰乙酰胺和252mL的回收液加入反应瓶中，在反应温度20℃～25℃，搅拌下滴加液溴1.15mol，当液溴滴加量为加入总量的2/3时，开始滴加双氧水0.8mol，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应2h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺。
本发明在液溴未滴加完时开始滴加双氧水，避免了体系中氢溴酸的浓度过高造成目的产物的分解，提高了反应收率，且使不同批次反应的收率更加稳定，波动范围小。
本发明的反应温度对反应收率的影响较大，当反应温度高于40℃时，无论反应时间长短，反应收率低于85.0％。
本发明的反应时间对反应收率也有较大影响，当反应时间超过4h后，反应收率低于95.0％。
以水为溶剂，反应温度为20℃～30℃时，反应1h～3h，反应的收率为98.7％～99.6％，以回收滤液为溶剂，反应温度为15℃～30℃时，反应1h～2h，反应的收率为101.7％～104.2％。
本发明有益效果：本发明的反应温度较低，为15℃～45℃，在此温度下，通过在液溴未滴加完时开始滴加双氧水，提高了反应收率和不同批次反应收率的稳定性。当以水为溶剂时，2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的收率可达99.6％，当以回收滤液为溶剂时，2，2-二溴-2-氰基乙酰胺收率可达104.2％。不同批次反应收率的波动范围小于3％。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和水252mL，在反应温度20℃～25℃，搅拌下滴加液溴192.7g(99.5％，1.2mol)，当液溴的滴加量为其加入总量2/3时，开始滴加双氧水80.7mL(30.5％，0.8mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应1.5h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率99.6％。在同样工艺条件下重复实验4次，反应收率分别为99.0％，99.5％，98.7％，99.3％，反应收率的波动范围小于1％。
实施例2
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和水336mL，在反应温度15℃～20℃，搅拌下滴加液溴208.8g(99.5％，1.3mol)，当液溴的滴加量为其加入总量1/2时，开始滴加双氧水70.6mL(30.5％，0.7mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应0.5h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率98.4％。
实施例3
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和水420mL，在反应温度40℃～45℃，搅拌下滴加液溴176.7g(99.5％，1.1mol)，当液溴的滴加量为其加入总量1/3时，开始滴加双氧水90.8mL(30.5％，0.9mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应4h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率82.7％。
实施例4
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和回收滤液420mL，在反应温度30℃～35℃，搅拌下滴加液溴192.7g(99.5％，1.2mol)，当液溴的滴加量为其加入总量3/4时，开始滴加双氧水80.7mL(30.5％，0.8mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应3h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率99.5％(忽略回收滤液中残留的原料和DBNPA)。
实施例5
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和回收滤液252mL，在反应温度15℃～20℃，搅拌下滴加液溴192.7g(99.5％，1.15mol)，当液溴的滴加量为其加入总量2/3时，开始滴加双氧水80.7mL(30.5％，0.8mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应2h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率104.2％(忽略回收滤液中残留的原料和DBNPA)，在同样工艺条件下重复实验4次，反应收率分别为101.7％，103.5％，104.1％，103.6％，反应收率的波动范围小于3％。
实施例6
向四口反应瓶中加入氰乙酰胺84.1g(1.0mol)和回收液336mL在反应温度25℃～30℃，搅拌下滴加液溴192.7g(99.5％，1.2mol)，当液溴的滴加量为其加入总量的4/5时，开始滴加双氧水80.7mL(30.5％，0.8mol)，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应6.0h后，过滤，滤液回收，滤饼为产品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，收率93.0％(忽略回收液中残留的原料和DBNPA)。
Claims (4)
1.一种2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，以氰乙酰胺为原料，包括如下步骤：将氰乙酰胺和溶剂加入反应瓶中，在反应温度15℃～45℃，搅拌下滴加液溴，当液溴的滴加量为其加入总量1/3～4/5时，开始滴加浓度为30％的双氧水，液溴和双氧水均滴加完后，继续反应0.5h～6h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺；其中氰乙酰胺∶溴∶双氧水的摩尔比为1∶1.1～1.3∶0.70～0.90；溶剂为水或滤液，其用量为每摩尔氰乙酰胺252mL～420mL。
2.根据权利要求1所述的2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，包括如下步骤：将氰乙酰胺和溶剂加入反应瓶中，在反应温度20℃～30℃，搅拌下滴加液溴，当液溴的滴加量为其加入总量1/2～3/4时，开始滴加浓度为30％的双氧水，液溴和双氧水均滴加完后，继续反应0.5h～2.0h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺；其中氰乙酰胺∶溴∶双氧水的摩尔比为1∶1.2∶0.8；溶剂为水或滤液，用量为每摩尔氰乙酰胺252mL～420mL。
3.根据权利要求1或2所述的2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，包括如下步骤：将1.0mol的氰乙酰胺和252mL的水加入反应瓶中，在反应温度20℃～25℃，搅拌下滴加液溴1.2mol，当液溴的滴加量为其加入总量2/3时，开始滴加双氧水0.8mol，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应1.5h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺。
4.根据权利要求1或2所述的2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的合成方法，包括如下步骤：将1.0mol的氰乙酰胺和252mL的回收液加入反应瓶中，在反应温度20℃～25℃，搅拌下滴加液溴1.15mol，当液溴的滴加量为其加入总量2/3时，开始滴加双氧水0.8mol，液溴和双氧水均滴加完后，继续恒温反应2h后，过滤得到2，2-二溴-2-氰基乙酰胺。
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| 二溴次氮基丙酰胺的合成及其在水处理方面应用;李建芬;《环境科学与技术》;20060228;第29卷(第2期);全文 * |
| 二溴氰基乙酰胺的合成及其工艺研究;李建芬;《武汉工业学院学报》;20021231;全文 * |
| 李建芬.二溴次氮基丙酰胺的合成及其在水处理方面应用.《环境科学与技术》.2006,第29卷(第2期),82-84. |
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