CN101792393B - 一种n-烷基芳胺化合物的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征是以芳胺和烷基化剂的混合物为原料，将该混合物通入装有活化还原过的催化剂的反应器中，以10～20℃/min的升温速率，升温至100～400℃，在常压下进行烷基化反应，将反应后混合物接收在接收器中，加入碱液中和反应，直至pH值为6-8，静置分层后减压蒸馏，最终制得N-烷基芳胺化合物。该方法反应条件温和，操作过程简单，对设备要求低，投资少，且目标产物纯度高。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种以芳胺和烷基化剂的混合物为原料合成N-烷基芳胺化合物的方法。
背景技术
N-烷基芳胺化合物作为芳胺的重要衍生物，是常用的有机原料和有机反应中间体，广泛应用于医药、农药、染料、颜料和抗氧化剂等方面，如N-乙基邻甲苯胺是重要的医药、农药中间体；N-乙基间甲苯胺是高档染料、感光材料的重要原料。N-烷基芳胺化合物的合成方法有采用芳香族硝基化合物为原料，经过一系列的反应最终制得N-烷基芳胺化合物；也有利用芳胺和烷基化剂在催化剂的存在下进行烷基化反应，制得N-烷基芳胺化合物。芳胺烷基化反应常用的烷基化剂有三种：以醇、卤代烷烃和酯类为烷基化剂的取代烷基化；以丙烯酸衍生物、环氧化合物等为烷基化剂的加成烷基化；以醛和酮为试剂的缩合还原烷基化。其中，卤代烷烃和酯类为烷基化剂，反应条件比醇温和，但烷基化剂的价格比相应的醇的价格高很多，因此相比之下在催化剂作用下以醇为烷基化剂的取代烷基化是应用最广的烷基化工艺，但是该种方法对反应温度和压力要求高，设备投资相比其它种类的烷基化剂要多，总之在催化剂作用下以醇为烷基化剂的取代烷基化反应的反应条件急需改进。
发明内容
本发明的目的旨在克服上述缺点，提供一种反应条件温和、操作流程简单的以芳胺和烷基化剂的混合物为原料合成N-烷基芳胺化合物的合成方法。
为达到上述目的，本发明采取的技术方案是：一种N-烷基芳胺化合物的合成方法，该方法是以芳胺和烷基化剂的混合物为原料，将该混合物通入装有活化还原过的催化剂的反应器中，以10～20℃/min的升温速率，升温至100～400℃，在常压下进行烷基化反应，将反应后混合物接收在接收器中，加入碱液中和反应，直至PH值为6-8，静置分层后减压蒸馏，最终制得N-烷基芳胺化合物。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的芳胺为苯胺、邻甲苯胺或间甲苯胺。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的芳胺和烷基化剂的质量比为1∶1～1∶3。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的芳胺和烷基化剂的混合物为气态混合物，由其液态混合物制备气态混合物的液体时空速率为0.35～1.25/h-1。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的烷基化剂为C1-6的脂肪醇。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的催化剂为氧化铜、氧化锌、氧化铬和氧化铝其中之一或其两种或两种以上的混合物。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的催化剂的活化还原过程如下：在反应器中装满催化剂，以5～10℃/min的升温速率，升温至95～105℃，然后通氮气置换，再以10～20℃/min的升温速率，升温至145～155℃后，在上述反应器中加入甲醇直至甲醇收率稳定2小时，还原过程结束。
上述的N-烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：所述的碱液为10％～30％的碱液，其加入体积为反应后混合物体积的30％～50％。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于克服了已有技术中反应温度高，压力大，对设备要求苛刻等缺点，提供了一种反应条件温和，成本低，操作流程简单，对设备要求低，投资少且目标产物纯度高的新方法。
具体实施方式
下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。在下面实施例的阐述中，反应混合物组成用气相色谱分析。
实施例1：在列管式反应器中装满催化剂氧化铜，以5℃/min的升温速率，将催化反应器程序升温至100℃，通氮气置换，再以10℃/min的升温速率，继续升温至145℃时，通入甲醇进行催化剂还原，待甲醇收率稳定2小时即可备用。
将间甲苯胺50g和乙醇90g混合均匀，以液体空速为0.35/h-1连续送入汽化器气化，气化后进入催化反应器进行反应，控制反应温度在200～240℃，常压下进行烷基化反应，用接收器接收反应后的混合液，在该混合液中加入20％的氢氧化钠溶液至PH值为7.2，静置分离后减压蒸馏，色谱分析得到N-乙基间甲苯胺含量为97.02％。
实施例2：在列管式反应器中装满催化剂氧化锌和氧化铬的混合物，其中氧化锌和氧化铬的质量比为1∶1，以5℃/min的升温速率，将催化反应器程序升温至100℃，通氮气置换，再以10℃/min的升温速率，继续升温至150℃时，通入甲醇进行催化剂还原，待甲醇收率稳定2小时即可备用。
将邻甲苯胺50g和丙醇95g混合均匀，以液体空速为0.35/h-1连续送入汽化器气化，气化后进入催化反应器进行反应，控制反应温度在240～260℃，常压下烷基化反应，用接收器接收反应后的混合液，在该混合液中加入20％的氢氧化钠溶液至PH值为7.5，静置分离后减压蒸馏，色谱分析得到N-丙基邻甲苯胺含量为96.38％。
实施例3：在列管式反应器中装满催化剂氧化铜，以8℃/min的升温速率，将催化反应器程序升温至100℃，通氮气置换，再以15℃/min的升温速率，继续升温至150℃时，通入甲醇进行催化剂还原，待甲醇收率稳定2小时即可备用。
将苯胺50g和正丁醇65g混合均匀，以液体空速为0.60/h-1连续送入汽化器气化，气化后进入催化反应器进行反应，控制反应温度在200～220℃，常压下烷基化反应，用接收器接收反应后的混合液，在该混合液中加入20％的氢氧化钠溶液至PH值为7.0，静置分离后减压蒸馏，色谱分析得到N-正丁基苯胺含量为90.92％。
实施例4：在列管式反应器中装满催化剂氧化铜，以8℃/min的升温速率，将催化反应器程序升温至100℃，通氮气置换，再以15℃/min的升温速率，继续升温至150℃时，通入甲醇进行催化剂还原，待甲醇收率稳定2小时即可备用。
将苯胺50g和甲醇65g混合均匀，以液体空速为0.60/h-1连续送入汽化器气化，气化后进入催化反应器进行反应，控制反应温度在200～220℃，常压下烷基化反应，用接收器接收反应后的混合液，在该混合液中加入20％的氢氧化钠溶液至PH值为7.0，静置分离后减压蒸馏，色谱分析得到N-甲基苯胺含量为95.56％。
Claims (1)
1.一种N－烷基芳胺化合物的合成方法，其特征在于：该方法是以芳胺和烷基化剂的混合物为原料，将该混合物通入装有活化还原过的催化剂的反应器中，以10～20℃/min的升温速率，升温至100～400℃，在常压下进行烷基化反应，将反应后混合物接收在接收器中，加入碱液中和反应，直至PH值为6-8，静置分层后减压蒸馏，最终制得N－烷基芳胺化合物；
其中所述的芳胺为苯胺、邻甲苯胺或间甲苯胺；所述的芳胺和烷基化剂的质量比为1：1～1：3；所述的芳胺和烷基化剂的混合物为气态混合物，由其液态混合物制备气态混合物的液体空速为0.35～1.25/h-1；所述的烷基化剂为C1－6的脂肪醇；所述的催化剂的活化还原过程如下：在反应器中装满催化剂，以5～10℃/min的升温速率，升温至95～105℃，然后通氮气置换，再以10～20℃/min的升温速率，升温至145～155℃后，在上述反应器中加入甲醇直至甲醇收率稳定2小时后，还原过程结束；所述的碱液为10%～30%的碱液，其加入体积为反应后混合物体积的30%～50%；所述的催化剂为氧化铜、氧化锌、氧化铬和氧化铝其中之一或其两种或两种以上的混合物。
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