CN102070458B

CN102070458B - 一种脂肪胺类化合物的合成方法

Info

Publication number: CN102070458B
Application number: CN200910237730.2A
Authority: CN
Inventors: 邓玉林; 孙建华; 戴荣继; 孟薇薇
Original assignee: BEIJING SCIENCE AND TECHNOLOGY GENYUAN MEDICINE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Beijing Institute of Technology BIT
Current assignee: BEIJING SCIENCE AND TECHNOLOGY GENYUAN MEDICINE TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd; Beijing Institute of Technology BIT
Priority date: 2009-11-24
Filing date: 2009-11-24
Publication date: 2014-04-30
Anticipated expiration: 2029-11-24
Also published as: CN102070458A

Abstract

本技术方案公开了一种脂肪胺类化合物的合成方法，属于脂肪族化合物的合成领域。本技术方案在常温常压条件下，以脂肪酮和氨或脂肪酮和低级伯胺为原料，钛酸四异丙酯为催化剂，硼氢化钠为还原剂，无水乙醇、无水甲醇或异丙醇其中之一或它们两种以上的混合物为反应溶剂，一步法合成脂肪胺类化合物。本技术方案为常温常压反应，操作简便安全，成本低，原料简单易得，对环境友好，三废排放少；反应工艺难度低，产物的后续分离容易操作；本技术方案副反应少，产率高，解决了现有工业脂肪胺生产工艺需要在高温高压及金属催化剂条件下反应，反应条件苛刻，危险性大，能耗大，成本高的问题，适合大规模工业化生产。

Description

一种脂肪胺类化合物的合成方法

技术领域

本技术方案涉及一种脂肪胺类化合物的合成方法，具体地说，本技术方案涉及一种在常温常压条件下脂肪胺类化合物的合成方法，属于脂肪族化合物的合成领域。

背景技术

脂肪胺类化合物作为一种重要的化工原料，已广泛应用于医药、农药、染料及信息工业等领域，尤其是许多高级脂肪胺是生产表面活性剂的重要中间体之一，在工农业生产及人们的日常生活中占有不可取代的重要地位。

目前，工业上比较成熟的脂肪胺生产工艺主要有三种：一是利用脂肪醇为原料，在铜等金属催化剂的作用下，与低级胺一步法直接反应得到伯胺或肿胺；第二种方法是将天然脂肪酸氨化制备脂肪腈，然后在高压下进行加氢还原得到脂肪胺，国外工业上多采用此种方法；第三种工艺是以脂肪族醛、酮为原料，首先与氨气或低级胺进行氨化，继而在高温高压条件下，以钯碳为催化剂，催化氢化还原为胺。上述三种工艺都需要在高温高压及金属催化剂条件下反应，反应条件苛刻，危险性大，能耗大，成本高。

发明内容

本技术方案的目的是为了解决上述问题而提供一种脂肪胺类化合物的合成方法，在常温和常压条件下，以脂肪酮和氨或脂肪酮和低级伯胺为原料，钛酸四异丙酯为催化剂，硼氢化钠为还原剂，无水乙醇、无水甲醇或异丙醇其中之一或它们两种以上的混合物为反应溶剂，一步法合成脂肪胺类化合物，其反应式如式(I)所示：

其中：

R₁、R₂均表示含碳原子数1～28的脂肪烃基；

R₃表示H或含碳原子数1～20的脂肪烃基。

本技术方案一种脂肪胺类化合物的合成方法反应条件温和，不需要昂贵的金属催化剂及易爆炸的氢气，在常温、常压下操作，简单安全，原料易得，成本低，污染少，产率优良。

本技术方案的目的是通过下述技术方案实现的。

一种脂肪胺类化合物的合成方法包括如下步骤：

步骤一、将钛酸四异丙酯、反应溶剂、脂肪酮和氨或钛酸四异丙酯、反应溶剂、脂肪酮和低级伯胺加入密闭的反应容器中，压力为常压，反应温度为常温10～30℃，搅拌3～10小时，再向反应体系中缓慢加入一定量的硼氢化钠，再反应2～8小时；

其中所述脂肪酮为碳原子数3～30的脂肪酮，所述低级伯胺是碳原子数1～20的伯胺，

脂肪酮与氨或脂肪酮与低级伯胺的摩尔比为1：1～1：20；所述反应溶剂是无水甲醇、无水乙醇或异丙醇其中之一或它们两种以上的混合物，体积配比比例为0～100％，用量为10～100ml；若反应原料氨为气态，可以将氨气直接通入到反应体系中，也可以将氨气事先溶于所述反应溶剂，随反应溶剂一起加入；若反应原料为低级伯胺，则将低级伯胺溶于所述反应溶剂中，随反应溶剂一起加入；脂肪酮与钛酸四异丙酯的摩尔比为1：1～1：20；脂肪酮与硼氢化钠的摩尔比为1：2；

步骤二、采用硅胶薄层色谱跟踪反应，展开剂为乙酸乙酯和石油醚，乙酸乙酯与石油醚的体积比为3：7，碘熏显色；待脂肪酮都转化为胺后，向反应器中加入1mol／L的氢氧化钠溶液以终止反应；

其中氢氧化钠的加入量为每10mmol脂肪酮原料加入10～100ml氢氧化钠溶液；

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用有机溶剂萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，用有机溶剂萃取，分去水相，有机相用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到有鱼腥味的脂肪胺类化合物；

其中盐酸溶液的加入量为每10mmol脂肪酮原料加入10～100ml盐酸溶液；萃取用的有机溶剂为无水乙醚、乙酸乙酯、正己烷或石油醚其中之一或它们两种以上的混和物，配比比例为0～100％，溶剂的用量为10～100ml。

有益效果及优势

1、本技术方案为常温、常压下进行的反应，所需设备投资小，操作简便安全；

2、成本低，本技术方案原料简单易得；

3、对环境友好；本技术方案反应腐蚀性小，三废排放少，适合大规模工业化生产；

4、反应工艺难度低；本技术方案操作简单，产物的后续分离容易操作，无危险性；

5、产率高，可接近理论收率；本技术方案副反应少，明显提高了经济性。

具体实施方式

为了充分说明本技术方案的特性以及实施本技术方案的方式，下面给出实施例。

实施例1

步骤一、将6ml钛酸四异丙酯(20mmol)、25ml无水甲醇、1.14g2-庚酮(10mmol)加入到带有通气装置的密闭反应容器中，向混合溶液中通入稳定的氨气气流，压力为常压，反应温度为常温10℃，搅拌3小时，停止通氨气，氨气加入量约为100mmol，再向反应体系中缓慢加入0.6g硼氢化钠(20mmol)，再反应6小时；

步骤二、采用硅胶薄层色谱跟踪反应，展开剂为乙酸乙酯和石油醚，乙酸乙酯与石油醚的体积比为3：7，碘熏显色；待脂肪酮都转化为胺后，向反应器中加入1mol／L的氢氧化钠溶液15ml以终止反应；

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用30ml无水乙醚萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液15ml萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，加入20ml无水乙醚萃取，分去水相，乙醚层用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到有鱼腥味的脂肪胺类化合物2-庚胺0.93g，收率为81％。

化合物2-庚胺的核磁共振氢谱参数：¹H NMR(CDC13，300MHz)，δ(ppm)：0.87～0.91(t，3H，CH₃)，1.04～1.07(m，3H，CH₃)，1.25～1.32(m，8H，CH₂)，1.34～1.39(d，2H，NH₂)，2.86～2.87(m，1H，CH)；

化合物2-庚胺的质谱参数：MS(ESI-MS)：116.1[M+H]⁺。

实施例2

步骤一、将6ml钛酸四异丙酯(20mmol)、3mol／L的氨的乙醇溶液25ml、1.14g2-庚酮(10mmol)加入到密闭反应容器中，压力为常压，反应温度为常温20℃，搅拌反应4小时，再向反应体系中缓慢加入0.6g硼氢化钠(20mmol)，再反应7小时；

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用30ml无水乙醚萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液15ml萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，加入20ml无水乙醚萃取，分去水相，乙醚层用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到有鱼腥味的脂肪胺类化合物2-庚胺1.1g，收率为97％。

化合物2-庚胺的核磁共振氢谱参数：¹H NMR(CDCl3，300MHz)，δ(ppm)：0.87～0.91(t，3H，CH₃)，1.04～1.07(d，3H，CH₃)，1.25～1.32(m，8H，CH₂)，1.34～1.39(d，2H，NH₂)，2.86～2.87(m，1H，CH)；

化合物2-庚胺的质谱参数：MS(ESI-MS)：116.1[M+H]⁺。

实施例3

步骤一、将6ml钛酸四异丙酯(20mmol)、0.55g炔丙基胺(10mmol)、1.14g2-庚酮(10mmol)、30ml无水乙醇加入到密闭反应容器中，压力为常压，反应温度为常温20℃，搅拌反应3小时，再向反应体系中缓慢加入0.6g硼氢化钠(20mmol)，再反应7小时；

步骤二、采用硅胶薄层色谱跟踪反应，展开剂为乙酸乙酯和石油醚，乙酸乙酯与石油醚的体积比为3：7，碘熏显色；待脂肪酮都转化为胺后，向反应器中加入1mol／L的氢氧化钠溶液20ml以终止反应；

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用30ml无水乙醚萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液20ml萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，加入30ml无水乙醚萃取，分去水相，乙醚层用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到化合物N-炔丙基-2-庚胺1.24g，收率为81％。

N-炔丙基-2-庚胺的核磁共振氢谱参数：¹H NMR(CDC13，300MHz)，δ(ppm)：0.87～0.91(t，3H，CH₃)，1.04～1.07(d，3H，CH₃)，1.25～1.32(m，8H，CH₂)，1.34～1.39(d，2H，NH₂)，2.86～2.87(m，1H，CH)；

N-炔丙基-2-庚胺的质谱参数：MS(ESI-MS)：154.0[M+H]⁺。

实施例4

步骤一、将6ml钛酸四异丙酯(20mmol)、0.55g炔丙基胺(10mmol)、1g2-己酮(10mmol)、30ml无水乙醇加入到密闭反应容器中，压力为常压，反应温度为常温20℃，搅拌反应3小时，再向反应体系中缓慢加入0.6g硼氢化钠(20mmol)，再反应7小时；

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用30ml无水乙醚萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液20ml萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，加入30ml无水乙醚萃取，分去水相，乙醚层用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到化合物N-炔丙基-2-己胺1.06g，收率为76％。

N-炔丙基-2-己胺的核磁共振氢谱参数：¹H NMR(CDCl3，300MHz)，δ(ppm)：3.27～3.28(d，2H，J=0.5Hz，CH2C≡)，2.77～2.83(m，1H，N-CH)，2.30(s，1H，C≡CH)，0.92～1.09(m，2H，CH2)，

0.64～0.69(t，7H，CH2，CH3)，0.23～0.25(d，3H，J=6.3Hz，CH3)；

N-炔丙基-2-己胺的质谱参数：MS(ESI-MS)：140.0[M+H]⁺。

本技术方案包括但不限于以上实施例，凡是在本技术方案的精神和原则之下进行的任何等同替换或局部改进，都将视为在本技术方案的保护范围之内。

Claims

1.一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：在常温和常压条件下，以脂肪酮和氨或脂肪酮和低级伯胺为原料，钛酸四异丙酯为催化剂，硼氢化钠为还原剂，无水乙醇、无水甲醇或异丙醇其中之一或它们两种以上的混合物为反应溶剂，一步法合成脂肪胺类化合物，其反应式如式(I)所示：

其中：

R₁、R₂均表示含碳原子数1～28的脂肪烃基；

R₃表示H或含碳原子数1～20的脂肪烃基。

2.根据权利要求1所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于合成方法包括如下步骤：

步骤三、过滤除去白色固体，得到滤液，用有机溶剂萃取滤液，分去水相；有机相用1mol／L的盐酸溶液萃取，分去有机相；水相用氢氧化钠溶液调至碱性，pH≥10，用有机溶剂萃取，分去水相，有机相用饱和氯化钠溶液洗至中性，除去溶剂，得到有鱼腥味的脂肪胺类化合物。

3.根据权利要求1或2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述脂肪酮为碳原子数3～30的脂肪酮；所述伯胺是碳原子数1～20的伯胺；脂肪酮与氨或脂肪酮与低级伯胺的摩尔比为1：1～1：20。

4.根据权利要求1或2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述反应溶剂是无水甲醇、无水乙醇或异丙醇其中之一或它们两种以上的混合物，体积配比比例在0～100％，用量为10～100ml。

5.根据权利要求1或2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述氨为气态时，可以将氨气直接通入到反应体系中，也可以将氨气事先溶于所述反应溶剂，随反应溶剂一起加入；所述低级伯胺溶于所述反应溶剂中，随反应溶剂一起加入。

6.根据权利要求1或2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述脂肪酮与钛酸四异丙酯的摩尔比为1：1～1：20。

7.根据权利要求1或2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述脂肪酮与硼氢化钠的摩尔比为1：2。

8.根据权利要求2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述氢氧化钠的加入量为每10mmol脂肪酮原料加入10～100ml氢氧化钠溶液。

9.根据权利要求2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于：所述盐酸溶液的加入量为每10mmol脂肪酮原料加入10～100ml盐酸溶液。

10.根据权利要求2所述的一种脂肪胺类化合物的合成方法，其特征在于，所述萃取溶剂为无水乙醚、乙酸乙酯、正己烷、石油醚其中之一或它们两种以上的混和物，体积配比比例在0～100％，溶剂的用量为10～100ml。