CN103787917A

CN103787917A - 一种改进的n,n-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺

Info

Publication number: CN103787917A
Application number: CN201210427611.5A
Authority: CN
Inventors: 刘山; 杨小燕; 王世娟
Original assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Current assignee: Nanjing College of Chemical Technology
Priority date: 2012-11-01
Filing date: 2012-11-01
Publication date: 2014-05-14

Abstract

本发明是提供一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，该工艺以氰基乙酸酯为原料，加入芳烃溶剂后，在-10～0℃通入干燥的二甲胺气体反应2～8h，然后加热于回流1h，在-10～0℃冷却8～10h，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺。该工艺步骤少，操作简单方便，生产周期短、生产能耗低，产品纯度高，收率高达99％，并且对环境友好，是一种清洁、经济的生产N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，制得的N，N-二甲基氰基乙酰胺可以直接作为烟嘧磺隆的中间体使用。

Description

一种改进的N,N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺

技术领域

本发明涉及一种有机工业化原料的工业生产，具体涉及一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺。

技术背景

N，N-二甲基氰基乙酰胺是一种重要的农药中间体，如N，N-二甲基氰基乙酰胺可以与3-二甲氨基丙烯醛反应，合成得到N，N-二甲基-2-氯烟酰胺，用于生产除草剂和杀菌剂(EP0313317，WO8804297)。

目前文献及专利报道N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺主要有以下几种：

1、氰基乙酸酯与二甲胺的乙醇溶液，以乙醇钠为催化剂，室温下反应3天。然后真空浓缩，-30℃下析出粗产品。最后用苯与石油醚重结晶得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺。(Bowman R E，Cavalla J F.A new synthesis of pantethine and some analogues thereof[J].Journal of the Chemical Society(Resumed)，1954，1171-1176.)

2、仲胺溶液在-50℃下滴加至氯代丙炔腈的乙醚溶液中，反应2h。抽滤，除去仲胺盐酸盐，再减压蒸馏得到取代氨基丙炔腈，再经过酸性条件下水解，得到N，N-二取代-1-氰基乙酰胺。收率约50％。(Sasaki T，Kojima A.Chemistry of cyanoacetylenes.Part IV.Preparation and reactions of cyano-ynamines and the corresponding cyano-enarnines[J].J Chem SOC(C)，1970，476-480.)反应方程式为：

3、二甲胺溶液在0℃条件下滴加至氰基乙酸酯中。滴毕，继续搅拌1h，然后室温搅拌2h。然后再用有机溶剂萃取，旋蒸除溶剂，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺，收率67％(Tkachenko V V，Tregub N G，Knyazev A P，et al.Zhurnal Organicheskoi Khimii[J].1990，26(3.2)：638-649，548-556)。

4、向5-(双甲硫基亚甲基)-2，2-甲基-1，3-二氧杂-4，6-二酮的乙醇溶液中，依次滴加等物质的量的二甲胺乙醇溶液、伯胺乙醇溶液，再在600℃热解得到N，N-二甲基氰基乙酰胺(Cheikh A B，Chuche J，Manisse N，et al.Synthesis of a-cyano carbonyl compounds by flash vacuum thermolysis of(alky lamino)methylene derivatives of meldrum′s acid.Evidence for facile 1，3-shifts of alkylamino and alkylthio groups in imidoylketene intermediates[J].J Org Chem，1991，56(3)：970-975.)。反应方程式为：

5、在一定的正压、0℃条件下，将草酰氯、N，N-二甲基甲酰胺依次滴入氰基乙酸中。滴毕，继续搅拌1h，然后再室温搅拌1h。旋蒸除溶剂，得到的固体溶于二氯甲烷中。在0℃条件下滴加二甲胺。滴毕，在0℃搅拌1h，然后在室温下搅拌1h。加入适量10％的盐酸，再分液，收集有机相。经干燥后，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺，收率约100％(Marcoux D，Azzi S，Charette AB，et al.TfNH₂ asachiral hydrogen-bond donor additive to enhance the selectivity of a transition metal catalyzed reaction.Highly enantio-and diastereoselective rhodium-catalyzed cyclopropanation of alkenes usingα-cyano diazoacetamide[J].J Am Chem Soc，2009，131(20)：6970-6972.)。

6、二甲胺溶液在-10℃条件下滴加至氰基乙酸酯中。滴毕，继续搅拌1h，然后室温搅拌12h。再加入适量无机碱，继续搅拌48h。混合物再用乙酸乙酯萃取，干燥除水，旋蒸除去乙酸乙酯，乙醚洗涤得到N，N-二甲基氰基乙酰胺，收率63％(Basheer A，Yamataka H，Ammal S C，Rappoport Z.Enols of substituted cyanomalonamides[J].J Org Chem，2007，72(14)：5297-5312)。

7、2011年12月，中国发明专利(CN2011104108331)中公布了一种制备N，N-二甲基氰基乙酰胺的简便生产方法，以氰基乙酸酯为原料，在芳烃溶剂中与二甲胺的水溶液反应，经回流脱水，冷却，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺，母液回收套用。

上述7种方法中，第1种方法反应时间太长；第2种方法为两步反应，要求低温，且收率仅为50％；第3种方法的收率也仅达到67％；第4种方法为2步反应，且需要600℃高温；第5种方法后处理步骤较多，且用到价格较贵、且腐蚀性强的草酰氯；第6种方法收率较低，仅为63％；第7种方法，使用到二甲胺水溶液，需要长时间回流脱水，生产周期延长，生产能耗较大，生产成本较高。

与现有技术比较本发明的有益效果：本发明的目的是提供一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，该工艺步骤少，操作简单方便，生产周期短、生产能耗低，产品纯度高，收率高达99％，并且对环境友好，克服了现有技术存在的反应时间长、步骤多、条件苛刻、原料贵、收率低等缺点，是一种清洁、经济的生产N，N-二甲基氰基乙酰胺的方法，制得的N，N-二甲基氰基乙酰胺可以直接作为烟嘧磺隆的中间体使用。

发明内容

本发明的目的是提供一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，该工艺步骤少，操作简单方便，生产周期短、生产能耗低，产品纯度高，并且对环境友好，满足环保生产的要求。

本发明是通过以下方式实施的：

一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，该工艺是以氰基乙酸酯为原料，加入芳烃溶剂，通入干燥的二甲胺气体进行反应，再经回流，冷却，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺。

上述方法具体是以氰基乙酸酯为原料，加入芳烃溶剂，在-10～0℃通入干燥的二甲胺气体，搅拌反应2～10h，然后再加热回流反应1h，冷却，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺。

上述氰基乙酸酯可以是氰基乙酸甲酯，氰基乙酸乙酯，氰基乙酸正丙酯，氰基乙酸异丙酯中的一种。

上述芳烃溶剂可以是苯，甲苯，二甲苯，氯苯中的一种。

上述氰基乙酸酯与二甲胺气体的物质的量之比为1.0∶1.0～1.1。

上述通入干燥的二甲胺气体时，反应温度为-10～0℃，反应时间为2～8h。

上述回流反应1h后，反应液冷却温度为-10～0℃；反应液冷却时间为8～10h。

具体实施方式：

为了更好地理解本发明，下面通过具体的实施例对本发明作进一步说明。但并不由此限制本发明。

实施例1氰基乙酸甲酯(79.2g，0.799mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入甲苯(200ml)。在-10℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为8h。然后加热回流反应1h。在-5℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(86.0g，0.740mol)，收率99.0％。纯度(HPLC，归一化法)：99.7％，mp：61-62℃。

实施例2氰基乙酸乙酯(90.5g，0.800mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入苯(200ml)。在0℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为2h。然后加热回流反应1h。在-10℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(75.0g，0.67mol)，收率83.6％。纯度(HPLC，归一化法)：99.2％，mp：61-62℃。

实施例3氰基乙酸乙酯(90.5g，0.800mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入二甲苯(200l)。在-5℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为4h。然后加热回流反应1h。在-0℃静置10h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(80.0g，0.71mol)，收率89.2％。纯度(HPLC，归一化法)：99.2％，mp：61-62℃。

实施例4氰基乙酸正丙酯(102g，0.800mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入氯苯(200ml)。在-10℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为8h。然后加热回流反应1h。在-5℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(79.0g，0.70mol)，收率88.1％。纯度(HPLC，归一化法)：99.5％，mp：61-62℃。

实施例5氰基乙酸乙酯(90.5g，0.800mo1)加入至500ml四口烧瓶中，加入甲苯(200ml)。在-10℃通入干燥的二甲胺气体(45.08g，1.0mol)，反应时间为8h。然后加热回流反应1h。在-5℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(82.0g，0.73mol)，收率91％。纯度(HPLC，归一化法)：99.6％，mp：61-62℃。

实施例6氰基乙酸乙酯(90.5g，0.800mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入甲苯(200ml)。在-10℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为2h。然后加热回流反应1h。在-5℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(70.0g，0.62mol)，收率78％。纯度(HPLC，归一化法)：99.1％，mp：61-62℃。

实施例7氰基乙酸乙酯(90.5g，0.800mol)加入至500ml四口烧瓶中，加入甲苯(200ml)。在-10℃通入干燥的二甲胺气体(49.59g，1.10mol)，反应时间为4h。然后加热回流反应1h。在-5℃静置8h，析出固体。抽滤，得到白色晶状固体，40℃真空干燥8h。称重，得到产品N，N-二甲基氰基乙酰胺(78.0g，0.69mol)，收率87.0％。纯度(HPLC，归一化法)：99.7％，mp：61-62℃。

Claims

1.一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于以氰基乙酸酯为原料，加入芳烃溶剂，通入干燥的二甲胺气体进行反应，再经回流，冷却，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺。

2.如权利要求1的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于以氰基乙酸酯为原料，先加入芳烃溶剂，再通入干燥的二甲胺气体进行反应，经过回流反应1h，冷却，抽滤，得到N，N-二甲基氰基乙酰胺。

3.如权利要求1或2所述的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于所述的氰基乙酸酯是氰基乙酸甲酯，氰基乙酸乙酯，氰基乙酸正丙酯，氰基乙酸异丙酯中的一种。

4.如权利要求1或2所述的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于所述的加入芳烃溶剂是苯，甲苯，二甲苯，氯苯中的一种。

5. 如权利要求1或2所述的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于氰基乙酸酯与二甲胺的物质的量的比是1.0∶1.0～1.1。

6. 如权利要求1或2所述的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于通入干燥的二甲胺气体时，反应温度为-10～0℃，反应时间为2～8h。

7. 如权利要求1或2所述的一种改进的N，N-二甲基氰基乙酰胺的合成工艺，其特征在于回流反应1h后，反应液冷却温度为-10～0℃；反应液冷却时间为8～10h。