CN104311431A - 一种n1-正辛基-n2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法 - Google Patents

一种n1-正辛基-n2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法 Download PDF

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本发明公开一种N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法。具体步骤如下：以二乙烯三胺和1-正辛醛为原料，在催化剂作用下缩合生成N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺，进一步将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺氢化得到N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺。本发明是为了解决N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺原药现有技术所得产品含量低、收率低、副产物多和后处理复杂的问题。本发明主要用于N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备，所得产品可用作油田、农用和造纸的杀菌剂。N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的结构如下：

Description

一种N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种杀菌剂的制备方法，特别是涉及一种N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法。
背景技术
N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺是辛菌胺原药(原名菌毒清)的主要有效成份之一，是我国开发的一种典型的内吸性广谱杀菌剂。辛菌胺的杀菌机理是凝固病菌蛋白质，破坏病菌细胞膜，抑制病菌呼吸，使病菌酶系统变性，从而杀死病菌。具有高效、低毒、无残留和良好的渗透性等特点，对潜伏病菌有一定的铲除作用，可用来防治多种真菌、细菌和病毒引起的病害。现已工业化的辛菌胺(即原药)中N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺及其同系物的总含量约35％，其余为不具杀菌性的副产物或杂质。
目前，N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法主要有以下两种：一种是以卤化辛烷和二乙烯三胺为原料，在温度150～180℃下反应，反应结束后，经过滤得到辛菌胺原药，其中N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺及其同系物的含量在40％。辛菌胺原药再经过蒸馏，乙醇-甲苯多次重结晶得到N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺，含量在99％[CN101161630A]。另外一种是以辛醛和二乙烯三胺缩合，用硼氢化钠还原，用二氯甲烷溶解，NaCl水洗涤，干燥，最后环己烷重结晶得到N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺，收率71％[Segui.M,et al.Linear polyamines as carriers in thiocyanate-selectivemembrane electrodes.Talanta,2006,68(4),1182-1189.]。以上两种方法：第一种合成方法卤代辛烷和一元胺取代物会继续反应生成二叔胺及其它副产物。该反应结束后，需经过蒸馏、反复重结晶，N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的收率约在15％。该反应过程中产生大量的固体废渣(如卤化盐等)需进一步处理，反复重结晶使得N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的总收率降低，成本提高，难于实现工业化生产。第二种制备N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的方法收率达到71％。但是，采用硼氢化钠还原后，引入大量的杂质，产品后处理复杂，成本相对较高，且后处理过程产生大量污水，不易工业化生产。
发明内容
本发明的目的是解决现有技术中的不足和缺陷，提供一种收率高、含量高、适合工业化批量生产的N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法。
本发明制备N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的反应式如下
本发明的N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，以1-正辛醛和二乙烯三胺为原料，包括以下步骤：
(1)将1-正辛醛和二乙烯三胺，酸性催化剂和脱水剂加入到反应瓶中，搅拌，60～130℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，，反应3-6h后，二乙烯三胺含量≤1％，反应结束后，在温度为50～100℃，真空度500～2000pa，蒸馏脱除脱水剂和未反应的1-正辛醛，得到中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺；其中1-正辛醛:二乙烯三胺:酸性催化剂的摩尔比例是200.0～500.0:100.0:1.0～5.0；
(2)将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺，主催化剂和助催化剂加入到高压釜中，高压釜密闭，氮气置换2次，再用氢气置换2次，搅拌加热至20～100℃，氢气压力1～10MPa，反应结束，在温度为60～80℃热过滤，除去固体物质，冷却得到白色固体N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺；其中N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺:主催化剂:助催化剂的质量比分别为：100.0:1.0～10.0:1.0～5.0。
所述酸性催化剂是硫酸、甲基苯磺酸、盐酸或磷酸；所述脱水剂为甲苯、苯、石油醚、环己烷、二甲苯或乙腈；
所述主催化剂是Raney Ni、Pt/C或Pt、Ni的固体复合盐，所述助催化剂是四丁基溴化铵或四丁基氯化胺含卤固体季铵盐；
本发明优选的N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1-正辛醛和二乙烯三胺，硫酸和苯加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应3h，二乙烯三胺含量≤1％，反应结束后，在温度为60℃，真空度为1200pa，蒸馏脱除苯和未反应的1-正辛醛，得到中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺，其中1-正辛醛和二乙烯三胺的比例是210.0：100：4；
(2)将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺、Pt/C和四丁基溴化铵加入到高压釜中，将高压釜密闭，氮气置换2次，再用氢气置换2次，搅拌加热至80℃，氢气压力4MPa，反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却得到白色固体N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺；其中，N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺:Pt/C:四丁基溴化的质量比例为100.0:1.0:2.0。
本发明的优点：
本发明提供的方法，N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的含量可达97％，总收率达88.4％，对比文件中的方法由于反复重结晶和辛菌胺原药中N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺及其同系物含量在40％，最终产品的收率15％；另外对比文件中由于采用硼氢化钠还原，后处理产生大量的废水，且处理复杂，相对而言，本工艺过程技术简单，操作性强，无污染，易于实现大规模批量生产。
具体实施方式
实施例1
1)将1-正辛醛26.9g和二乙烯三胺10.3g，硫酸0.5g和苯150ml加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应3h，二乙烯三胺含量≤1％，反应结束后，在温度为60℃，真空度为1200pa，蒸馏脱除苯和未反应的1-正辛醛，得到中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺30g(以下称为M1)，含量达98％，收率93％。1H NMR(500MHz,CDCl3):7.50(t,2H,CH),2.60(t,4H,2×CH2),1.53-1.61(m,8H,4×CH2),1.29-1.31(m,16H,8×CH2),0.88(t,6H,2×CH2)。
2)将M1，Pt/C和四丁基溴化铵加入到高压釜中，将高压釜密闭，氮气置换2次，再用氢气置换2次，搅拌加热至80℃，氢气压力4MPa，反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却得到白色固体N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺，含量达到97％，收率95％，总收率88.4％。M1：Pt/C和四丁基溴化的质量比例为100.0:1.0:2.0。1H NMR(500MHz,CDCl3):2.52-2.55(m,12H,6×CH2),1.29-1.38(m,20H,10×CH2)，0.88(t,6H,2×CH2)。
下面给出具体实施例对本发明的技术方案作进一步说明。
实施例2
1)将1-正辛醛25.6g和二乙烯三胺10.3g，硫酸0.5g和甲苯150ml加入到反应瓶中，搅拌，110℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应4h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，温度60℃，真空度600pa，脱除甲苯和未反应的原料，得中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺29g，收率90％，含量98％。
2)将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺32.3g，Raney Ni 0.33g和四丁基溴化铵0.33g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度在20℃，压力1MPa，氢化8h。反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体催化剂，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺30.9g，含量95.5％，收率95％，总收率85.5％。
实施例3
1)将1-正辛醛64g和二乙烯三胺10.3g，甲基苯磺酸0.18g和150ml苯加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应5h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为80℃，真空度为1200pa，脱除溶剂和未反应的原料，即得28.9g中间体M1，收率90％，含量97.1％。
2)将32.3M1，Raney Ni 3.3g和四丁基溴化铵0.33g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度在100℃，压力10MPa，氢化1h。反应结束，在温度为80℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺29.3g，含量95.7％，收率94％，总收率84.6％。
实施例4
1)将1-正辛醛38.4g和二乙烯三胺10.3g，盐酸0.2g(37％HCl盐酸)和150ml环己烷加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应5h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为50℃，真空度为500pa，脱除溶剂和未反应的原料，即得28.4g中间体M1，收率89％，含量98％。
2)将32.3gM1，Raney Ni 1.6g和四丁基氯化胺0.33g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度在80℃，压力5MPa，氢化4h。反应结束，在温度为70℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺30.4g，含量96％，收率93.5％，总收率83.2％。
实施例5
1)将1-正辛醛25.6g和二乙烯三胺10.3g，磷酸0.5g和150ml石油醚加入到反应瓶中，搅拌,80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应6h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为70℃，真空度为2000pa，脱除溶剂和未反应的原料，即得中间体M1，收率93％，含量97.3％。
2)将32.3gM1，Raney Ni 1.6g和四丁基溴化铵1.6g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度50℃，压力7MPa，氢化6h。反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺30.5g，含量96.1％，收率93.9％，总收率87.3％。
实施例6
1)将1-正辛醛25.6g和二乙烯三胺10.3g，磷酸0.3g和乙腈150ml加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应4h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为60℃，真空度为1500pa，脱除溶剂和未反应的原料，即得29.8g中间体M1，收率92％，含量97.2％。
2)将32.3gM1，Raney Ni 1.6g和四丁基溴化铵1g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度100℃，压力7MPa，氢化6h。反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺30g，含量96.2％，收率92％，总收率84.6％。
实施例7
1)将1-正辛醛25.6g和二乙烯三胺10.3g，盐酸0.5g(37％HCl盐酸)和150ml石油醚加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应4h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为50℃，真空度为950pa，脱除溶剂和未反应的原料，即得28.4g中间体M1，收率88％，含量98.9％。
2)将32.3gM1，Pt/C 0.33g和四丁基溴化铵0.33g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度80℃，压力10MPa，氢化8h。反应结束，在温度为80℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺，含量95.8％，收率93％，总收率81.8％。
实施例8
1)将1-正辛醛38.4g和二乙烯三胺10.3g，盐酸0.2g(37％HCl盐酸)和二甲苯150ml加入到反应瓶中，搅拌，140℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应3h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为100℃，真空度为1700pa，脱除溶剂和未反应的原料辛醛，即得28.4g中间体M1，收率88％，含量98.5％。
2)将32.3gM1，Pt/C 3.3g和四丁基溴化铵0.33g加入到高压釜中，氮气置换空气2次，氢气再置换氮气2次，温度在80℃，压力1MPa，氢化3h。反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺30.8g，含量96.6％，收率94.9％，总收率83.5％。
实施例9
1)将1-正辛醛38.4g和二乙烯三胺10.3g，盐酸0.1g(37％HCl盐酸)和石油醚150ml加入到反应瓶中，搅拌80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应6h，二乙烯三胺含量≤1％。反应结束后，在温度为50℃，真空度为1000pa，脱除溶剂和未反应的原料辛醛，即得27.4g中间体M1，收率85％，含量98.9％。
2)将32.3g M1，Pt/C3.3g和四丁基溴化铵1.6g加入到高压釜中，氮气置换空气三次，氢气再置换氮气三次，温度为20℃，压力3MPa，氢化7h。反应结束，在温度为80℃热过滤，除去固体物质，冷却即得白色固体即为N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺29.2g，含量96.9％，收率90％，总收率76.5％。

Claims (4)

1.一种N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，其特征在于，以1-正辛醛和二乙烯三胺为原料，包括以下步骤：
(1)将1-正辛醛和二乙烯三胺，酸性催化剂和脱水剂加入到反应瓶中，搅拌，60～130℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，，反应3-6h后，二乙烯三胺含量≤1％，反应结束后，在温度为50～100℃，真空度500～2000pa，蒸馏脱除脱水剂和未反应的1-正辛醛，得到中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺；其中1-正辛醛:二乙烯三胺:酸性催化剂的摩尔比例是200.0～500.0:100.0:1.0～5.0；
(2)将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺，主催化剂和助催化剂加入到高压釜中，高压釜密闭，氮气置换2次，再用氢气置换2次，搅拌加热至20～100℃，氢气压力1～10MPa，反应结束，在温度为60～80℃热过滤，除去固体物质，冷却得到白色固体N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺；其中N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺:主催化剂:助催化剂的质量比分别为：100.0:1.0～10.0:1.0～5.0。
2.根据权利要求1所述N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，所述酸性催化剂是硫酸、甲基苯磺酸、盐酸或磷酸；所述脱水剂为甲苯、苯、石油醚、环己烷、二甲苯或乙腈。
3.根据权利要求1所述N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，所述主催化剂是Raney Ni、Pt/C或Pt、Ni的固体复合盐，所述助催化剂是四丁基溴化铵或四丁基氯化胺含卤固体季铵盐。
4.根据权利要求1所述N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺的制备方法，包括以下步骤：
(1)将1-正辛醛和二乙烯三胺，硫酸和苯加入到反应瓶中，搅拌，80℃回流，反应过程中及时将水从反应体系中分出，反应3h，二乙烯三胺含量≤1％，反应结束后，在温度为60℃，真空度为1200pa，蒸馏脱除苯和未反应的1-正辛醛，得到中间体N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺，其中1-正辛醛和二乙烯三胺的比例是210.0：100：4；
(2)将N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺、Pt/C和四丁基溴化铵加入到高压釜中，将高压釜密闭，氮气置换2次，再用氢气置换2次，搅拌加热至80℃，氢气压力4MPa，反应结束，在温度为60℃热过滤，除去固体物质，冷却得到白色固体N1-正辛基-N2-[2-(正辛氨基)乙基]-1,2-乙二胺；其中，N1-正辛基亚胺-N2-[2-(正辛基亚胺)乙基]-1,2-乙二胺:Pt/C:四丁基溴化的质量比例为100.0:1.0:2.0。
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