CN105859575B - 联产甲氧胺盐酸盐和n,o‑二甲基羟胺盐酸盐的方法 - Google Patents

联产甲氧胺盐酸盐和n,o‑二甲基羟胺盐酸盐的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化合物合成方法技术领域，特别地涉及一种联产甲氧胺盐酸盐和N,O‑二甲基羟胺盐酸盐的方法。羟胺盐在碱性条件下用甲基化剂进行甲基化反应，得到含有甲氧胺和N,O‑二甲基羟胺的反应液，然后精馏分离出甲氧胺釜液和N,O‑二甲基羟胺粗馏分，再分别加盐酸成盐，减压浓缩结晶，冷却，抽滤，用水或甲醇重结晶、干燥，得到甲氧胺盐酸盐产品和N,O‑二甲基羟胺盐酸盐产品。该方法工艺简单可靠，产品质量优，总收率高，综合成本低，同时也更加环保适合工业化生产。

Description

联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法
技术领域
本发明涉及化合物合成方法技术领域，特别地涉及一种联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法。
背景技术
甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐是重要的精细化工中间体，用于Weinreb酰胺、医药及农药的合成。目前用于合成甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法有：
1、拉希克法
高栋华等(化工中间体,2003,24,29-31)介绍了以亚硝酸钠和亚硫酸氢钠为原料，通入SO2气体，经拉希克(Raschig)反应生成胲基二磺酸钠盐，用甲基化剂进行甲基化，再水解，甲基化得到N,O-二甲基羟胺，反应过程原理如下：
此法成本较低，但反应较难控制，产品质量差，收率低，产生大量氨氮废水，三废污染严重，能耗很高。
2、盐酸羟胺法
专利CN 201310015585.X使用醋酸酯与羟胺盐在碱存在的条件下进行酰化保护，然后用甲基化剂进行甲基化、水解、蒸馏、成盐，其反应式如下：
其中R1＝-CH3、-C2H5；HX为HCl或H2SO4，n为1、2或3；
然后再加入酸进行水解，经中和和蒸馏，并在得到的馏分中加盐酸，得到N,O-二甲基羟胺盐酸盐，其反应式如下：
此法会产生大量含醋酸钠、硫酸钠、氯化钠的含盐废水无法有效处理，环保问题严重。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术上的不足，提供一种条件温和、投资成本低、操作简单、无环保问题，适合工业化生产的联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法。
为了解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：提供一种联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，即羟胺盐和水在碱存在的条件下，用甲基化剂进行甲基化反应，其反应如下所示：
或者
然后再蒸馏、精馏、成盐、浓缩结晶、干燥得到联产的甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐。
该方法包括以下步骤：
①在反应器中加入羟胺盐和水，控制温度为20～50℃，加氢氧化钠，再加甲基化剂，碱调pH，0～40℃保温搅拌反应1～5h，得反应液；
②用碱调节步骤①反应液pH＝9.5～12，在蒸馏塔中加热蒸馏，塔顶温度60-100℃，塔顶得提馏馏分，塔釜内残液回收废盐；
③在精馏塔中精馏步骤②得到的提馏馏分，塔顶温度40-50℃，塔顶回流比在2～8h内由2:1增加到8:1，塔顶得N,O-二甲基羟胺粗馏分，塔釜得甲氧胺釜液；
④将步骤③N,O-二甲基羟胺粗馏分加盐酸调节pH＝0.5～2成盐，50～90℃减压浓缩结晶，冷却，抽滤，用水或甲醇重结晶，40～80℃真空干燥得N,O-二甲基羟胺盐酸盐产品；
⑤将步骤③中的甲氧胺釜液加盐酸调节pH＝0.5～2成盐，50～90℃减压浓缩结晶，冷却，抽滤，用水或甲醇重结晶，40～80℃真空干燥得甲氧胺盐酸盐产品。
所述步骤①中反应温度控制在20～50℃，温度过高，羟胺盐易于分解。
所述步骤③中在精馏塔中的精馏，初始塔顶回流比2:1采出塔顶温度40-50℃的馏分，后期随着塔内的N,O-二甲基羟胺总量下降，塔顶回流比逐渐增大到8:1，增大回流比以采出更多的N,O-二甲基羟胺。
若所述步骤①中羟胺盐为盐酸羟胺，则甲基化剂对应为一氯甲烷；若所述步骤①中羟胺盐为硫酸羟胺，则甲基化剂对应为硫酸二甲酯，羟胺盐优选为盐酸羟胺，这样在处理回收副产盐时操作更加简单。
所述步骤①中羟胺盐与水的质量比为1:0.5～2，甲基化剂与羟胺盐的摩尔比为1.5～3:1，且甲基化剂在5～25h内均匀加入，甲基化剂加入的同时加碱调步骤①中的反应液pH＝9～12。
所述步骤①中，在0.5～2h内均匀加氢氧化钠以游离出羟胺，氢氧化钠与羟胺盐的摩尔比为1～1.5:1。
所述碱(即上述提到的碱调pH，不包括步骤①中的氢氧化钠)为碳酸钠或氢氧化钠或上述两种碱的混合碱。
与现有技术相比，本发明联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法具有以下优点：
1.本发明联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，可以通过精细控制甲基化的配比、温度、pH、甲基化剂加入速度等条件，得到不同比例的甲氧胺和N,O-二甲基羟胺反应液，根据生产要求，控制主产甲氧胺或主产N,O-二甲基羟胺。
2.本发明联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，只产生少量废水废气，无机盐可以全部回收，是环境友好型合成方法，同时也更适合工业化生产。
3.本发明联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，只使用羟胺盐、甲基 化剂、盐酸液碱等常规原料，并且通过控制甲基化条件和精馏条件，实现联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐，工艺简单可靠，产品质量优，总收率高，综合成本低。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
在装有温度计、搅拌器、恒压漏斗、尾气水封的1000mL四口瓶反应器中，加入盐酸羟胺69g(1moL)、水69g，20～25℃滴加140g 30％NaOH(1.05moL)，加入53g Na2CO3(0.5moL)，8h内均匀加入CH3Cl 150.5g(3moL)，同时滴加30％NaOH调pH＝9.5～10，然后2～5℃保温搅拌反应2h。
烧瓶改为蒸馏方式，滴加30％NaOH调pH＝12，升温蒸馏2～8h，收集汽相温度60-100℃的冷凝液得到提馏馏分，残液75℃(真空-0.075MPa)进行减压浓缩到大量盐析出，趁热过滤得到副产氯化钠，母液则加回下批残液继续浓缩。
在装有温度计的填料塔中，加入提馏馏分，加热升温。初始塔顶回流比2:1，塔顶温度40℃采出含N,O-二甲基羟胺的馏分，后期随着塔内的N,O-二甲基羟胺总量下降塔顶温度逐渐升高到50℃，同时塔顶回流比在2h内也逐渐由2:1增大到8:1以采出更多N,O-二甲基羟胺馏分，塔釜冷却后得到甲氧胺馏分170g。
N,O-二甲基羟胺馏分加31％盐酸调pH＝1成盐，75℃(真空-0.075MPa)减压蒸馏脱水到有晶体析出，冷却，抽滤，滤饼用水重结晶，80℃(真空-0.075MPa)真空干燥得其盐酸盐产品，母液收集待下批中和蒸馏。
甲氧胺馏分加31％盐酸调pH＝1成盐，75℃(真空-0.075MPa)减压蒸馏到有晶体析出，冷却，抽滤，滤饼用水重结晶，80℃(真空-0.075MPa)真空干燥得其盐酸盐产品，母液收集待下批中和蒸馏。
甲氧胺盐酸盐产品GC含量为98.8％；N,O-二甲基羟胺盐酸盐产品GC含量为99.1％，套用5次母液后，计算总平均收率甲氧胺盐酸盐为41％，N,O-二甲基羟胺盐酸盐为33％。
实施例2
羟胺盐改为硫酸羟胺(1mol)，甲基化试剂改为则甲基化剂对应为(CH3)2SO4(2.5mol)，水160g，此时母液中和蒸馏时回收的是硫酸钠，其他同实施例1。套用5次母液后，计算总平均收率甲氧胺盐酸盐为39％，N,O-二甲基羟胺盐酸盐为31％。
实施例3
羟胺盐与甲基化剂的加入量改为：1moL盐酸羟胺和1.5moL的CH3Cl，且CH3Cl在 25h内均匀加入，同时加碱调pH＝11～12，然后35～40℃保温搅拌反应4h。N,O-二甲基羟胺馏分加31％盐酸调pH＝2成盐，甲氧胺馏分加31％盐酸调pH＝2成盐，两种产品均在85℃减压浓缩结晶，冷却后抽滤，滤饼用甲醇重结晶，60℃真空干燥，其他同实施例1，套用5次母液后，计算总平均收率甲氧胺盐酸盐为50％，N,O-二甲基羟胺盐酸盐为11％。
实施例4
水加入量改为100g，羟胺盐与甲基化剂的加入量改为：1moL盐酸羟胺和2moL的CH3Cl，且CH3Cl在15h内均匀加入，同时加碱调pH＝9.5～10，然后20～25℃保温搅拌反应3h。N,O-二甲基羟胺馏分加31％盐酸调pH＝0.5成盐，甲氧胺馏分加31％盐酸调pH＝0.5成盐，两种产品均在50℃减压浓缩结晶，冷却后抽滤，滤饼用水重结晶，40℃真空干燥，其他同实施例1，套用5次母液后，计算总平均收率甲氧胺盐酸盐为40％，N,O-二甲基羟胺盐酸盐为15％。
以上就本发明较佳的实施例作了说明，但不能理解为是对权利要求的限制。本发明不仅局限于以上实施例，其具体结构允许有变化，凡在本发明独立要求的保护范围内所作的各种变化均在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
①在反应器中加入羟胺盐和水，羟胺盐与水的质量比为1:0.5~2，控制温度为20~50℃，加氢氧化钠，再加甲基化剂，甲基化剂与羟胺盐的摩尔比为1.5~3:1，且甲基化剂在5~25h内均匀加入，甲基化剂加入的同时加碱调pH=9~12，0~40℃保温搅拌反应1~5h，得反应液；
②用碱调节步骤①反应液pH=9.5~12，在蒸馏塔中加热蒸馏，塔顶温度60-100℃，塔顶得提馏馏分，塔釜内残液回收废盐；
③在精馏塔中精馏步骤②得到的提馏馏分，塔顶温度40-50℃，塔顶回流比在2~8h内由2:1增加到8:1，塔顶得N,O-二甲基羟胺粗馏分，塔釜得甲氧胺釜液；
④将步骤③N,O-二甲基羟胺粗馏分加盐酸调节pH=0.5~2成盐，50~90℃减压浓缩结晶，冷却，抽滤，用水或甲醇重结晶，40~80℃真空干燥得N,O-二甲基羟胺盐酸盐产品；
⑤将步骤③中的甲氧胺釜液加盐酸调节pH=0.5~2成盐，50~90℃减压浓缩结晶，冷却，抽滤，用水或甲醇重结晶，40~80℃真空干燥得甲氧胺盐酸盐产品。
2.根据权利要求1所述联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，其特征在于：若所述步骤①中羟胺盐为盐酸羟胺，则甲基化剂对应为一氯甲烷；若所述步骤中羟胺盐为硫酸羟胺，则甲基化剂对应为硫酸二甲酯。
3.根据权利要求1所述联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，其特征在于：所述步骤①中，在0.5~2h内均匀加氢氧化钠，氢氧化钠与羟胺盐的摩尔比为1~1.5:1。
4.根据权利要求1所述的联产甲氧胺盐酸盐和N,O-二甲基羟胺盐酸盐的方法，其特征在于：所述碱为碳酸钠或氢氧化钠或上述两种碱的混合碱。
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