CN108003036A - 一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法 - Google Patents
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种2‑氯乙胺盐酸盐的制备方法,具体所述方法是以乙醇胺为原料,使用有机酸做催化剂,以氯化氢作为氯化试剂进行取代反应制备2‑氯乙胺盐酸盐。本发明所述的方法原料易得,反应快速,产品收率和纯度都较高;使用副产氯化氢作为氯代试剂替代氯化亚砜,避免了污染性气体的生成,大大降低了环境污染。
Description
技术领域
本发明属于精细化工品领域,具体涉及一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法。
背景技术
2-氯乙胺盐酸盐是一种含氯有机精细化工产品,作为中间体已被广泛应用于医药、农药、表面活性剂、染料等行业,也用于功能材料等领域中。
2-氯乙胺盐酸盐的合成方法主要是盐酸乙醇胺和氯化亚砜合成法、乙醇胺和氯化氢合成法。另外还有氮丙啶转化法、2-噁唑烷酮和氯化氢合成法、咪唑啉和盐酸合成法、盐酸乙醇胺和氯气合成法等。其中,盐酸乙醇胺和氯化亚砜反应制备2-氯乙胺盐酸盐反应条件温和,反应时间较短,容易控制,产品收率高,但氯化亚砜价格较贵,成本较高,同时副产品为污染性气体二氧化硫,会造成环境污染。乙醇胺和氯化氢反应制备的2-氯乙胺盐酸盐纯度和产率均很高,但是由于该反应一般在一定的压力条件下进行,对生产设备要求高,操作难度较大;同时,该反应时间较长,能耗较大。氮丙啶转化法、2-噁唑烷酮和氯化氢合成法、咪唑啉和盐酸合成法原料来源受限严重,生产成本高,只能用于实验室少量制备2-氯乙胺盐酸盐,可作为技术储备。盐酸乙醇胺和氯气合成法合成2-氯乙胺盐酸盐原料易得,反应条件温和,但生成的混合物比较复杂,产品分离有些难度。
目前国内很少采用乙醇胺和氯化氢合成法制备2-氯乙胺盐酸盐。但是由于该法原料易得,制备的2-氯乙胺盐酸盐纯度和产率都很高。因此,采用乙醇胺和氯化氢反应制备2-氯乙胺盐酸盐,寻找合适的催化剂,缩短反应时间,使反应在相对温和的条件下进行并得到较高的产品收率,将是研发工作努力的方向,并具有重大的意义。
发明内容
为克服现有工艺的不足,本发明研究了一种利用工业副产氯化氢做氯化试剂,以有机酸作为催化剂,以乙醇胺作为原料,发生氯化反应生成高纯度的2-氯乙胺盐酸盐的制备方法。该方法原料易得,成本较低,反应快速,产品收率和纯度都较高;使用氯化氢作为氯代试剂替代氯化亚砜,避免了污染性气体的生成,大大降低了环境污染。
本发明采用的以下的方案进行制备:
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法,通过下式工艺制备:
具体采用以下步骤进行制备:
(1)将乙醇胺加入到容器中,搅拌,出口端接装有吸收溶液的缓冲瓶,室温条件下,开始通氯化氢,至体系pH值为2~3时,停止通氯化氢气体;
(2)在步骤(1)所述的容器中加入有机酸,升温,再次通氯化氢,边反应边蒸馏,将生成的水蒸除;
(3)步骤(2)反应结束,停止加热,同时停止通氯化氢,降至室温,加入无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,干燥得2-氯乙胺盐酸盐。
优选地,步骤(1)所述的氯化氢气体流量:乙醇胺1mol时,氯化氢气体流量为300~500mL/min,通气时间为45~75min。
优选地,步骤(2)所述的有机酸为丙酸、丁酸、戊二酸或己二酸。
优选地,步骤(2)所述的有机酸与步骤(1)所述的乙醇胺的质量比0.05~0.15:1。
优选地,步骤(1)所述的吸收溶液为0.1-2M的氢氧化钠溶液。
优选地,步骤(2)所述的升温的温度为120~160℃,所述边反应边蒸馏的反应时间为2~5小时。
优选地,步骤(2)所述的氯化氢气体流量:乙醇胺1mol时,氯化氢气体流量为300~500mL/min。
优选地,步骤(3)所述的无水乙醇与乙醇胺的质量比为0.5~1:1。
优选地,步骤(3)所述的干燥采用50~60℃真空干燥。
有益效果
本发明的研究为2-氯乙胺盐酸盐的制备提供了一种“绿色生产”方法,本工艺原料易得,反应快速,能耗较低;产品纯度可达99%;产率高能达到90%左右。本发明非常适用于副产氯化氢厂家的高附加值产品利用,会为企业带来巨大经济效益。
具体实施方式
结合实施例对本发明作进一步的说明,应该说明的是,下述说明仅是为了解释本发明,并不对其内容进行限定。
实施例1
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1)将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用2M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为500mL/min,通气时间为45min,pH值约为2,停止通气。
(2)加入9.15g己二酸,开始加热,升至120℃,再次通氯化氢,气体流量为500mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应4小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入30.5g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体107g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率92.2%,GC纯度99.3%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例2
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1)将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用2M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为500mL/min,通气时间为45min,pH值约为2,停止通气。
(2)加入3.05g己二酸,开始加热,升至160℃,再次通氯化氢,气体流量为500mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应2小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入61g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体103g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率89%,GC纯度99.5%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例3
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1)将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用0.1M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为300mL/min,通气时间为75min,pH值约为3,停止通气。
(2)加入3.05g己二酸,开始加热,升至160℃,再次通氯化氢,气体流量为300mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应5小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入40g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体105g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率90.5%,GC纯度99.2%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例4
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1) 将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用1M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为500mL/min,通气时间为45min,pH值约为3,停止通气。
(2) 加入6.1g戊二酸,开始加热,升至140℃,再次通氯化氢,气体流量为500mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应3.5小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入40g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体104g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率89.7%,GC纯度99.2%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例5
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1) 将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用1M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为400mL/min,通气时间为55min,pH值约为3,停止通气。
(2) 加入6.1g丙酸,开始加热,升至130℃,再次通氯化氢,气体流量为400mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应4.5小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入40g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体105g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率90.5%,GC纯度99.0%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例6
一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法通过下述原理合成:
具体的操作步骤为:
(1) 将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用1M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为500mL/min,通气时间为45min,pH值约为2,停止通气。
(2)加入4.6g丁酸,开始加热,升至130℃,再次通氯化氢,气体流量为400mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应4.5小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入35g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体104g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率89.7%,GC纯度99.1%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
实施例7
具体的操作步骤为:
(1) 将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用2M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为600mL/min,通气时间为36min,pH值约为2,停止通气。
(2) 加入2.0g己二酸,开始加热,升至170℃,再次通氯化氢,气体流量为600mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应6小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入70g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体93g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率80.2%,GC纯度99.0%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
对比例1
具体的操作步骤为:
(1) 将61g乙醇胺加入到三口反应瓶中,开启搅拌,出口端接缓冲瓶,并用1M的氢氧化钠溶液作吸收,室温条件下开始通氯化氢,气体流量为500mL/min,通气时间为45min,pH值约为2,停止通气。
(2) 开始加热,升至160℃,再次通氯化氢,气体流量为500mL/min。边反应边蒸馏,及时将生成的水蒸除。反应5小时,停止加热,同时停止通气。温度降至室温,加入60g无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,50~60℃真空干燥5小时,收料得固体40g,即为2-氯乙胺盐酸盐成品,收率34.5%,GC纯度85%(SE-54色谱柱;检测器:氢火焰离子化检测器,柱温:50℃;检测室温度:250℃;汽化室温度:250℃;载气(N2):30ml/min;分流比1:60;氢气:30 ml/min;空气:300 ml/min,进样量1μL)。
Claims (9)
1.一种2-氯乙胺盐酸盐的制备方法,其特征在于,通过下式工艺制备:
具体采用以下步骤进行制备:
(1)将乙醇胺加入到容器中,搅拌,出口端接装有吸收溶液的缓冲瓶,室温条件下,开始通氯化氢,至体系pH值为2~3时,停止通氯化氢气体;
(2)在步骤(1)所述的容器中加入有机酸,升温,再次通氯化氢,边反应边蒸馏,将生成的水蒸除;
(3)步骤(2)反应结束,停止加热,同时停止通氯化氢,降至室温,加入无水乙醇,搅拌,抽滤,得滤饼,干燥得2-氯乙胺盐酸盐。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的氯化氢气体流量:乙醇胺1mol时,氯化氢气体流量为300~500mL/min,通气时间为45~75min。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的有机酸为丙酸、丁酸、戊二酸或己二酸。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的有机酸与步骤(1)所述的乙醇胺的质量比0.05~0.15:1。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述的吸收溶液为0.1-2M的氢氧化钠溶液。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的升温的温度为120~160℃,所述边反应边蒸馏的反应时间为2~5小时。
7.据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述的氯化氢气体流量:乙醇胺1mol时,氯化氢气体流量为300~500mL/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的无水乙醇与乙醇胺的质量比为0.5~1:1。
9.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(3)所述的干燥采用50~60℃真空干燥。
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