CN109053486B - 一种n-甲基-2-氟苯胺的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种N‑甲基‑2‑氟苯胺的合成方法，包括以下步骤：步骤1，将2‑氟苯胺和浓盐酸混合，加入亚硝酸钠溶液，保温反应制得2‑氟苯胺重氮盐；步骤2，向甲胺水溶液中加入2‑氟苯胺重氮盐，保温反应，经后处理制得N‑甲基‑2‑氟苯胺；该方法以2‑氟苯胺为原料，经重氮化反应，再与甲胺水溶液高温反应，可以得到高收率，高选择性的N‑甲基‑2‑氟苯胺；反应原料便宜易得，工艺合理，先进可行；制得的N‑甲基‑2‑氟苯胺纯度高，质量好，可以大规模工业生产。

Description

一种N-甲基-2-氟苯胺的合成方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，特别涉及一种N-甲基-2-氟苯胺的合成方法。
背景技术
伯胺单甲基化反应在有机合成中应用广泛，且单甲基化试剂也多种多样。经典的方法为Eschweiler-clark甲基化反应，用甲醛和甲酸进行还原甲基化的反应，其中甲酸作为还原剂，是氢供体。此法所用试剂廉价易得，实验操作简单。但此反应生成仲胺后，会继续与HCOOH/HCHO作用，继而生成叔胺化合物，使得反应不易控制在单甲基取代阶段。
Figure BDA0001767371750000011
还有用硫酸二甲酯作为甲基化试剂的，该试剂属于比较强的甲基化试剂，使用其作为甲基化试剂，控制产物在单取代阶段，需加入沸石分子筛。若不加分子筛催化剂，体系只加入Na2CO3,则反应生成的单甲基取代产物选择性也不高。
中国专利CN 107973721A公开了一种N-甲基邻氟苯胺的合成方法，采用邻氟苯胺作为原料，经烯胺化、加氢两步反应得到N-甲基邻氟苯胺，但该方法需使用金属催化剂，成本高，环境不友好，不利于工业生产。
发明内容
本发明解决现有技术中存在的上述技术问题，提供一种N-甲基-2-氟苯胺的合成方法。
为解决上述问题，本发明的技术方案如下：
一种N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，合成路线如下：
Figure BDA0001767371750000012
N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，包括以下步骤：
步骤1，将2-氟苯胺和浓盐酸混合，加入亚硝酸钠溶液，保温反应制得2-氟苯胺重氮盐；
步骤2，向甲胺水溶液中加入2-氟苯胺重氮盐，保温反应，经后处理制得N-甲基-2-氟苯胺。
优选地，所述步骤1中，加入亚硝酸钠溶液前，体系降温至-15℃～-5℃。
优选地，所述步骤1中，所述亚硝酸钠溶液采用滴加的添加方式，滴加过程中维持反应体系内温小于5℃。
优选地，所述步骤1中，保温反应的温度为：-10～5℃，反应时间为1～2小时。
优选地，反应过程中加入的2-氟苯胺和浓盐酸的摩尔比为1:2.5～3；2-氟苯胺和亚硝酸钠的摩尔比为1:1～1.2；2-氟苯胺和甲胺的摩尔比为：1:2.5～3。
优选地，所述浓度盐酸的质量分数为30％，所述亚硝酸钠溶液的质量分数为27.5％，所述甲胺水溶液的质量分数为40％。
优选地，所述步骤2中，保温反应的温度为：50～55℃，反应时间为1.5～2小时。
优选地，所述步骤2中，所述2-氟苯胺重氮盐采用滴加的添加方式。
优选地，所述步骤2中，后处理的方法为：采用乙酸乙酯萃取，并用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，再蒸出乙酸乙酯。
相对于现有技术，本发明的优点如下，
本发明提供了一种全新的N-甲基-2-氟苯胺合成方法，该方法以2-氟苯胺为原料，经重氮化反应，再与甲胺水溶液高温反应，可以得到高收率，高选择性的N-甲基-2-氟苯胺；反应原料便宜易得，工艺合理，先进可行；制得的N-甲基-2-氟苯胺纯度高，质量好，可以大规模工业生产。
具体实施方式
实施例1：
步骤1，重氮化反应
在250mL四口瓶中加入27.8g 2-氟苯胺和90g 30％的盐酸，搅拌30min，将体系放在冰盐浴中降温至内温-10℃，滴加亚硝酸钠溶液(19g亚硝酸钠溶于50mL水中)，维持内温小于5℃，约1小时滴完；滴加完毕后保温30min并用氮气吹出残留的HCl，体系待用。
步骤2，甲胺化反应
将60g的甲胺40％水溶液加热到50℃，向反应瓶中滴加上述制备的2-氟苯胺重氮盐溶液，有大量气体放出，约2小时滴加完毕。滴加完毕后再搅拌至反应完全，约30min。反应结束后加入有机溶剂乙酸乙酯(EA)萃取，并用饱和食盐水洗，无水硫酸钠干燥。蒸出溶剂EA，即可得到30g收率95％，纯度93％的N-甲基-2-氟苯胺。
实施例2：
同实施例1的方法制备N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，不同之处在于：
A组：所述步骤1中，加入亚硝酸钠溶液前，体系降温至-15℃；N-甲基-2-氟苯胺的收率为收率95％；
B组：所述步骤1中，加入亚硝酸钠溶液前，体系降温至-5℃；N-甲基-2-氟苯胺的收率为收率88％；
C组：所述步骤1中，加入亚硝酸钠溶液前，体系降温至0℃；N-甲基-2-氟苯胺的收率为收率78％；
实施例3：
同实施例1的方法制备N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，不同之处在于：
A组：所述步骤1中，保温反应的温度为：-10℃，反应时间为2小时；N-甲基-2-氟苯胺的收率为收率94％；
B组：所述步骤1中，保温反应的温度为：15℃，反应时间为2小时；N-甲基-2-氟苯胺的收率为收率45％(GC收率)；
实施例4：
同实施例1的方法制备N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，不同之处在于：
A组：反应过程中加入的2-氟苯胺、浓盐酸、亚硝酸钠、甲胺的摩尔比为1:2.5:1:2.5；N-甲基-2-氟苯胺的收率为92％；
B组：反应过程中加入的2-氟苯胺、浓盐酸、亚硝酸钠、甲胺的摩尔比为1:3:1.2:3；N-甲基-2-氟苯胺的收率为94％；
C组：反应过程中加入的2-氟苯胺、浓盐酸、亚硝酸钠、甲胺的摩尔比为1:1.5:1:1.5；N-甲基-2-氟苯胺的收率为36％(GC收率)；
D组：反应过程中加入的2-氟苯胺、浓盐酸、亚硝酸钠、甲胺的摩尔比为1:4:1.2:4；N-甲基-2-氟苯胺的收率为91％；
*A-D组中2-氟苯胺、浓盐酸的摩尔比是指2-氟苯胺、浓盐酸的有效成分HCl之间的摩尔比。
实施例5：
同实施例1的方法制备N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，不同之处在于：
所述步骤2中，保温反应的温度为：55℃，反应时间为1.5小时；N-甲基-2-氟苯胺的收率为94％；
所述步骤2中，保温反应的温度为：10～20℃，反应时间为2小时；N-甲基-2-氟苯胺的收率为45％(GC收率)；
所述步骤2中，保温反应的温度为：75℃，反应时间为2小时；N-甲基-2-氟苯胺的收率为63％(GC收率)；
因此温度控制是此反应的关键。
需要说明的是上述实施例仅仅是本发明的较佳实施例，并没有用来限定本发明的保护范围，在上述基础上做出的等同替换或者替代均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，其特征在于，合成路线如下：
Figure FDA0003867892870000011
具体包括以下步骤：
步骤1，将2-氟苯胺和浓盐酸混合，加入亚硝酸钠溶液，保温反应制得2-氟苯胺重氮盐；加入亚硝酸钠溶液前，体系降温至-15℃～-5℃；保温反应的温度为：-10～5℃，反应时间为1～2小时；
步骤2，向甲胺水溶液中加入2-氟苯胺重氮盐，保温反应，经后处理制得N-甲基-2-氟苯胺；保温反应的温度为：50～55℃，反应时间为1.5～2小时；
反应过程中加入的2-氟苯胺和浓盐酸的摩尔比为1:2.5～3；2-氟苯胺和亚硝酸钠的摩尔比为1:1～1.2；2-氟苯胺和甲胺的摩尔比为：1:2.5～3。
2.如权利要求1所述的N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，其特征在于，所述步骤1中，所述亚硝酸钠溶液采用滴加的添加方式，滴加过程中维持反应体系内温小于5℃。
3.如权利要求1所述的N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，其特征在于，所述浓 - 盐酸的质量分数为30％，所述亚硝酸钠溶液的质量分数为27.5％，所述甲胺水溶液的质量分数为40％。
4.如权利要求1所述的N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，其特征在于，所述步骤2中，所述2-氟苯胺重氮盐采用滴加的添加方式。
5.如权利要求1所述的N-甲基-2-氟苯胺的合成方法，其特征在于，所述步骤2中，后处理的方法为：采用乙酸乙酯萃取，并用饱和食盐水洗涤，无水硫酸钠干燥，再蒸出乙酸乙酯。
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