CN109503431A - 一种n,n-二环己基脲的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种N,N‑二环己基脲的合成方法，属于有机合成技术领域。本发明在复合相转移催化剂的作用下，使尿素和环己胺在二甲苯中进行脱氨反应，得到N,N‑二环己基脲。本发明提供的合成方法易于操作，反应温度低，能够实现氨气的平稳释放，且所得产物收率高；通过使用复合相转移催化剂，使非均相反应得以顺利进行；反应后的滤液能够循环使用，原料损耗低，废液排放少，易于实现工业化。实施例结果表明，本发明提供的合成方法所得N,N‑二环己基脲的收率可达95.5％。

Description

一种N,N-二环己基脲的合成方法
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，特别涉及一种N,N-二环己基脲的合成方法。
背景技术
N,N-二环己基脲是合成N,N-二环己基碳二亚胺的主要原料。近年来，N,N-二环己基碳二亚胺作为一种高效的低温生化脱水剂得到广泛的应用，作为其主要合成原料的N,N-二环己基脲也越来越受到重视。目前国内企业大多采用以异戊醇为溶剂，环己胺和尿素反应制得N,N-二环己基脲；但该工艺存在反应温度高、反应时间长、溶剂损耗大、反应剧烈易发生安全事故等问题。专利CN200810038039.7是以水为溶剂，环己胺和尿素在180℃～240℃下反应，通过水溶解尿素实现均相反应，能够提高反应速率，大大缩短反应时间。该专利解决了反应时间长及溶剂损耗大的问题，但反应温度高和反应剧烈问题未得到解决。
发明内容
有鉴于此，本发明目的在于提供一种N,N-二环己基脲的合成方法。本发明提供的合成方法反应平稳，能够在较低温度下进行反应。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
一种N,N-二环己基脲的合成方法，包括以下步骤：
在复合相转移催化剂的作用下，使尿素和环己胺在二甲苯中进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲；所述复合相转移催化剂为N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的混合物。
优选的，所述尿素、环己胺和二甲苯的摩尔比为1：2～3：2.5～5。
优选的，所述尿素为粉状尿素；所述尿素的加入方式为分批定量加入，所述分批的次数为8～10次。
优选的，所述N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的质量比为1：0.5～1.5。
优选的，所述复合相转移催化剂与尿素的质量比为1：1000～4000。
优选的，所述脱氨反应的温度为60～120℃，时间为5～10h。
优选的，所述脱氨反应后还包括：对脱氨反应液进行后处理；所述后处理包括以下步骤：
对脱氨反应液依次进行降温、过滤和干燥，得到N,N-二环己基脲固体。
本发明提供了一种N,N-二环己基脲的合成方法，包括以下步骤：在复合相转移催化剂的作用下，使尿素和环己胺在二甲苯中进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲；所述复合相转移催化剂为N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺。本发明易于操作，反应温度低，能够实现氨气的平稳释放，且所得产物收率高；通过使用复合相转移催化剂，使非均相反应得以顺利进行；反应后的滤液能够循环使用，原料损耗低，废液排放少，易于实现工业化。实施例结果表明，本发明提供的合成方法所得N,N-二环己基脲的收率可达95.5％。
具体实施方式
本发明提供了一种N,N-二环己基脲的合成方法，包括以下步骤：
在复合相转移催化剂的作用下，使尿素和环己胺在二甲苯中进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲；所述复合相转移催化剂为N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的混合物。
在本发明中，所述尿素、环己胺和二甲苯的摩尔比优选为1：2～3：2.5～5，更优选为1：2.5～3：3～4；所述尿素优选为粉状尿素；所述尿素的加入方式优选为分批定量加入，所述分批的次数优选为8～10次；在本发明中，所述分批加入尿素的时间间隔优选为10～15min；本发明优选先加入二甲苯和环己胺，待温度升至60℃时再分批加入尿素。本发明对尿素、环己胺和二甲苯的来源没有特殊要求，使用本领域常规市售的尿素、环己胺和二甲苯即可。本发明通过使用粉状尿素，有利于尿素在反应体系中均匀的分散，避免了球形尿素沉底的弊端，同时增大了与环己胺的接触面积，提高了反应效率；通过分批加入尿素，能有效控制反应温度并使氨气平稳释放；本发明使用二甲苯作为溶剂，可以利用N,N-二环己基脲不溶于二甲苯的性质，有效地将其它有机杂质与产物N,N-二环己基脲分离。
在本发明中，所述N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的质量比优选为1：0.5～1.5，更优选为1：1；所述复合相转移催化剂与尿素的质量比优选为1：1000～4000，更优选为1:2000～3000。本发明通过使用复合相转移催化剂，使非均相反应得以顺利进行。
在本发明中，所述脱氨反应的温度优选为60～120℃，更优选为100～120℃；所述脱氨反应的时间优选为5～10h，更优选为6～8h；本发明从尿素全部加入后开始计算反应时间。
在本发明中，所述脱氨反应的方程式如式a所示：
在本发明中，所述脱氨反应后还包括：对脱氨反应液进行后处理；所述后处理包括以下步骤：
对脱氨反应液依次进行降温、过滤和干燥，得到N,N-二环己基脲固体。
在本发明中，所述过滤的方式优选为抽滤；本发明对所述降温和干燥的具体操作方式没有特殊的要求，使用本领域技术人员熟知的降温和干燥方式即可。
在本发明中，所述过滤后得到的滤液可以作为溶剂循环使用，滤液中未反应的原料可以继续参与反应，从而降低原料损耗，减少废液排放。
下面结合实施例对本发明提供的一种N,N-二环己基脲的合成方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
实施例1
(1)先向配有磁力搅拌器、温度计、冷凝管的500ml四口反应瓶进行氮气置换，在氮气保护下依次加入1.70mol(180.0g)二甲苯、1.37mol(136.0g)环己胺、14.0mg复合相转移催化剂(N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺质量比为1:1)；
(2)待釜温升至60℃，将0.56mol(33.6g)尿素分批加入(每次3.36g分10次)，总时长2小时，反应温度控制在120℃以下；
(3)加入完毕，110～120℃保温5小时；
(4)降温、抽滤、干燥得到119.8g的N,N-二环己基脲。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为95.4％。
实施例2
将实施例1中复合相转移催化剂的用量由14.0mg改为10.0mg，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲117.3g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为93.4％。
实施例3
将实施例1中复合相转移催化剂的用量由14.0mg改为25.0mg，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲119.3g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为95.0％。
实施例4
将实施例1中N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的质量比由1:1改为1:0.5，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲118.6g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为94.4％。
实施例5
将实施例1中N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的质量比由1:1改为1:1.3，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲117.8g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为93.8％。
实施例6
将实施例1中环己胺用量由1.37mol(136.0g)改为1.60mol(158.7g)，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲120.0g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为95.5％。
实施例7
将实施例1中二甲苯改为过滤后的滤液，环己胺由1.37mol(136.0g)改为1.12mol(111.1g)，其余条件不变，进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲117.4g。
经检测，所得N,N-二环己基脲的纯度≥99.0％，收率为93.5％。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种N,N-二环己基脲的合成方法，包括以下步骤：
在复合相转移催化剂的作用下，使尿素和环己胺在二甲苯中进行脱氨反应，得到N,N-二环己基脲；所述复合相转移催化剂为N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的混合物。
2.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述尿素、环己胺和二甲苯的摩尔比为1：2～3：2.5～5。
3.根据权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述尿素为粉状尿素；所述尿素的加入方式为分批定量加入，所述分批的次数为8～10次。
4.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述N,N二甲氨基吡啶和三乙基苄基氯化胺的质量比为1：0.5～1.5。
5.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述复合相转移催化剂与尿素的质量比为1：1000～4000。
6.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱氨反应的温度为60～120℃，时间为5～10h。
7.根据权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述脱氨反应后还包括：对脱氨反应液进行后处理；所述后处理包括以下步骤：
对脱氨反应液依次进行降温、过滤和干燥，得到N,N-二环己基脲固体。
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