CN109956891B - 一种1,1-二甲基脲制备技术方法 - Google Patents

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    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C273/00—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups
    • C07C273/18—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas
    • C07C273/1809—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas with formation of the N-C(O)-N moiety
    • C07C273/1818—Preparation of urea or its derivatives, i.e. compounds containing any of the groups, the nitrogen atoms not being part of nitro or nitroso groups of substituted ureas with formation of the N-C(O)-N moiety from -N=C=O and XNR'R"
    • C07C273/1827—X being H

Abstract

一种高纯度1，1‑二甲基脲制备技术方法，1，1‑二甲基脲是医药、农药中间体及国防化工中火箭燃料1，1‑二甲基肼的重要合成原料。本发明为了完成和克服肼类化合物杂质的干扰和反应物不稳定性引起的副产物多等缺点，加入了肼类消除剂和反应控制剂，最后加入一定量弱碱性氧化剂，再进行按常规方法冷却结晶、离心分离、重结晶和真空干燥得到高纯度、不含高毒性残留的中间体1，1‑二甲基脲结晶性粉末，控制和消除了杂质全部来源，实现了商业规模生产、降低成本、设备简单等优点。

Description

一种1,1-二甲基脲制备技术方法
技术领域
本发明涉及有机合成领域，具体说是一种1，1-二甲基脲制备技术的改进方法。
背景技术
1，1-二甲基脲可用于生产农药、医药及国防化工工业中，它也是合成火箭染料1，1-二甲基肼的重要原料，是美国专利No4046812公开的方法。随着1，1-二甲基脲在不同领域日益广泛地应用被越来越受重视，对其质量要求也越来越高，杂质少的高纯品越来越受欢迎。
已知有多种制备1，1-二甲基脲的方法，通常包括：氰酸钠与二甲胺水溶液，反应、减压浓缩、冷却结晶、离心分离和真空干燥后得到相应的1，1-二甲基脲。
要获得用于生产高纯度原料药和国防燃料，生产1，1-二甲基脲中间体的过程中控制副反应和氧化类衍生的残留更为重要。1，1-二甲基脲的合成原料二甲胺是通过甲醇与氨在高温高压反应，得到的一甲胺、二甲胺和三甲胺及未反应氨类的混合物通过蒸馏方法得到二甲胺水溶液产品，这种制得的工业二甲胺水溶液直接与氰酸钠反应时，第一方面二甲胺水溶液所含的一系列氨衍生物也包括肼类和腙类等复杂的杂质成分在反应中的不稳定性，导致形成衍生物的包括剧毒的氰化物类杂质直接影响1，1-二甲基脲产品纯度，这些有毒杂质与得到的水溶性1，1-二甲基脲的理化性质基本类似，最终不易使用简单的纯化步骤分离纯化，因此增加生产成本，更重要的是直接影响产率及环境。因此在工业上获得高纯的1，1-二甲基脲中间体的方法也非常重要。
发明内容
本发明为了完成和克服上述缺点并有效地控制更多有害副产物的产生，一方面加入了伯胺类和不同肼类消除剂和反应控制剂，反应结束后在反应液中加入一定量弱碱性氧化剂，再按常规方法冷却结晶、离心分离、重结晶和真空干燥得到高纯度、不含高毒性残留的中间体1，1-二甲基脲结晶性粉末，避免和控制了目标化合物整个合成过程中所出现的副产物和衍生物等杂质来源，解决了工业上适合于生产原料药的高纯度的1，1-二甲基脲中间体的常规方法中存在的问题，控制和消除了杂质全部来源，提高了产品的纯度和稳定性。
本发明的方法能低成本制造高纯度1，1-二甲基脲中间体方法，因此这是令人惊奇的发现。本发明为解决上述技术问题，所采取的技术方案是加入了伯胺类和肼类消除剂、反应控制剂和一定量弱碱性氧化剂等在氮气保护下进行反应，最终粗产品通过常规的冷却结晶、离心分离、干燥等方法得到高纯度1，1-二甲基脲中间体的方法包括：1.组成成分为氰酸钠的分子式为NaCNO；二甲胺分子式为(CH3)2NH；目标产物1，1-二甲基脲的分子式为C3H8N2O；所述的相关杂质消除剂是苯乙酮、丙酮和甲醛、醋酸和醋酸酐、甲酸钠、聚甲醛、乙酸乙酯的一种或两种混合物；所述的反应控制剂为苯甲酸和碳酸氢钠、亚磷酸钠、苯二酚、抗坏血酸中的至少一种；所述的弱碱性氧化剂Na2O2、H2O2、O3和次氯酸钠(NaClO)弱碱性溶液的至少一种。
具体实施方式
以下实施例将有助于对本发明的了解，但这些实施例仅为了对本发明加以说明，本发明并不限于这些内容。
实施例1
在带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中加入390g(6mol)的氰酸钠和 150ml纯净水开动搅拌同时加热，再加入676g(6mol，753ml)40％二甲胺水溶液混合，继续恒温搅拌2-3小时等反应终止后，减压浓缩、冷却结晶、离心分离、用水重结晶和真空干燥后得到325g的1，1-二甲基脲白色结晶性粉末，熔点175-180℃，含量为95.3％。
实施例2
在带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中加入390g(6mol)的氰酸钠和 150ml纯净水开动搅拌同时加热，再加入676g(6mol，753ml)40％二甲胺水溶液(含少量苯甲醛和抗坏血酸混合)，继续恒温搅拌2-3小时等反应终止后，加入少量次氯酸钠和1％碳酸氢钠溶液并在该温度下搅拌25min后，减压浓缩、冷却结晶、离心分离、用水重结晶和真空干燥后得到447g的1，1-二甲基脲白色结晶性粉末，熔点179-181℃，含量为99.6％。
实施例3
在带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中加入390g(6mol)的氰酸钠和 150ml纯净水开搅拌同时加热，再加入676g(6mol，753ml)40％二甲胺水溶液(含少量苯甲醛和抗坏血酸混合)，继续恒温搅拌2-3小时等反应终止后，减压浓缩、冷却结晶、离心分离、用水重结晶和真空干燥后得到440g的1，1-二甲基脲白色结晶性粉末，熔点176-181℃，含量为98.3％。

Claims (1)

1.一种1，1-二甲基脲的制备方法，其特征在于：在带有机械搅拌器、温度计和回流冷凝器的三颈圆底烧瓶中加入390g的氰酸钠和150ml纯净水开动搅拌同时加热，再加入676g40％二甲胺水溶液，其中40％二甲胺水溶液含少量苯甲醛和抗坏血酸，继续恒温搅拌2-3小时等反应终止后，加入少量次氯酸钠和1％碳酸氢钠溶液并在该温度下搅拌25min后，减压浓缩、冷却结晶、离心分离、用水重结晶和真空干燥后得到447g的1，1-二甲基脲白色结晶性粉末，熔点179-181℃，含量为99.6％。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5043444A (en) * 1989-07-28 1991-08-27 Chemie Linz Gesellschaft M.B.H. Process for the preparation of asymmetrically substituted ureas

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Title
"4-Dodecylbenzenesulfonic acid (DBSA) promoted solvent-free diversity-oriented synthesis of primary carbamates, S-thiocarbamates and ureas";Ali Reza Sardarian等;《RSC Adv.》;20150903;第5卷;第76626–76641页 *

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