CN111592488A - 一种高效制备4-二甲氨基吡啶的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及有机合成技术领域,具体涉及一种高效制备4‑二甲氨基吡啶的方法。本发明的高效制备4‑二甲氨基吡啶的方法,包括以下步骤:将4‑氰基吡啶、丙烯酰胺、浓盐酸混合后于50~60℃保温4~8h,之后和二甲胺混合并于30~50℃搅拌1~3h,然后直接加入碱溶液并于85~95℃回流0.5~1.5h,制得4‑二甲氨基吡啶。本发明的高效制备4‑二甲氨基吡啶的方法,反应时间大幅缩短,产率得到大幅度提高。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,具体涉及一种高效制备4-二甲氨基吡啶的方法。
背景技术
4-二甲氨基吡啶(DMAP)是一个吡啶衍生物,为无色至淡黄色晶体,是有机合成中应用很广的万能超亲核的酰化反应催化剂。4-二甲氨基吡啶其结构上供电子的二甲氨基与母环(吡啶环)的共振能强烈激活环上的氮原子,从而进行亲核取代,对高位阻、低反应性的醇和氨的酰化(磷酰化、磺酰化、碳酰化)、酯化、醚化学反应其活性约为吡啶的105~6倍。
合成DMAP的方法有很多,由所用原料的差异,可分为4-三甲硅氧基吡啶法、4-羟基吡啶法、4-吡啶磺酸法、4-苯氧基吡啶法、4-吡啶酮法和4-氰基吡啶法等。目前,工业上绝大多数采用的是4-氰基吡啶法,在丙烯酸的活化下,以二甲胺水溶液作为胺化试剂制备得到DMAP,反应条件更为温和,但该方法中使用的丙烯酸在生产过程中很容易发生自聚反应,从而导致4-氰基吡啶不能完全反应,进而影响了产品的收率和质量。此外,后处理过程复杂,用乙酸乙酯进行提纯只能使用2~3次,导致生产成本极大地增加且生产效率较低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是:提供一种高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,产率得到极大的提高。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:
一种高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,包括以下步骤:
将4-氰基吡啶、丙烯酰胺、浓盐酸混合后于50~60℃保温4~8h,之后和二甲胺混合并于30~50℃搅拌1~3h,然后直接加入碱溶液并于85~*95℃回流0.5~1.5h,制得4-二甲氨基吡啶。
上述4-氰基吡啶与丙烯酰胺的摩尔比为1.0~2.5:1。
上述4-氰基吡啶与浓盐酸、碱溶液、二甲胺的质量比为1:1~1.5:0.1~0.2:0.5~0.9。
所述浓盐酸的质量分数为30%。
所述碱溶液的质量分数为20%~40%。
所述碱溶液为氢氧化钠溶液或氢氧化钾溶液。
上述高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,还包括:加入碱溶液并于85~95℃回流0.5~1.5h后对产物进行后处理,所述后处理的方法为:对产物进行连续萃取乳化,萃取后的萃取剂清液中加入无机溶剂进行清洗,之后干燥制得4-二甲氨基吡啶。
所述萃取采用的萃取剂为甲苯、二甲苯、二氯甲烷中的任意一种。
所述无机溶剂为碳酸钠水溶液、水、硫酸钠水溶液中的任意一种。
所述4-二甲氨基吡啶的收率为83~93%。
所述4-二甲氨基吡啶的纯度为98.3%以上。
本发明4-氰基吡啶先与丙烯酰胺在酸性条件下发生络合反应,获得中间体后,再与二甲胺试剂发生取代反应,无需降温即可用碱处理得到目标产物DMAP,后处理过程中通过采用改进的连续萃取乳化,萃取后的萃取剂清液中加入了一定量的无机溶剂水洗,干燥后制得成品4-二甲氨基吡啶,具体的合成路线如下(碱溶液以氢氧化钠溶液为例):
(1)络合反应
(2)取代反应
(3)水解反应
本发明的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法有以下优势:
(1)原有合成4-二甲氨基吡啶合成工艺基础上,采用丙烯酰胺代替丙烯酸,可以有效避免了丙烯酸的自聚,大大减少了副产杂质的产生。
(2)在进行取代反应的步骤中,不再先要求加入碱溶液,滴加到二甲胺溶液中,有效的缩短了反应周期,同时使温度的控制范围大大拓宽易于控制。
(3)取代反应结束后,不再需要降温即可滴加碱溶液,使得温度控制范围大大拓宽,缩短反应时间,极大提高了生产效率。
(4)通过简单的连续萃取乳化,萃取后的甲苯清液中加入了一定量的无机溶剂水洗,干燥后制得成品4-二甲氨基吡啶,缩短了后处理时间,从而获得更高的反应收率。
具体实施方式
实施例1
本实施例的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,包括以下步骤:
向反应设备中,依次加入4-氰基吡啶200Kg、丙烯酰胺107Kg、水170Kg,搅拌均匀,再滴加260Kg质量分数为30%的浓盐酸,之后于50℃保温6h,然后加入150Kg二甲胺,35℃保温2.5h。,保温结束后滴加30%NaOH溶液,90℃回流条件下保温1.5h,采用甲苯连续萃取乳化,萃取后的甲苯清液中加入了一定量的碳酸钠水溶液清洗,干燥后制得成品4-二甲氨基吡啶产品含量99.6%,收率93%。
上述连续萃取用泵从萃取塔下部进料、上部进萃取剂,按照一定的比例,萃取液自塔顶溢出,萃取后的废水直接从塔底排出,而乳化物滞留在塔中部,每月才需清理一次,本实施例萃取一批料仅需1~2小时,极大提高了效率。
实施例2
本实施例的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,包括以下步骤:
向反应设备中,依次加入4-氰基吡啶200Kg、丙烯酰胺107Kg、水170Kg,搅拌均匀,再滴加260Kg质量分数为30%的浓盐酸后于50℃保温4h,然后加入420Kg二甲胺,45℃保温2h,保温结束后滴加30%NaOH溶液,95℃回流条件下保温1h,采用二甲苯连续萃取乳化,萃取后的二甲苯清液中加入了一定量的硫酸钠水溶液清洗,干燥后制得成品4-二甲氨基吡啶产品含量98.3%,收率89%。
上述连续萃取用泵从萃取塔下部进料、上部进萃取剂,按照一定的比例,萃取液自塔顶溢出,萃取后的废水直接从塔底排出,而乳化物滞留在塔中部,每月才需清理一次,本实施例萃取一批料仅需1~2小时,极大提高了效率。
实施例3
本实施例的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,包括以下步骤:
向反应设备中,依次加入4-氰基吡啶200Kg、丙烯酰胺107Kg、水170Kg、浓盐酸260Kg,搅拌均匀,之后于60℃保温5h,然后加入420Kg二甲胺,40℃保温2h,保温结束后滴加30%NaOH溶液,85℃回流条件下保温1.5h,采用二氯甲烷连续萃取乳化,萃取后的二氯甲烷清液中加入了一定量的水清洗,干燥后制得成品4-二甲氨基吡啶产品含量99.5%,收率92%。
上述连续萃取用泵从萃取塔下部进料、上部进萃取剂,按照一定的比例,萃取液自塔顶溢出,萃取后的废水直接从塔底排出,而乳化物滞留在塔中部,每月才需清理一次,本实施例萃取一批料仅需1~2小时,极大提高了效率。
以上述依据本发明的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关的工作人员完全可以在不偏离本发明的范围内,进行多样的变更以及修改。本项发明的技术范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (10)
1.一种高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,包括以下步骤:
将4-氰基吡啶、丙烯酰胺、浓盐酸混合后于50~60℃保温4~8h,之后和二甲胺混合并于30~50℃搅拌1~3h,然后直接加入碱溶液并于85~95℃回流0.5~1.5h,制得4-二甲氨基吡啶。
2.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,于,4-氰基吡啶与丙烯酰胺的摩尔比为1.0~2.5:1。
3.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,4-氰基吡啶与浓盐酸、碱溶液、二甲胺的质量比为1:1~1.5:0.1~0.2:0.5~0.9。
4.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述浓盐酸的质量分数为30%。
5.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述碱溶液的质量分数为20%~40%。
6.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,还包括:加入碱溶液并于85~85℃回流0.5~1.5h后对产物进行后处理,所述后处理的方法为:对产物进行连续萃取乳化,萃取后的萃取剂清液中加入无机溶剂进行清洗,之后干燥制得4-二甲氨基吡啶。
7.根据权利要求6所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述萃取采用的萃取剂为甲苯、二甲苯、二氯甲烷中的任意一种。
8.根据权利要求6所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述无机溶剂为碳酸钠水溶液、水、硫酸钠水溶液中的任意一种。
9.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述4-二甲氨基吡啶的收率为83~93%。
10.根据权利要求1所述的高效制备4-二甲氨基吡啶的方法,其特征在于,所述4-二甲氨基吡啶的纯度为98.3%以上。
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