CN112142624A

CN112142624A - 一种使用氧气作为氧化剂合成n,n′-二异丙基碳二亚胺的方法

Info

Publication number: CN112142624A
Application number: CN202011119359.2A
Authority: CN
Inventors: 张永霞; 李保铃; 姜福元; 殷福东; 王亮亮; 方志康
Original assignee: Shandong Huihai Pharmaceuticals&chemicals Co ltd
Current assignee: Shandong Huihai Pharmaceuticals&chemicals Co ltd
Priority date: 2020-10-19
Filing date: 2020-10-19
Publication date: 2020-12-29
Also published as: WO2022082723A1

Abstract

本发明涉及一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'‑二异丙基碳二亚胺的方法，包括以下步骤：在高压反应釜中加入N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂，所述N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1‑2：1；加入MoO3或Sb2O4催化剂，所述MoO3或Sb2O4催化剂的用量为已加入物料量的1‑3%；通入氧气，N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.2‑0.4，在控制压力为5‑10MPa、温度为110‑120℃的条件下进行氧化反应3‑4h；然后降温至5‑15℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。本发明使用氧气作氧化剂，反应选择性高，危险性低，同时废水产生量大幅降低并易于处理，解决了传统工艺废盐水量大难处理问题；易于控制，提高了反应收率，降低了生产成本。

Description

一种使用氧气作为氧化剂合成N,N′-二异丙基碳二亚胺的方法

技术领域

本发明涉及涉及有机化学合成技术领域，具体是一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法。

背景技术

N,N'-二异丙基碳二亚胺（DIC）是一种很好的低温生化脱水剂，用于阿米卡星及氨基酸的合成脱水，也用于酸、酐、醛、酮等的合成，该品还用于肽、核酸的合成。作为脱水剂或羧基活化剂用于多肽合成，或用于小分子化合物及多肽与载体蛋白的偶联。近年DIC销售形势持续增长，产品供不应求，同时环保压力大，废水处理成为当今难题。

目前N,N’-二异丙基碳二亚胺合成的方法主要有以下三种：

路线1：专利CN109485583A公开了一种N,N’-二异丙基碳二亚胺的制备方法，先用异丙胺和二硫化碳在溶剂中合成N,N’二异丙基硫脲；对N,N’二异丙基硫脲进行抽滤、烘干后进行一次氧化；进行二次氧化反应，加入催化剂和氧化剂，在60-65℃下反应1小时；进行脱硫处理，向氧化液中加入硫化钠溶液，升温至70-75℃，反应1-2小时；加片碱中和，水洗，分去水层，加干燥剂干燥，蒸出溶剂，减压精馏得到N,N’-二异丙基碳二亚胺。该方法存在以下缺点：反应生成的硫化氢对环境造成不利影响，同时氧化生成的大量废盐水处理较为困难。

路线2：专利CN103382168A 公开了一种N,N’-二异丙基碳二亚胺的合成方法，包括以下步骤：(1)在碱性溶液中，加入二硫化碳和异丙胺，并将混合溶液升温至设定温度，恒温反应设定时间后，得到混合溶液A；(2)将混合溶液A和双氧水混合并升温至预定温度，恒温反应预定时间后，得到混合溶液B；(3)在碱性环境中，将混合溶液B、二氯甲烷和异丙胺混合均匀，然后加入次氯酸钠水溶液进行氧化反应，分离提纯得到N,N’-二异丙基碳二亚胺。该方法存在以下缺点：反应步骤复杂不易实现工业化生产，且氧化生成的大量废水处理较为困难，生产成本高。

路线3：专利CN108084055A公开了一种N,N’二异丙基硫脲氧化合成N,N’二异丙基碳二亚胺的方法，首先使用次氯酸钠氧化二甲胺得到氯代二甲胺，然后在碱性条件下用氯代二甲胺氧化N,N’二异丙基硫脲得到N,N’二异丙基碳二亚胺，收率达到93％以上。该方法存在以下缺点：氧化生成的大量废水处理较为困难，生产成本高。

发明内容

本发明的目的在于提供一种使用氧气作为氧化剂合成N,N’二异丙基碳二亚胺的方法，工艺步骤安全可靠，反应收率及产品纯度高，解决传统工艺废盐水量大难处理问题。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，包括以下步骤：

1）在高压反应釜中加入N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂，所述N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1-2：1；

2）加入MoO₃或Sb2O4催化剂，所述MoO3或Sb2O4催化剂的用量为步骤1中物料总质量的1-3%；

3）通入氧气，所述N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.2-0.4，在控制压力为5-10MPa、温度为110-120℃的条件下进行氧化反应3-4h；

4）然后降温至5-15℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。

优选的，所述N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1.5：1。

优选的，所述步骤2）中MoO₃或Sb2O4催化剂的用量为已加入物料量的2%。

优选的，所述步骤3）中N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.3。

优选的，所述步骤3）中氧化反应的压力为8MPa，温度为115℃。

优选的，所述步骤4）中降温至10℃抽滤。

本发明与现有技术相比较，具有以下优点：

1、本发明使用氧气作氧化剂，反应选择性高，危险性低，同时废水产生量大幅降低并易于处理，解决了传统工艺废盐水量大难处理问题；

2、优化了反应体系，使用MoO₃或Sb2O4催化剂，使反应在一个均相反应体系中进行，易于控制，提高了反应收率，DIC氧化收率达到94%以上，纯度在99.5%以上。

3、工艺步骤绿色环保，并且废水量大幅降低，减少了环保投入，降低了生产成本。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

实施例1

向高压反应釜中加入N,N’二异丙基硫脲，以二甲苯作溶剂，N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1.5：1，加入MoO₃催化剂，MoO3催化剂的用量为总物料量（即N,N’二异丙基硫脲、二甲苯总质量）的2%，通入氧气，N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.3，在10MPa压力下升温至120℃进行氧化反应3.5h，然后降温至5℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。收率94.50%，纯度99.55%，氧化产生的废水经蒸馏后检测合格后可循环使用。

实施例2

向高压反应釜中加入N,N’二异丙基硫脲，以二甲苯作溶剂，N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1.6：1，加入MoO₃或Sb2O4催化剂，MoO3或Sb2O4催化剂的用量为总物料量的3%，通入氧气，N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.4，在5MPa压力下升温至110℃进行氧化反应3h，然后降温至10℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。收率94.00%，纯度99.50%，氧化产生的废水经蒸馏后检测合格后可循环使用。

实施例3

向高压反应釜中加入N,N’二异丙基硫脲，以二甲苯作溶剂，N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为2：1，加入Sb₂O4催化剂，Sb2O4催化剂的用量为总物料量的1%，通入氧气，N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.2，在8MPa压力下升温至115℃进行氧化反应4h，然后降温至15℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。收率94.55%，纯度99.55%，氧化产生的废水经蒸馏后检测合格后可循环使用。

本发明并不限于上述的实施方式，在本领域技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化，变化后的内容仍属于本发明的保护范围。

Claims

1.一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于，包括以下步骤：

4）然后降温至5-15℃抽滤，经脱色、减压蒸馏得到DIC。

2.根据权利要求1所述的一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于：所述N,N’二异丙基硫脲和二甲苯溶剂的质量比为1.5：1。

3.根据权利要求1所述的一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于：所述步骤2）中MoO₃或Sb2O4催化剂的用量为已加入物料量的2%。

4.根据权利要求1所述的一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于：所述步骤3）中N,N’二异丙基硫脲和氧气的质量比为1：0.3。

5.根据权利要求1所述的一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于：所述步骤3）中氧化反应的压力为8MPa，温度为115℃。

6.根据权利要求1所述的一种使用氧气作为氧化剂合成N,N'-二异丙基碳二亚胺的方法，其特征在于：所述步骤4）中降温至10℃抽滤。