CN112457203B - 一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇的制备方法，包括如下制备步骤：将2,2‑二甲基氮丙啶加入微酸性的水体系中，在50℃以下的温度条件下进行反应，得到反应物；再将反应物经过中和、粗蒸、精馏后，得到2‑氨基‑2‑甲基‑1‑丙醇。本发明的反应条件温和，操作简单，易于掌握，并且反应后产物易处理，产品纯度高，纯度为99.0％以上，收率高，总收率达到90％以上。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法。
背景技术
2-氨基-2-甲基-1-丙醇为白色结晶或者无色粘稠液体，能与水混溶，可溶于乙醇，是一种广为人知的多功能添加剂，广泛应用于涂料、油墨、金属加工液、个人护理和医药中间体等等。
2-氨基-2-甲基-1-丙醇的经典合成方法包括：
用2-硝基丙烷为原料，经羟甲基化、催化还原、精馏等步骤得到目标产物，其合成路线见下式1所示。
将2-甲基丙氨酸甲酯在80-100atm压力下催化加氢直接合成目标产品，其合成路线见下式2所示。
目前，在国内也有一些关于2-氨基-2-甲基-1-丙醇的合成方法的专利报道。
专利CN1911899A以异丁烯为主要原料，氯气和乙腈为辅料用一锅法进行氯化、环合、开环、水解、酸碱中和等一系列反应，再经过精馏得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇产品，收率在50-69％，其合成路线见下式3所示。
专利CN105418440A用异丙胺为开始原料、在特定催化剂的条件下于2位碳上进行羰基化，随后通过催化加氢还原，合成出目标产物，收率可达93％，其合成路线见下式4所示。
专利CN107129435利用2.2-二甲基-3-羟基丙酰胺的霍夫曼降解反应生成2-氨基-2-甲基-1-丙醇，收率在84-86％，其合成路线见下式5所示。
上述传统合成技术中，存在以下问题：
1)以2-硝基丙烷为原料的合成，原料来源困难，合成成本高、危险，还原步骤反应易过头，有杂质生成，影响产品纯度。
2)以2-甲基丙氨酸甲酯为原料昂贵不易得，且催化加氢，需要高温高压条件进行，条件比较苛刻。
3)氯气、异丁烯路线，两者属于剧毒、易爆物品，使用受限，且氯气并没有转移到产品上，只是起中间桥梁作用，最后变成废料，一造成原料浪费，二增加物废压力，收率不高。
4)用异丙胺路线，催化剂合成成本非常高，羰基化设备要求苛刻，还原羰基所需氢气压力也很高，产业化成本下不来。
5)将2.2-二甲基-3-羟基丙酰胺合成2-氨基-2-甲基-1-丙醇，要用到强氧化剂次卤酸盐，该强氧化剂会强烈地氧化原料中的羟基成醛，而引进杂质，造成产品纯度严重降低。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其采用2,2-二甲基氮丙啶为起始原料，在微酸性水体系中反应，然后再经过中和、粗蒸、精馏等步骤，得到目标产品，反应条件温和，操作简单，易于掌握，并且反应后产物易处理，产品纯度高。
本发明采用如下技术方案实现：
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，包括如下制备步骤：
将2,2-二甲基氮丙啶加入微酸性的水体系中，在50℃以下的温度条件下进行反应，得到反应物；再将反应物经过中和、粗蒸、精馏后，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
即本发明采用2,2-二甲基氮丙啶为起始原料，在微酸性的水体系和50℃以下的温度条件下进行开环-取代等反应，由于2,2-二甲基氮丙啶中的氮丙啶环在微酸性的水体系中，容易发生开环反应，在微酸性的条件下，进一步地促进在开环后的氮丙啶环上发生取代反应，从而得到目标产品2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
其合成路线如下式6所示：
其中，R’、R”均为甲基。
进一步地，所述水体系的pH＝3.5-4。
进一步地，反应温度为40℃-50℃；当温度低于40℃时，系统的反应活性较低，当温度高于50℃时，系统的反应活性较高，氮丙啶环容易开环，发生聚合或者其它类型的反应。
进一步地，反应时间为1h。
进一步地，所述2,2-二甲基氮丙啶与所述水的固液比为80-99：200。
进一步地，在反应时还添加有稀硫酸，稀硫酸与2,2-二甲基氮丙啶同时加入微酸性的水体系中，以保证反应时，水体系一直保存微酸性状态。
进一步地，所述2,2-二甲基氮丙啶与所述稀硫酸的固液比为80-99：400。
具体的，一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先将水加入到反应瓶中，再向水中滴加稀硫酸，使水呈微酸性，pH＝3.5-4，形成微酸性的水体系；
S2：将步骤S1所得的水体系加热升温至40℃-50℃，然后同时滴加2,2-二乙基氮丙啶和稀硫酸，在维持40℃-50℃的温度和微酸性的条件下，将2,2-二乙基氮丙啶滴完，并在40℃-50℃的温度下反应1h，再进行减压蒸馏，得到反应物；
S3：将步骤S2所得的反应物溶于溶剂中，再加入氢氧化钠水溶液，进行中和至pH＝9.5-10，过滤除盐，得到滤液；
S4：将步骤S3所得的滤液进行常压蒸馏后，再进行减压蒸馏，最后经过精馏，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
进一步地，在步骤S3中，溶剂为乙醇。
进一步地，在步骤S3中，氢氧化钠水溶液的质量分数为30％。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：
本发明采用2,2-二甲基氮丙啶为起始原料，在微酸性水体系中反应，然后再经过中和、粗蒸、精馏等步骤，得到目标产品，反应条件温和，操作简单，易于掌握，并且反应后产物易处理，产品纯度高，纯度为99.0％以上，收率高，总收率达到90％以上。
本发明采用2,2-二甲基氮丙啶为起始原料，只需要一步合成即得到产品，以较低的原料成本获得了非常高的反应效益。
本发明的反应安全性高，操控性强，三废少，环保压力小，所需设备为常规设备，更适合于产业化规模。
具体实施方式
下面，结合具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。稀硫酸是指溶质质量分数小于或等于70％的硫酸的水溶液。在本发明中，固液比指的是固体的重量与液体的体积之比。
本发明提供一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其合成路线为
具体的，该2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法包括如下制备步骤：
S1：先将水加入到反应瓶中，再向水中滴加稀硫酸，使水呈微酸性，pH＝3.5-4，形成微酸性的水体系；
S2：将步骤S1所得的水体系加热升温至40℃-50℃，然后同时滴加2,2-二乙基氮丙啶和稀硫酸，在维持40℃-50℃的温度和微酸性的条件下，将2,2-二乙基氮丙啶滴完，并在40℃-50℃的温度下反应1h，再进行减压蒸馏，得到反应物；
S3：将步骤S2所得的反应物溶于溶剂中，再加入质量分数为30％的氢氧化钠水溶液，进行中和至pH＝9.5-10，过滤除盐，得到滤液；
S4：将步骤S3所得的滤液进行常压蒸馏后，再进行减压蒸馏，最后经过精馏，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
其中，所述2,2-二甲基氮丙啶与所述水的固液比为80-99：200；所述2,2-二甲基氮丙啶与所述稀硫酸的固液比为80-99：400；溶剂为但不限于乙醇，还可以为其它醇类溶剂，例如苯甲醇、乙二醇等等。
上述的制备方法采用2,2-二甲基氮丙啶为起始原料，在微酸性的水体系和50℃以下的温度条件下进行开环-取代等反应，由于2,2-二甲基氮丙啶中的氮丙啶环在微酸性的水体系中，容易发生开环反应，在微酸性的条件下，进一步地促进在开环后的氮丙啶环上发生取代反应，从而得到目标产品2-氨基-2-甲基-1-丙醇，其反应条件温和，操作简单，易于掌握，并且反应后产物易处理，产品纯度高，纯度为99.0％以上，收率高，总收率达到90％以上。
以下是本发明具体的实施例，在下述实施例中所采用的原材料、设备等除特殊限定外，均可以通过购买方式获得。
实施例1
在具有机械搅拌的1L的三口瓶中，首先加入200ml水，滴加几滴稀硫酸，使其呈微酸性(pH＝3.5-4)，随后加热升温至40-50℃，开始同时滴加80.0g 2,2-二甲基氮丙啶和400ml稀硫酸水溶液，在维持温度和微酸性不变的条件下，将2,2-二甲基氮丙啶滴完，此后继续在此温度下反应1h，然后减压蒸馏，去除80％的水，在得到的体系中加入500ml乙醇，用30％的氢氧化钠中和至pH＝9.5-10，过滤除盐，所得滤液经过常压蒸馏出乙醇，再减压蒸馏，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇粗品，此粗品再经精馏得到90.0g 2-氨基-2-甲基-1-丙醇精品，收率约为90％，色谱分析纯度约为99.5％。
实施例2
在具有机械搅拌的1L的三口瓶中，首先加入200ml水，滴加几滴稀硫酸，使其呈微酸性(pH＝3.5-4)，随后加热升温至40-50℃，开始同时滴加99.0g 2,2-二甲基氮丙啶和400ml稀硫酸水溶液，在维持温度和微酸性不变的条件下，将2,2-二甲基氮丙啶滴完，此后继续在此温度下反应1h，然后减压蒸馏，去除80％的水，在得到的体系中加入500ml乙醇，用30％的氢氧化钠中和至pH＝9.5-10，过滤除盐，所得滤液经过常压蒸馏出乙醇，再减压蒸馏，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇粗品，此粗品再经精馏得到112.9g 2-氨基-2-甲基-1-丙醇精品，收率约为91.0％，色谱分析纯度约为99.4％。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。
Claims (9)
1.一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
将2,2-二甲基氮丙啶加入微酸性的水体系中，在50℃以下的温度条件下进行反应，得到反应物；再将反应物经过中和、粗蒸、精馏后，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇；
所述微酸性的水体系的pH＝3.5-4。
2.根据权利要求1所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，反应温度为40℃-50℃。
3.根据权利要求1所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，反应时间为1h。
4.根据权利要求1所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，所述2,2-二甲基氮丙啶与所述水的固液比为80-99：200。
5.根据权利要求1所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，在反应时还添加有稀硫酸，稀硫酸与2,2-二甲基氮丙啶同时加入微酸性的水体系中。
6.根据权利要求5所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，所述2,2-二甲基氮丙啶与所述稀硫酸的固液比为80-99：400。
7.一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，包括如下制备步骤：
S1：先将水加入到反应瓶中，再向水中滴加稀硫酸，使水呈微酸性，pH＝3.5-4，形成微酸性的水体系；
S2：将步骤S1所得的水体系加热升温至40℃-50℃，然后同时滴加2,2-二乙基氮丙啶和稀硫酸，在维持40℃-50℃的温度和微酸性的条件下，将2,2-二乙基氮丙啶滴完，并在40℃-50℃的温度下反应1h，再进行减压蒸馏，得到反应物；
S3：将步骤S2所得的反应物溶于溶剂中，再加入氢氧化钠水溶液，进行中和至pH＝9.5-10，过滤除盐，得到滤液；
S4：将步骤S3所得的滤液进行常压蒸馏后，再进行减压蒸馏，最后经过精馏，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
8.根据权利要求7所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，溶剂为乙醇。
9.根据权利要求7所述的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其特征在于，在步骤S3中，氢氧化钠水溶液的质量分数为30％。
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