CN112500296A - 一种盐酸金刚烷胺及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种盐酸金刚烷胺及其制备方法，涉及盐酸金刚烷胺合成技术领域；为了解决反应时间过长，盐酸金刚烷胺产率不高问题；一种盐酸金刚烷胺，包括以下重量组成分：硝基化合物5mmol、催化剂5g、无水乙醇15ml，浓盐酸15mL、水合肼15ml和氢氧化钠溶液3ml；一种盐酸金刚烷胺的制备方法，包括如下步骤：将硝基化合物、无水乙醇和催化剂分别加入50mL的烧瓶中。本发明用水合肼催化还原法生产过程中无污染、收率高、反应条件温和，硝基化合物的产率为90％，由水合肼催化还原硝基化合物转化率为98.5％，得到的盐酸金刚烷胺的产率为89.5％，相比其他工艺收率较高，操作简单效率高。
Description
技术领域
本发明涉及盐酸金刚烷胺合成技术领域，尤其涉及一种盐酸金刚烷胺及其制备方法。
背景技术
盐酸金刚烷胺是一种对称的三环状胺，可以抑制病毒穿入宿主细胞，并影响病毒的脱壳抑制其繁殖，具有较好的治疗和预防病毒性感染的作用，目前，盐酸金刚烷胺在国内普遍的合成工艺包括氢化、异构化、溴化、胺化和精制工序，以金刚烷为原料用液溴经溴化，再和尿素高温反应，反应好后用氢氧化钠碱化得到金刚烷胺，在用盐酸成盐得到盐酸金刚烷胺，尿素虽然价格低廉，但用量需大大过量，在胺化反应时反应温度较高且反应会突然急速升温存在一定安全隐患，且高温反应中，尿素因缩合成异氰酸、三聚氰酸及三聚氰酸一酰胺等有机废物而难以回收，废水废渣处理成本较高。
经检索，中国专利申请号为CN201911390854.4的专利，公开了一种盐酸金刚烷胺的合成方法，该方法主要采用的技术路线为：在酸介质下金刚烷与乙腈发生Ritter反应，再经过水解纯化得到盐酸金刚烷胺纯品。上述专利中的盐酸金刚烷胺的合成方法存在以下不足：反应时间过长，得到的盐酸金刚烷胺的产率并不高。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种盐酸金刚烷胺及其制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种盐酸金刚烷胺，包括以下重量组成分：硝基化合物5mmol、催化剂5g、无水乙醇15ml，浓盐酸15mL、水合肼15ml和氢氧化钠溶液3ml。
优选地：所述硝基化合物的制备方法，包括如下步骤：
S201：将金刚烷和二氧化氮放入250ml烧瓶中，30℃温度下搅拌；
S202：在-78℃下通入二氧化氮，低速通入臭氧反应30分钟；
S203：反应结束后加入碳酸氢钠溶液，分层，将有机相洗涤至中性；
S204：无水硫酸钠干燥后，旋蒸得到产物。
优选地：所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S301：将乙醇和乙醚加入250mL圆底烧瓶中，快速放入1.5gFeCl3·6H2O；
S302：经电磁搅拌将FeCl3·6H2O固体粉碎后，加入活性炭继续搅拌2h；
S303：旋蒸除去溶剂，于100℃温度下干燥，即得催化剂。
优选地：将重量比成分替换为以下重量组成分：溴代金刚烷10g、尿素4.5g、浓盐酸50g、氢氧化钠4ml和余量水。
优选地：所述溴代金刚烷的制备方法，包括如下步骤：
S51：取重量组成分，将金刚烷研磨，过200目筛后加入反应瓶内，滴加液溴，控制温度lh内升至70℃，控制反应为回流状态6h，最终温度达110℃；
S52：反应后放置12h，升温至45℃，滴加亚硫酸氢钠溶液除去过剩的溴；
S53：过滤，滤液水洗至pH为7，自然干燥，得成品。
一种盐酸金刚烷胺的制备方法，包括如下步骤：
S101：将硝基化合物、无水乙醇和催化剂分别加入50mL的烧瓶中；
S102：氮气环境下加热至40℃，缓慢滴加浓度为85％的水合肼；
S103：反应完成后，经过滤、旋转蒸发，得到金刚烷胺粗产品；
S104：在金刚烷胺粗产品中加入15mL浓盐酸，在70℃下搅拌0.5h；
S105：用二氯甲烷萃取后，取盐酸层；
S106：过滤，干燥后得到纯净的盐酸金刚烷胺。
优选地：将制备方法替换为如下步骤：
S1：将溴代金刚烷和尿素混合后研磨，过200目筛，持续加热使其反应；
S2：240℃时反应结束，停止加热，自然降温；
S3：加入过量的浓盐酸充分溶解，然后加入过量的氢氧化钠；
S4：移入蒸馏罐，加水进行水蒸气蒸馏；
S5：滤干收集，得盐酸金刚烷胺6.0g。
本发明的有益效果为：
1.用水合肼催化还原法生产过程中无污染、收率高、反应条件温和，硝基化合物的产率为90％，由水合肼催化还原硝基化合物转化率为98.5％，得到的盐酸金刚烷胺的产率为89.5％，相比其他工艺收率较高，操作简单效率高。
2.采用的催化剂可选用贵金属催化剂、铁化合物催化剂和沸石催化剂等，铁化合物催化剂相比成本较低，并且有很好的催化效果。
附图说明
图1为本发明提出的一种盐酸金刚烷胺的制备方法的实施例1流程示意图；
图2为本发明提出的一种盐酸金刚烷胺的制备方法的实施例2流程示意图；
图3为本发明提出的一种盐酸金刚烷胺的制备方法的实施例3流程示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
在本专利的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定相连、设置，也可以是可拆卸连接、设置，或一体地连接、设置。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利中的具体含义。
实施例1：
一种盐酸金刚烷胺，如图1所示，包括以下重量组成分：硝基化合物5mmol、催化剂5g、无水乙醇15ml，浓盐酸15mL、水合肼15ml和氢氧化钠溶液3ml。
所述硝基化合物的制备方法，包括如下步骤：
S201：将金刚烷和二氧化氮放入250ml烧瓶中，30℃温度下搅拌；
S202：在-78℃下通入二氧化氮，低速通入臭氧反应30分钟；
S203：反应结束后加入碳酸氢钠溶液，分层，将有机相洗涤至中性；
S204：无水硫酸钠干燥后，旋蒸得到产物。
所述金刚烷为1.092g，二氧化氮为120ml。
所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S301：将乙醇和乙醚加入250mL圆底烧瓶中，快速放入1.5gFeCl3·6H2O；
S302：经电磁搅拌将FeCl3·6H2O固体粉碎后，加入活性炭继续搅拌2h；
S303：旋蒸除去溶剂，于100℃温度下干燥，即得催化剂。
所述乙醇为10mL，乙醚为50mL，活性炭为5g。
一种盐酸金刚烷胺的制备方法，包括如下步骤：
S101：将硝基化合物、无水乙醇和催化剂分别加入50mL的烧瓶中；
S102：氮气环境下加热至40℃，缓慢滴加浓度为85％的水合肼；
S103：反应完成后，经过滤、旋转蒸发，得到金刚烷胺粗产品；
S104：在金刚烷胺粗产品中加入15mL浓盐酸，在70℃下搅拌0.5h；
S105：用二氯甲烷萃取后，取盐酸层；
S106：过滤，干燥后得到纯净的盐酸金刚烷胺。
本实施例在使用时，硝基化合物的产率为90％，由水合肼催化还原硝基化合物转化率为98.5％，得到的盐酸金刚烷胺的产率为89.5％，用水合肼催化还原法生产过程中无污染、收率高、反应条件温和，采用的催化剂有贵金属催化剂、铁化合物催化剂和沸石催化剂等，铁化合物催化剂相比成本较低，并且有很好的催化效果，且反应条件温和、对设备要求简单，转化率高。
实施例2：
一种盐酸金刚烷胺，如图2所示，包括以下重量组成分：溴代金刚烷10g、尿素4.5g、浓盐酸50g、氢氧化钠4ml和余量水。
所述溴代金刚烷的制备方法，包括如下步骤：
S51：取重量组成分，将金刚烷研磨，过200目筛后加入反应瓶内，滴加液溴，控制温度lh内升至70℃，控制反应为回流状态6h，最终温度达110℃；
S52：反应后放置12h，升温至45℃，滴加亚硫酸氢钠溶液除去过剩的溴；
S53：过滤，滤液水洗至pH为7，自然干燥，得成品。
进一步的，所述金刚烷：液溴：亚硫酸氢钠的质量比为1：2.2：0.56。
再进一步的，所述金刚烷10g、液溴22g、亚硫酸氢钠5.6g。
一种盐酸金刚烷胺的制备方法，包括如下步骤：
S1：将溴代金刚烷和尿素混合后研磨，过200目筛，持续加热使其反应；
S2：240℃时反应结束，停止加热，自然降温；
S3：加入过量的浓盐酸充分溶解，然后加入过量的氢氧化钠；
S4：移入蒸馏罐，加水进行水蒸气蒸馏；
S5：滤干收集，得盐酸金刚烷胺6.0g。
所述S1中反应的过程具体为加热至180℃时反应开始，开始膨胀，温度升至240℃时反应结束。
本实施例在使用时，反应后加入氢氧化钠使其呈碱性，将溴代金刚烷与尿素尽可能充分均匀接触将有利于反应高选择性高产率进行，反应中如果加入溶剂的沸点太低，反应将不能够进行，反应过程中瓶底无变黑，最终转化率85％，产率49.7％，产率不高。
实施例3：
一种盐酸金刚烷胺，如图3所示，包括以下重量组成分：溴代金刚烷10g、尿素4.5g、浓盐酸50g、氢氧化钠4ml和余量水。
所述溴代金刚烷的制备方法，包括如下步骤：
S51：取重量组成分，将金刚烷研磨，过200目筛后加入反应瓶内，滴加液溴，控制温度lh内升至70℃，控制反应为回流状态6h，最终温度达110℃；
S52：反应后放置12h，升温至45℃，滴加亚硫酸氢钠溶液除去过剩的溴；
S53：过滤，滤液水洗至pH为7，自然干燥，得成品。
进一步的，所述金刚烷：液溴：亚硫酸氢钠的质量比为1：2.2：0.56。
再进一步的，所述金刚烷10g、液溴22g、亚硫酸氢钠5.6g。
将盐酸金刚烷胺的制备方法替换为如下步骤：
S11：将溴代金刚烷与尿素混合，持续加热使其反应；
S12：220℃时反应结束，停止加热，自然降温；
S13：加入过量的浓盐酸充分溶解，然后加入过量的氢氧化钠；
S14：移入蒸馏罐，加水进行水蒸气蒸馏；
S15：滤干收集，得盐酸金刚烷胺4.0g。
所述S11中反应的过程具体为加热至180℃时反应开始，开始膨胀，温度升至220℃时反应结束。
本实施例在使用时，转化率65％，反应过程中，反应温度很高而反应物接触不够充分，搅拌时有固体物质变粘抱团现象发生，导致瓶底有变黑的焦化现象。
实时例4
一种盐酸金刚烷胺，如图3所示，本实施例在实施例3的基础上作出以下改进：将重量组成分替换为以下重量组成分：溴代金刚烷12g、尿素5g、浓盐酸60g、氢氧化钠5ml和余量水。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种盐酸金刚烷胺，其特征在于，包括以下重量组成分：硝基化合物5mmol、催化剂5g、无水乙醇15ml，浓盐酸15mL、水合肼15ml和氢氧化钠溶液3ml。
2.根据权利要求1所述的一种盐酸金刚烷胺，其特征在于，所述硝基化合物的制备方法，包括如下步骤：
S201：将金刚烷和二氧化氮放入250ml烧瓶中，30℃温度下搅拌；
S202：在-78℃下通入二氧化氮，低速通入臭氧反应30分钟；
S203：反应结束后加入碳酸氢钠溶液，分层，将有机相洗涤至中性；
S204：无水硫酸钠干燥后，旋蒸得到产物。
3.根据权利要求2所述的一种盐酸金刚烷胺，其特征在于，所述催化剂的制备方法，包括如下步骤：
S301：将乙醇和乙醚加入250mL圆底烧瓶中，快速放入1.5gFeCl3·6H2O；
S302：经电磁搅拌将FeCl3·6H2O固体粉碎后，加入活性炭继续搅拌2h；
S303：旋蒸除去溶剂，于100℃温度下干燥，即得催化剂。
4.根据权利要求1所述的一种盐酸金刚烷胺，其特征在于，将重量比成分替换为以下重量组成分：溴代金刚烷10g、尿素4.5g、浓盐酸50g、氢氧化钠4ml和余量水。
5.根据权利要求4所述的一种盐酸金刚烷胺，其特征在于，所述溴代金刚烷的制备方法，包括如下步骤：
S51：取重量组成分，将金刚烷研磨，过200目筛后加入反应瓶内，滴加液溴，控制温度lh内升至70℃，控制反应为回流状态6h，最终温度达110℃；
S52：反应后放置12h，升温至45℃，滴加亚硫酸氢钠溶液除去过剩的溴；
S53：过滤，滤液水洗至pH为7，自然干燥，得成品。
6.一种盐酸金刚烷胺的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S101：将硝基化合物、无水乙醇和催化剂分别加入50mL的烧瓶中；
S102：氮气环境下加热至40℃，缓慢滴加浓度为85％的水合肼；
S103：反应完成后，经过滤、旋转蒸发，得到金刚烷胺粗产品；
S104：在金刚烷胺粗产品中加入15mL浓盐酸，在70℃下搅拌0.5h；
S105：用二氯甲烷萃取后，取盐酸层；
S106：过滤，干燥后得到纯净的盐酸金刚烷胺。
7.根据权利要求6所述的一种盐酸金刚烷胺的制备方法，其特征在于，将制备方法替换为如下步骤：
S1：将溴代金刚烷和尿素混合后研磨，过200目筛，持续加热使其反应；
S2：240℃时反应结束，停止加热，自然降温；
S3：加入过量的浓盐酸充分溶解，然后加入过量的氢氧化钠；
S4：移入蒸馏罐，加水进行水蒸气蒸馏；
S5：滤干收集，得盐酸金刚烷胺6.0g。
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