CN1233640C - 3，4－(亚甲二氧)－硝基苯还原－烷基化制n－烷基－3，4－(亚甲二氧)苯胺的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是以3，4-(亚甲二氧)-硝基苯为起始原料，C1-C4低级脂肪醛/酮为烷化剂，用骨架镍为催化剂，一釜法连续进行加氢还原和烷基化反应，直接制取N-烷基-3，4(亚甲二氧)苯胺的新工艺：R＝H或C1-C3烷基。本方法具有转化率和收率高，单烷基化选择性好，催化剂可套用，“三废”少易于治理等特点。

Description

3，4-(亚甲二氧)-硝基苯还原-烷基化制N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的方法
技术领域
本发明属于医药、染料中间体的制备方法。
背景技术
N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺(又名N-烷基-1，3-二氧杂-苯并环戊烯)的合成方法一般有两种：一种是以1，2-(亚甲二氧)苯经溴化、烷氨解制取；另一种是以3，4-(亚甲二氧)-硝基苯经还原和烷基化反应制得。
欧洲专利EP 0549263报道了以1，2-(亚甲二氧)苯经溴化、烷氨解制N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的方法，由于溴化时要用大量的冰醋酸和甲醇作溶剂，用48％的氢溴酸和30％的双氧水溴化，此工艺溶剂回收困难和产生大量废水，中间产物3，4-(亚甲二氧)溴苯的存储稳定性较差；烷氨解时产生的有机溴化铵与目的产物的分离也较为困难，同时过量的原料有机胺不易回收。
3，4-(亚甲二氧)-硝基苯的还原和烷基化，一般是采用3，4-(亚甲二氧)-硝基苯为原料，在铁粉、水合肼等还原剂或加氢还原，先制得3，4-(亚甲二氧)苯胺，经分离再与烷基化试剂进行烷基化反应，最后得到N-烷基-3，4(亚甲二氧)苯胺。由于3，4-(亚甲二氧)苯胺N-烷基化的反应是亲电反应，所得到的N-烷基化产物能继续进行烷基化反应，所以得到的产物常常是既含有未反应的3，4-(亚甲二氧)苯胺，又含有N-烷基化和N，N-双烷基化的混合物。在常规的烷基化工艺条件下，单烷基化的选择性差，不适于仅需要N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的生产。
中国专利ZL93108786报道了吴祖望等从3-(β-羟乙砜基)-硝基苯出发，钯/碳为催化剂，加氢还原后，在同一个反应釜中加入乙醛进行烷基化制备N-乙基-3-(β-羟乙砜基)苯胺的合成工艺；中国专利ZL95114004.3报道了吴祖望等以间硝基甲苯为原料，用骨架镍为催化剂，乙醇为溶剂和烷基化剂，加氢还原后，在同一个反应釜中直接进行烷基化制备N-乙基间甲苯胺的方法。日本专利2000-204092报道了以3，4-(亚甲二氧)-硝基苯为原料催化还原烷基化制备N-烷基3，4-(亚甲二氧)苯胺的方法。其特征为加入三乙胺催化还原(请求项2)，所用催化剂为铂/碳或钯/碳。催化剂昂贵，收率也不够理想。
本发明的目的在于以3，4-(亚甲二氧)-硝基苯为起始原料，低级脂肪醛/酮为烷化剂，在同一个反应釜中，用价格便宜的骨架镍催化剂同时连续进行加氢还原和烷基化反应，制取转化率高、选择性好的N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺，该方法成本低，易于工业化。
发明内容
本发明的技术方案是这样来实现的：
在高压釜中，以3，4-(亚甲二氧)硝基苯为起始原料，加入非极性溶剂和C1-C4低级脂肪醛或酮为烷化剂，硝基物与烷化剂的摩尔比为1∶1.3-4.0，加氢还原催化剂为骨架镍，其用量为硝基物重量的5-30％；装料完毕后，压盖，高压釜内先用氮气和氢气置换，然后，通氢气进行加氢还原，氢压为0.5-4.0MPa，反应温度为30-120℃，反应时间为1-6小时，随后连续进行烷基化反应，反应温度控制在40-200℃，烷基化压力为0.5-4.0MPa，反应时间为1-10小时，制得转化率高、选择性好的N-烷基-3，4-(亚甲二氧)-苯胺，产物的结构通式为：
Figure C20031012363400041
式中R＝H或C1-C3烷基。
所用加氢催化剂骨架镍是镭尼镍。
所用的烷基化试剂C1-C4低级脂肪醛为甲醛、乙醛、丙醛、或丁醛：C1-C4低级脂肪酮为丙酮或甲乙酮等。
所用的非极性溶剂为苯、甲苯或环己烷等。
产物N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺是药物、抗菌剂、染料等的中间体。
反应产物可用高压液相色谱分析，ODSC18反向柱为固定相，甲醇/水＝60/40为流动相，最终产物中3，4-(亚甲二氧)-硝基苯的转化率≥99％，N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的转化率≥98％，N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的选择性≥95％。
本发明的优点是在同一催化剂骨架镍存在下一釜法同时连续进行加氢还原和烷基化，即可制得具有高选择性的N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺，该工艺制得N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺收率高，选择性好，催化剂价格低，还可套用以降低成本，“三废”少，易于治理，没有传统的还原和烷基化方法所造成的污染和对设备的腐蚀。
具体实施方式
                         实施例1
将3，4-(亚甲二氧)-硝基苯20克，甲苯160克，骨架镍2克，含13克乙醛的甲苯溶液加入到高压釜中，在1.6MPa氢压下，于80℃通氢反应3小时后在1.6MPa氢压下，于60℃通氢反应8小时。产物用高压液相色谱分析除甲苯外，各组分含量为：N-乙基-3，4-(亚甲二氧)苯胺96％，3，4-(亚甲二氧)苯胺0.3％，N，N-二乙基-3，4-(亚甲二氧)苯胺及其他副产物3.7％，未检验到3，4-(亚甲二氧)-硝基苯。
                         实施例2
将3，4-(亚甲二氧)-硝基苯20克，甲苯160克，骨架镍3克，含13克乙醛的乙醇溶液加入到高压釜中，在1.2MPa氢压下，于60℃通氢反应4小时后，在1.2MPa氢压下，于60℃通氢反应10小时。产物用高压液相色谱分析，各组分含量为：N-乙基-3，4-(亚甲二氧)苯胺94.5％，3，4-(亚甲二氧)苯胺0.9％，N，N-二乙基-3，4-(亚甲二氧)苯胺及其他副产物4.6％，未检验到3，4-(亚甲二氧)-硝基苯。
                         实施例3
将3，4-(亚甲二氧)-硝基苯20克，甲苯160克，骨架镍2克，丙酮10份加入到高压釜中，在1.0MPa氢压下，于60℃通氢反应5小时后，在1.MPa氢压下，于60℃通氢反应8小时。产物用高压液相色谱分析除甲苯外，各组分含量为：N-异丙基-3，4-(亚甲二氧)苯胺96.7％，3，4-(亚甲二氧)苯胺0.4％，其他副产物2.9％，未检验到3，4-(亚甲二氧)-硝基苯。

Claims (4)

1、一种由硝基物经还原-烷基化反应制N-烷基芳胺的方法，其特征在于本方法在高压釜中，以3，4-(亚甲二氧)-硝基苯为起始原料，加入非极性溶剂苯、甲苯或环己烷和C1-C4低级脂肪醛或酮为烷化剂，硝基物与烷化剂的摩尔比为1∶1.3-4.0，加氢还原催化剂为骨架镍，其用量为硝基物重量的5-30％；装料完毕后，压盖，高压釜内先用氮气和氢气置换，然后，通氢气进行加氢还原，氢压为0.5-4.0MPa，反应温度为30-120℃，反应时间为1-6小时，随后连续进行烷基化反应，反应温度控制在40-200℃，烷基化压力为0.5-4.0MPa，反应时间为1-10小时，制得转化率高、选择性好的N-烷基-3，4-(亚甲二氧)-苯胺，产物的结构通式为：
Figure C2003101236340002C1
式中R＝H或C1-C3烷基。
2、按照权利要求1所述N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的制备方法，其特征在于所用的烷化剂C1-C4低级脂肪醛或酮为甲醛、乙醛、丙醛、丁醛、丙酮或甲乙酮。
3、按照权利要求1所述N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的制备方法，其特征在于加氢还原和烷基化反应均在同一个反应釜中进行，还原产物不经分离，连续进行烷基化反应，制得N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺。
4、按照权利要求1所述N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的制备方法，其特征在于3，4-(亚甲二氧)硝基苯的转化率≥99％，N-烷基-3，4-(亚甲二氧)苯胺的转化率≥98％，选择性≥95％。
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