CN1285577C - N－甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及N-甲基邻苯二甲酰亚胺制备方法。解决现有的N-甲基邻苯二甲酰亚胺制备方法存在的工艺流程复杂、溶剂回收工作量大、污染环境、产品纯度低、收得率低等缺陷。N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，其特征是：用苯酐为原料，在无溶剂有惰性气体的条件下，通入甲胺气体反应，反应结束后滴加入水溶性溶剂，析出N-甲基邻苯二甲酰亚胺晶体，甩干过滤即得成品。所得的N-甲基邻苯二甲酰亚胺合成药物，染料及杀虫剂的中间体及应用于合成化学发光免疫分析试剂。
Description
一、技术领域
本发明涉及N-甲基邻苯二甲酰亚胺制备方法。
二、背景技术：
N-甲基邻苯二甲酰亚胺英文名N-Methyl-o-phthalimide，简称NMP，NMP是一种重要的化工原料，由于它含有(N-甲基)上的H非常活泼并含有芳烃结构，可以用作合成药物，染料及杀虫剂的中间体。近年来，NMP应用于合成化学发光免疫分析试剂，将有潜在的应用前景，因此，该化合物的合成方法研究显得目益重要。
关于NMP的合成，国内外文献报道，合成方法主要有A，B而大类。A类是用邻苯二甲酰亚胺在无水乙醇与氢氧化钾反应制成钾盐，钾盐和硫酸二甲酯在丙酮或乙腈溶剂中进行烷基化反应制备。
(1)、反应式如下：
(2)、其制备工艺过程是：将原料邻苯二甲酰亚胺、氢氧化钾、无水乙醇加入反应釜中，进行回流搅拌反应2-3小时冷却，放入抽滤桶中，抽去含有水乙醇，然后用丙酮反复抽洗未反应完原料，亚胺钾盐加入到甲基化反应釜中，再加入溶剂丙酮及硫酸二甲酯进行回流甲基化反应，然后进行分馏出丙酮和未反应完的硫酸二甲酯，冷却放入结晶槽中结晶，晶体经过离心机甩干，用少量丙酮漂洗，得到的粗NMP要在丙酮溶剂中重结晶。
该NMP合成工艺流程长，溶剂回收工作量大，硫酸二甲酯原料是剧毒，操作设施密封，产品纯度低，收得率低。
B类是用苯酐在甲苯溶剂下，加入40％甲胺水溶液反应回流带水，
(1)反应式如下：
(2)、其制备工艺过程是：将原料苯酐、40％甲胺水溶液、甲苯溶剂加入反应釜中，进行甲苯回流带水反应，经反复带水分馏至终点时再分馏去除甲苯，放入结晶槽中析出晶体，晶体抽干溶剂用丙酮漂洗去除甲苯，然后晶体放入重结晶釜中用丙酮进行重结晶。
该NMP合成工艺有副反应，生成副产品，邻苯二甲酸，N-甲基邻苯甲酰胺甲酸，经带水逐步闭环反应，反应时间长。甲苯是有毒原料，操作，机修，环境污染大。而且结晶体中甲苯较难清洗，有废水处理，所以产品纯度不高，收得率85％。
三、发明内容
本发明的目的是提供一种新的N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，需要解决的技术问题是：简化制备工艺流程、提高反应速度、提高收得率和产品的纯度、消除环境污染。本发明的技术方案是：用苯酐为原料，在无溶剂有惰性气体的条件下，通入甲胺气体反应，反应结束后滴加入水溶性溶剂，析出N-甲基邻苯二甲酰亚胺晶体，甩干过滤即得成品。
(1)、反应式为：
(2)、反应中：苯酐、甲胺的配比为：99％苯酐∶99.9％甲胺＝1∶1.05-1∶1.3，水溶性溶剂可以是水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲基乙酮、二氧六环、二甲基甲酰胺中的一种，惰性气体可以是氮气、氦气等，NMP产品在水溶性溶剂溶解度为：3％-50％。
(3)、具体制备方法为：在反应容器中投入苯酐，在惰性气体保护下控制温度在130度-300度，搅拌通入甲胺气体，反应1-4个小时，将反应混合液加入到水溶性溶剂中，析出白色晶体，过滤，干燥得成品。
本发明的有益效果是：本发明采用脂肪胺直接一步合成法，革除了以剧毒硫酸二甲酯为原料的合成工艺，降低了生产成本，缩短了制备工艺的流程，改善了环境质量，废水得到很好的处理，提高了产品纯度。实施该技术后的明显效果是原材料反应完全，反应速度快，无副反应及无环境污染，NMP纯度高达99.5％，收得率高达96％，生产劳动率高，成本低，本发明反应体系与旧工艺技术对比如下：
本发明反应体系与旧工艺技术对比表
| 方法 | 反应体系原料 | 溶剂 | 操作条件 | 溶剂冲洗 | 收得率％ | 产品纯度％ | |||
| 投料量 | 损耗％ | 流程 | 时间h | 环境 | |||||
| A类工艺 | 亚胺 乙醇 氢氧化钾丙酮 硫酸二甲酯 | 多 | 70 | 长 | 6 | 有害 | 洗去硫酸二甲酯 | 77 | 92 |
| B类工艺 | 苯酐 甲苯 丙酮甲胺水溶液 | 大 | 50 | 中 | 8 | 有毒 | 洗去甲苯 | 85 | 96 |
| 本发明工艺 | 苯酐 甲胺气体水溶性溶剂 惰性气体 | 小 | 16 | 短 | 4 | 无 | 不洗 | 95 | 99.5 |
四、具体实施方式
实施例1：在250ml四口玻璃反应瓶中投入200克苯酐，在氦气保护下加热140±10℃，通入甲胺气体46克，反应4小时，趁热滴加入有500克二氧六环溶剂的容器中析出晶体，过滤，干燥，得到白色晶体206.7克，产率达到95％，纯度达到99.4％。
实施例2：在500ml四口玻璃反应瓶中投入400克苯酐在氮气保护下加热，180±10℃，搅拌通入90克甲胺气体反应2.5小时，趁热滴加入有900克二甲基二甲酰胺溶剂的容器中析出白色晶体，过滤，干燥，得到白色晶体413克，产率达到95％，纯度达到99.6％。
实施例3：在1000ml四口玻璃反应瓶中投入800克苯酐在氮气保护下加热，220±10℃，搅拌通入180克甲胺气体反应2小时，趁热滴加入有1800克乙醇溶剂的容器中析出白色晶体，过滤，干燥得到白色晶体844克，产率达到97％，纯度达到99.7％。
实施例4：在250ml四口玻璃反应瓶中投入200克苯酐，在氮气保护下加热260±10℃，通入甲胺气体51克，反应1.5小时，趁热滴加入有500克丙醇溶剂的容器中析出晶体，过滤，干燥，得到白色晶体205克，产率达到94.8％，纯度达到99.5％。
实施例5：在1000ml四口玻璃反应瓶中投入400克苯酐在氦气保护下加热，290±10℃，搅拌通入92克甲胺气体反应1小时，趁热滴加入有950克甲基乙酮溶剂的容器中析出白色晶体，过滤，干燥得到白色晶体411克，产率达到95％，纯度达到99.4％。
本发明综合了产品物化特性，筛选出的优良溶剂能溶解50％的物料，在18℃溶解度只有3％，使反应结晶收率平均达到96％，提高了生产的效能。经上海市化工产品质量监督检测中心精细化工站按Q/IAPK1-2004检测，结果如下：
| 指标名称 | 技术要求 | 实测质量 |
| 外观 | 白色均匀粉末 | 白色均匀粉末 |
| 熔点℃ | 132.5-134.5 | 134.2 |
| 含量％≥ | 99 | 99.7 |
| N-R基邻苯二甲酰亚胺％≤ | 0.3 | 0.3 |
| 灰份％≤ | 0.3 | 0.1 |
Claims (4)
1、N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，其特征是：用苯酐为原料，在无溶剂有惰性气体的条件下，通入甲胺气体反应，反应结束后滴加入水溶性溶剂，析出N-甲基邻苯二甲酰亚胺晶体，甩干过滤即得成品。
2、根据权利要求1所述的N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，其特征是：苯酐、甲胺的配比为：99％苯酐∶99.9％甲胺＝1∶1.05-1∶1.3。
3、根据权利要求1所述的N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，其特征是：水溶性溶剂是水、甲醇、乙醇、丙醇、丙酮、甲基乙酮、二氧六环、二甲基甲酰胺中的一种。
4、根据权利要求1所述的N-甲基邻苯二甲酰亚胺的制备工艺，其特征是：苯酐与甲胺反应温度控制在130度-300度，反应时间为1-4小时。
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