丁酮肟法制備乙氧胺的新工藝研究

俞 勇 石鑫華 唐裕才 許響生

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，浙江 杭州 310014）

烷氧胺類化合物是一類用途廣泛的有機合成中間體，通常被用作烷氧氨基化試劑［1］，如用于甾類化合物和抗菌素頭孢側(cè)鏈等藥物的合成，也可用于烯草酮、苯草酮等［2-3］農(nóng)藥的合成。乙氧胺是烷氧胺類化合物中具有代表性的一種，應(yīng)用較廣，并且已實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，它的生產(chǎn)方法主要有以下兩種：

（1）亞硝酸鈉法［4］：主要是以亞硝酸鈉和亞硫酸氫鈉為原料，與SO2氣體反應(yīng)生成相應(yīng)的中間體亞磺酸氮鈉鹽，再用硫酸酯進行烷基化，水解得到相應(yīng)的烷氧胺鹽酸鹽；

（2）肟法［5-6］：是以鹽酸羥胺為原料，酮或者醛為底物，先與羥胺反應(yīng)制得相應(yīng)的酮肟或者醛肟，用硫酸酯進行烷基化，水解得到最終產(chǎn)物。

第一種方法生產(chǎn)成本低，但要使用有惡臭味的SO2氣體，并產(chǎn)生大量含廢酸和廢鹽的水溶液，污染環(huán)境；第二種方法生產(chǎn)成本高，但操作簡單、安全，收率高，污染排放量少。綜合比較，本文擬采用肟法制備乙氧胺，并使用易于回收的丁酮為原料，優(yōu)化反應(yīng)條件，提高收率，降低成本，從而提供一種可行的生產(chǎn)工藝。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

反應(yīng)原料為市售分析純或化學(xué)純試劑。熔點用B-540型熔點儀測定，未經(jīng)校正，產(chǎn)物的含量分析使用島津GC-14B型氣相色譜儀，采用SE-30毛細柱，規(guī)格為0.25mm×50mm。

1.2 合成

1.2.1 丁酮肟的合成

在裝有溫度計、磁力攪拌子的100mL三口燒瓶中加入丁酮（7.2g，0.1mol）、鹽酸羥胺（7.0g，0.1mol）和水50mL，攪拌使溶解。冰浴降溫至10℃以下，開始滴加30％氫氧化鈉水溶液，于1h內(nèi)滴加完畢，升溫至55℃～60℃，反應(yīng)2h。降溫，分液，水層用丁酮（5mL×3）萃取，將油層與萃取液合并，常壓蒸餾，收集150℃～155℃餾分，得到10.32g無色液體的丁酮肟，氣相色譜分析，純度為98.69％，收率為89.76％。

1.2.2 丁酮肟乙基醚的合成

向帶有溫度計、攪拌槳和回流冷凝管的250mL四口燒瓶中加入丁酮肟（8.7g，0.1mol）和氫氧化鈉水溶液（100mL，含4g（0.1mol）NaOH），攪拌使溶解，在冰浴下緩慢滴加硫酸二乙酯（20.15g，0.13mol）和20％的氫氧化鈉水溶液，保持pH在9～9.3之間，滴加時間約為1h，后緩慢升溫至25℃，反應(yīng)8h。分液，油層用水洗滌（10mL×3），再用無水硫酸鈉干燥，常壓蒸餾，收集125℃～130℃餾分，得到10.65g無色液體的丁酮肟乙基醚。氣相色譜分析，純度為98.52％，收率為92.65％。

1.2.3 乙氧胺的合成

向帶有溫度計、攪拌槳和回流冷凝管的100mL四口燒瓶中加入丁酮肟乙氧基醚（10.65g，0.092mol）、36.5％濃鹽酸（3.5mL，0.11mol）和水10mL，升溫至80℃，攪拌水解反應(yīng)3h。冷卻至室溫，過濾，濾液用二氯甲烷洗滌（10mL×3），再將水層收集，蒸干，得到白色微黃固體。熔點為112℃～115℃。

將上述固體物溶于水（15mL）中，在冰浴條件下，用氫氧化鈉溶液（濃度為20％）調(diào)節(jié)pH值為9～10，攪拌反應(yīng)1h。用二氯甲烷洗滌（10mL×3）洗滌、分液，有機層干燥后進行常壓蒸餾，收集80℃餾分，將丁酮回收利用；水層進行常壓蒸餾，收集64℃～68℃的餾分，得到強烈氨味的液體乙氧胺（5.34g），氣相色譜分析，純度為99.33％，收率為86.07％。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸二乙酯用量對肟醚化反應(yīng)的影響

硫酸二乙酯的用量對肟醚的收率有一定的影響，具體如下：

表1 硫酸二乙酯用量對肟醚化反應(yīng)的影響

從表1可知，當(dāng)硫酸二乙酯與丁酮肟的較佳比例為1.3：1。這是因為硫酸二乙酯在堿性水溶液中通過分解釋放出乙基正離子進行烷基化反應(yīng)，當(dāng)比例偏低時，反應(yīng)不完全，當(dāng)比例偏高時，反應(yīng)收率提高不明顯，并且增加了生產(chǎn)成本和污染排放量。

2.2 反應(yīng)時間對肟醚化反應(yīng)的的影響

表2 反應(yīng)時間對肟醚化反應(yīng)的影響

由表2的數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)時間的延長，肟醚的收率逐漸提高，但當(dāng)達到8h后，收率提高很小，故確定較佳反應(yīng)時間為8h。

2.3 反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)的影響

反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)影響較大，具體如表3：

表3 反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)的影響

如前所述，硫酸二乙酯在堿性水溶液中通過分解釋放出乙基正離子進行烷基化反應(yīng)，當(dāng)溫度過高時釋放出乙基正離子的速度超過進行烷基化速度，導(dǎo)致硫酸二乙酯分解浪費掉而降低了收率，當(dāng)溫度過低時，烷基化反應(yīng)活性不夠而使收率偏低，故較好的反應(yīng)溫度為25℃。

2.4 水解溫度對乙氧胺收率的影響

水解溫度對乙氧胺收率的影響比較大，具體如表4：

表4 水解溫度對乙氧胺收率的影響

由表4可知，較合適的水解溫度為80℃，溫度太低，反應(yīng)速度慢，并且反應(yīng)不完全，溫度太高，乙氧胺鹽酸鹽易分解為氯化銨和醇，導(dǎo)致收率下降。

3 結(jié)論

本文采用肟法制備乙氧胺，以丁酮為起始原料，與鹽酸羥胺反應(yīng)生成丁酮肟，再與硫酸二乙酯反應(yīng)得到丁酮肟乙氧基醚，在鹽酸作用下水解得到乙氧胺，同時回收丁酮。收率為71.58％，純度為99.33％。優(yōu)化了反應(yīng)條件，提高了收率，降低了成本，從而提供了一種可行的生產(chǎn)工藝。

［1］Motoyama Y.A process for producing a substituted amines and a method for purifying synthetic intermediates therefor：EP，0678504［P］.1995-04-21.

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