一种N，N′-双（3-二甲基氨基丙基）脲的合成工艺制造技术

本发明专利技术公开了一种N，N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲的合成工艺，首先将N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺溶于有机溶剂中，与二(三氯甲基)碳酸酯反应得到N,N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐；然后加碱液中和得到N,N’‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲水溶液，随后经共沸分水、过滤除盐、蒸馏除去溶剂后得到目标产物N，N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲。本发明专利技术合成工艺的产品收率高、纯度高、简便易操作、三废少、适合工业化采用。

Synthesis of N, N '- bis (3- two methylamino propyl) urea

The invention discloses a synthetic process of N, N '(3, two methylamino propyl) urea, first to dissolve N, N, two methyl 1,3 two amine in organic solvent and to react with two (three chloromethyl) carbonate to obtain the hydrochloride of N, N' (3, two methylamino propyl) urea, and then neutralize N, N 'two (3 two). Methyl amino propyl) urea solution was followed by azeotropic water separation, filtration, desalination and distillation removal of the solvent. The target product, N, N '(3, two methylamino propyl) urea, was obtained. The synthetic process of the invention has the advantages of high yield, high purity, simple and easy operation, and less waste, and is suitable for industrial application.

【技术实现步骤摘要】
一种N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺
本专利技术涉及一种N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺，属于有机合成

技术介绍
N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲(DPU)是一种具有广泛用途的精细化学品，可用于合成聚氨酯发泡塑料的发泡剂，也可用于合成二氨基脲聚合物(PUB)，而PUB应用于碱性镀锌工艺中，可改善金属的沉积性能。目前国内外公开的合成工艺归结为两种：第一种路线是采用脲素与N,N-二甲基-1,3-丙二胺反应，工艺需要高温(120～140℃)并通入氮气，这将增加能耗和成本，反应会释放刺激性气味的氨气，有污染环境的风险。粗产品如不提纯，其中含有脲素以及N-(3-二甲基氨基丙基)单脲等杂质，纯度低而影响使用性能。采用氯仿萃取工艺除去杂质，因产物水溶性损失而导致收率低(收率65％)。第二种路线是用碳酸乙烯酯与N,N-二甲基-1,3-丙二胺反应。该路线可避免氨气产生，但反应也需要高温(120～140℃)并通入氮气，操作条件苛刻；且碳酸乙烯酯较脲素昂贵，原料成本高；产品中同样含有N-(3-二甲基氨基丙基)单脲等杂质和副产物乙二醇，去除困难，导致产物纯度低。参考文献：[1]海科·布伦纳,拉尔斯·科尔曼,埃伦·哈比格,等.具有末端氨基的聚合物及其作为锌及锌合金电沉积浴的添加剂的应用,CN102482417B[P].2015。[2]高峰，于萍，罗运柏.含叔胺脲衍生物类化合物及其制备方法和应用，CN102503909A[P].2012。[3]赵鹏，张小春，文铭孝，翁行尚.1,3-双[3-(二甲胺基)丙基]脲的合成与性能研究，[J]广东化工，2015,42(302):1-2,16。
技术实现思路
为了避免上述现有技术所存在的技术问题，本专利技术旨在提供一种N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺。本专利技术合成工艺的产品收率高、纯度高、简便易操作、三废少、适合工业化采用。本专利技术N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺，包括如下步骤：步骤1：将N,N-二甲基-1,3-丙二胺溶于有机溶剂中，与二(三氯甲基)碳酸酯反应得到N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐；步骤2：向步骤1得到的N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐中加碱液中和得到N,N’-双(3-二甲基氨基丙基)脲水溶液；步骤3：步骤2所得N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲水溶液经共沸分水、过滤除盐、蒸馏除去溶剂后得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲。步骤1的具体操作过程为：将N,N-二甲基-1,3-丙二胺溶于有机溶剂中，搅拌下滴加二(三氯甲基)碳酸酯溶液，滴加时间控制在0.5～5h，滴加温度为0～50℃，滴完后保温反应0.5～5h，得到N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐。其中，二(三氯甲基)碳酸酯与N,N-二甲基-1,3-丙二胺的摩尔比为1:(4～7)，优选为1:(6～6.2)。所述有机溶剂选自苯、甲苯、二甲苯等与水能共沸的惰性溶剂中的一种或几种的混合溶剂，优选为苯或甲苯。滴加时间优选为0.5～2h；由于过程放热，应控制滴加速度并搅拌冷却，滴加温度优选为10～25℃；滴加完成后反应时间优选为0.5～2h。步骤2中，所述碱液为碱金属、碱土金属氢氧化物、碱金属或碱土金属碳酸盐、碱金属或碱土金属碳酸氢盐中的一种或几种的水溶液，优选为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钾、碳酸氢钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种或几种的水溶液，进一步优选为碳酸钠、碳酸钾的水溶液。碱液中碱的摩尔量≥步骤1中反应产生的酸的摩尔量。步骤3中，共沸分水时，需要加热共沸至分水器无水分出为止。步骤3中，蒸馏除去溶剂时，可以采用常压蒸馏或减压蒸馏的方式进行。本专利技术反应路线如下：本专利技术在合成N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的过程中，避免了脲素工艺和碳酸乙烯酯工艺苛刻的反应条件、废气污染环境、产品纯度低的缺点；采用共沸脱水的后处理工艺，避免了萃取操作工艺因产物水溶性损失而导致收率低的缺点。本专利技术采用的工艺，具有三废少、操作简便、产品收率高、纯度高的优点。具体实施方式为了进一步理解本专利技术，下面结合具体的实施例对本专利技术的技术方案进行进一步分析说明。但是应当理解，这种描述只是为进一步说明本专利技术的特点和优点，而不是对本专利技术权利的限制。实施例1：本实施例中N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺如下：向反应瓶中加入N,N-二甲基-1,3-丙二胺3mol和溶剂甲苯，冷却下搅拌，控制反应液温度在10℃以下，向反应液中滴加二(三氯甲基)碳酸酯0.5mol的甲苯溶液，1h滴完，滴完后继续搅拌反应2h；随后加入碳酸钾3mol的饱和水溶液中和，装好分水器，升温分水，观察分水器至无水分出为止；冷却至室温，过滤，滤液减压蒸馏除去甲苯，得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲，收率91％，气相色谱分析纯度大于98％。IR(cm-1):761,1038,1267,1636,1941,3325处有吸收峰；1H-NMR(D2O，ppm)：1.45～1.55(4H)；1.95～2.05(12H)；2.10～2.20(4H)；2.85～3.10(4H)。实施例2：本实施例中N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺如下：向反应瓶中加入N,N-二甲基-1,3-丙二胺3mol和溶剂苯，冷却下搅拌，控制反应液温度在10℃以下，向反应液中滴加二(三氯甲基)碳酸酯0.5mol的苯溶液，1h滴完，滴完后继续搅拌反应2h；随后加入碳酸钾3mol的饱和水溶液中和，装好分水器，升温分水，观察分水器至无水分出为止；冷却至室温，过滤，滤液减压蒸馏除去苯，得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲，收率92％，气相色谱分析纯度大于98％。实施例3：本实施例中N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺如下：向反应瓶中加入N,N-二甲基-1,3-丙二胺3mol和溶剂甲苯，冷却下搅拌，控制反应液温度在10℃以下，向反应液中滴加二(三氯甲基)碳酸酯0.5mol的甲苯溶液，1h滴完，滴完后继续搅拌反应2h；随后加入碳酸钠3mol的饱和水溶液中和，装好分水器，升温分水，观察分水器至无水分出为止；冷却至室温，过滤，滤液减压蒸馏除去甲苯，得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲，收率90％，气相色谱分析纯度大于98％。实施例4：本实施例中N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺如下：向反应瓶中加入N,N-二甲基-1,3-丙二胺3mol和溶剂甲苯，冷却下搅拌，控制反应液温度在10℃以下，向反应液中滴加二(三氯甲基)碳酸酯0.5mol的甲苯溶液，1h滴完，滴完后继续搅拌反应2h；随后加入氢氧化钠水溶液(3mol，30wt％)中和，装好分水器，升温分水，观察分水器至无水分出为止；冷却至室温，过滤，滤液减压蒸馏除去甲苯，得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲，收率86％，气相色谱分析纯度大于98％。实施例5：本实施例中N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺如下：向反应瓶中加入N,N-二甲基-1,3-丙二胺3mol和溶剂甲苯，冷却下搅拌，控制反应液温度在10℃以下，向反应液中滴加二(三氯甲基)碳酸酯0.5mol的甲苯溶液，1h滴完，滴完后继续搅拌反应2h；随后加入碳酸钾3本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种N，N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲的合成工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将N,N‑二甲基‑1,3‑丙二胺溶于有机溶剂中，与二(三氯甲基)碳酸酯反应得到N,N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐；步骤2：向步骤1得到的N,N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐中加碱液中和得到N,N’‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲水溶液；步骤3：步骤2所得N,N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲水溶液经共沸分水、过滤除盐、蒸馏除去溶剂后得到目标产物N，N′‑双(3‑二甲基氨基丙基)脲。

【技术特征摘要】
1.一种N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的合成工艺，其特征在于包括如下步骤：步骤1：将N,N-二甲基-1,3-丙二胺溶于有机溶剂中，与二(三氯甲基)碳酸酯反应得到N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐；步骤2：向步骤1得到的N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐中加碱液中和得到N,N’-双(3-二甲基氨基丙基)脲水溶液；步骤3：步骤2所得N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲水溶液经共沸分水、过滤除盐、蒸馏除去溶剂后得到目标产物N，N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲。2.根据权利要求1所述的合成工艺，其特征在于步骤1的制备过程包括如下步骤：将N,N-二甲基-1,3-丙二胺溶于有机溶剂中，搅拌下滴加二(三氯甲基)碳酸酯溶液，滴加时间控制在0.5～5h，滴加温度为0～50℃，滴完后保温反应0.5～5h，得到N,N′-双(3-二甲基氨基丙基)脲的盐酸盐。3.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘忠稳，张庭兰，李阳阳，
申请(专利权)人：安徽大学，
类型：发明
国别省市：安徽,34