一种2-氨基-1-丁醇的制备方法技术

一种2‑氨基‑1‑丁醇的制备方法，其特征在于所述制备方法包括：(a)在碱性催化剂存在下，固态多聚甲醛解聚和与式(Ⅱ)1‑硝基丙烷的缩合反应同时进行，形成式(Ⅲ)2‑硝基‑1‑丁醇中间产物；(b)在氢气和加氢催化剂存在下，氢化所述式(Ⅲ)2‑硝基‑1‑丁醇中间产物，致使式(Ⅲ)2‑硝基‑1‑丁醇中间产物还原，形成式(Ⅰ)2‑氨基‑1‑丁醇。解决了甲醛水溶液带来的甲醛气体挥发和废水的环境问题。通过选择合适的碱性催化剂，控制多聚甲醛解聚速率，使其边解聚边缩合反应，由于解聚是吸热反应，缩合反应是放热反应，解聚和缩合同时进行，热量可得到综合利用。

A preparation method of 2 amino 1 butanol

A preparation method of 2 amino 1 butanol, which is characterized in that the preparation method comprises the steps of: (a) in the presence of alkaline catalyst, solid paraformaldehyde depolymerization and (II) with type 1 condensation reaction of nitro propane at the same time, the formation of type (III) 2 nitro 1 butanol intermediate; (b) in the presence of hydrogen and hydrogenation catalyst, the hydrogenation (type III) 2 nitro 1 butanol intermediates, resulting in type (III) 2 nitro 1 butanol intermediate product is reduced, the formation of type (I) of 2 amino 1 butanol. The formaldehyde gas volatilization from formaldehyde water solution and the environmental problems of wastewater are solved. By selecting the appropriate control of alkaline catalyst, paraformaldehyde depolymerization rate, the side edge of the condensation reaction due to depolymerization, depolymerization is an endothermic reaction, condensation reaction is exothermic, depolymerization and condensation heat can be obtained at the same time, comprehensive utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种2-氨基-1-丁醇的制备方法
本专利技术属于化学工程
，主要是涉及一种2-氨基-1-丁醇的制备方法。
技术介绍
2-氨基-1-丁醇在各种商业和消费产品中起着重要作用。作为关键中间体，用于合成抗结核病药物盐酸乙胺丁醇；作为非常有效的酸性气体吸收剂，在脱除硫化氢、二氧化碳领域受到较多关注；2-氨基-1-丁醇还普遍用于制备匀染剂，可适用于酸性染料对羊毛、丝绸、尼龙的染色，对提高印染厂的产品质量，防止色花有重要作用。现有工业生产的制备方法中，氨基醇化合物通常采用两步法制备。第一步是硝基烷化合物与甲醛水溶液缩合，以形成硝基醇化合物；第二步是将硝基醇还原加氢成氨基醇化合物。以ANGUS化学公司为代表，专利CN102007093公开了在缩合步骤使用等当量的甲醛水溶液，经氢化合成2-氨基-2-甲基-1-丙醇，上述制备方法存在废水量大和甲醛气体挥发形成废气的环境问题；专利CN102803201公开了在缩合步骤使用过量甲醛水溶液，经氢化合成了2-氨基-2-甲基-1-丙醇、2-氨基-2-甲基-1,3-丙二醇、2-氨基-2-乙基-1,3-丙二醇，上述制备方法仍然存在废水量大和甲醛气体挥发形成废气的环境问题，另外还增加了残留甲醛处理的附加步骤。上述专利公开的内容中均没有提到2-氨基-1-丁醇的制备方法，并且存在废水量大和甲醛气体挥发形成废气的环境问题的缺陷。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有制备方法的缺陷，提出一种2-氨基-1-丁醇的制备方法，解决现有技术中存在的废水量大和甲醛气体挥发形成废气所造成的环境问题，同时多聚甲醛解聚需吸热，本专利技术缩合反应放出的热量供给多聚甲醛解聚，反应的主要阶段不需要提供热源和冷媒，实现生产中热能的综合利用。本专利技术的一种制备2-氨基-1-丁醇的制备方法是：一种2-氨基-1-丁醇的制备方法，即用于制备式(Ⅰ)2-氨基-1-丁醇(Ⅰ)的方法，其特征在于所述方法包括：(a)在碱性催化剂存在下，固态多聚甲醛解聚和与式(Ⅱ)1-硝基丙烷的缩合反应同时进行，形成式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物；(Ⅱ)(Ⅲ)(b)在氢气和加氢催化剂存在下，氢化所述式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物，致使式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物还原，形成式(Ⅰ)2-氨基-1-丁醇。进一步的，上述制备方法的步骤(a)中1-硝基丙烷和固态多聚甲醛的摩尔比控制在1.5~3.5:1。进一步的，上述制备方法的步骤(a)中的碱性催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸氢钠中的一种，优选碳酸钠，可以较好的控制固态多聚甲醛解聚和与式(Ⅱ)1-硝基丙烷的缩合反应同时进行。进一步的，上述制备方法的步骤(a)中初始反应温度控制在25~60℃，可较好的实现生产中热能的综合利用。进一步的，上述制备方法的步骤(a)中的多聚甲醛的聚合度n=10-100，低分子量多聚甲醛。本专利技术的一种制备2-氨基-1-丁醇的制备方法，在1-硝基丙烷和甲醛之间的缩合步骤中使用固态多聚甲醛，解决了甲醛水溶液带来的甲醛气体挥发和废水的环境问题。通过选择合适的碱性催化剂，控制多聚甲醛解聚速率，使其边解聚边缩合反应，由于解聚是吸热反应，缩合反应是放热反应，解聚和缩合同时进行，热量可得到综合利用。本专利技术的一种2-氨基-1-丁醇的制备方法具有下列优点：（1）解决了甲醛水溶液带来的甲醛气体挥发和废水的环境问题。（2）可以综合利用热能。本专利技术的一种制备2-氨基-1-丁醇的制备方法不局限于2-氨基-1-丁醇的制备，可以适用于其它脂肪族氨基醇化合物。具体实施方式本专利技术提供的一种2-氨基-1-丁醇的制备方法，所述制备方法与常规方法相比表现出各种优点。本专利技术的一种2-氨基-1-丁醇的制备方法包括：在固态碱性催化剂存在下，多聚甲醛解聚后与1-硝基丙烷缩合形成2-硝基-1-丁醇中间产物，然后在氢气和加氢催化剂存在下氢化所述中间产物。根据本专利技术，在缩合反应中使用固态多聚甲醛，解决了甲醛水溶液带来的甲醛气体挥发和废水的环境问题。通过选择合适碱性催化剂，控制固态多聚甲醛解聚速率，使其边解聚边缩合反应，由于解聚是吸热反应，缩合反应是放热反应，解聚和缩合同时进行，热量得以综合利用。控制1-硝基丙烷和固态多聚甲醛的摩尔比在1~5:1，提高了缩合反应的选择性。所述方法的1-硝基丙烷可由下式(Ⅱ)表示：(Ⅱ)上述并不仅局限于1-硝基丙烷，可以推广至其他硝基烷烃。多聚甲醛在极性溶剂中碱催化下解聚是公知的，碱性增强和温度升高均能使多聚甲醛解聚时间缩短。缩合反应在碱性催化剂存在下进行，1-硝基丙烷既作为反应物，又充当了多聚甲醛解聚的极性溶剂。通过综合考虑不同碱性催化剂对多聚甲醛解聚速率的影响和对缩合反应的催化效率，碱性催化剂的浓度以1-硝基丙烷的摩尔量计0.18%，温度使用60℃，结果见表1，可以看出Na2CO3可控制多聚甲醛在3h内边解聚边反应，过程中反应放出的热量供给多聚甲醛解聚吸收热量；而NaOH等强碱短时间内使多聚甲醛解聚，导致瞬间反应放热剧烈，热量不能综合利用。最终确定弱碱性无机金属盐可以控制多聚甲醛解聚与反应同时温和的进行，优选Na2CO3无机金属盐，碱性催化剂的浓度以1-硝基丙烷的摩尔量计可以在0.1~1%范围内。表1不同碱性催化剂对反应的影响a、LC分析-游离甲醛含量测定：游离甲醛的量通过衍生化和LC测定。苯肼与甲醛反应生成苯腙。将所述苯腙通过LC标准曲线法定量，由此确定游离甲醛的百分数。使用Agilent1260分离模块，C18反相柱，流动相为乙腈(60%)/水(40%)，流速1.0ml/min。使用Agilent紫外检测器在360nm波长处实现检测。b、LC分析-2-硝基-1-丁醇含量测定：2-硝基-2-乙基-1,3-丙二醇和2-硝基-1-丁醇的浓度通过LC标准曲线法来测定。使用Agilent1260分离模块，C18反相柱，流动相为甲醇(30%)/水(70%)。使用Agilent紫外检测器在254nm波长处实现检测。缩合反应可以控制温度在10~70℃范围内进行。在特定实施方案中，反应温度为约60℃。反应持续足够的时间，以允许形成所需量的中间体产物，优选情况下反应所需时间典型地是2~8小时。在1-硝基丙烷与多聚甲醛的缩合中，1-硝基丙烷的与硝基连接的碳原子亲核进攻甲醛碳原子，根据本专利技术的方法，控制1-硝基丙烷和多聚甲醛的摩尔比在1~5:1，优选地为1~2:1，反应后回收未反应的1-硝基丙烷，过量1-硝基丙烷的使用不仅消除了甲醛的大量残留，还减少了不想要的副产物2-硝基-2-乙基-1,3-丙二醇的生成。在本专利技术方法的实施方案中，在缩合反应完成回收未反应的1-硝基丙烷后，2-硝基-1-丁醇的含量至少为90%。回收1-硝基丙烷过程可以控制温度在40~120℃范围内进行。在特定实施方案中，温度为约90℃。回收过程持续足够的时间，以允许形成所需量的中间体产物，优选情况下回收过程所需时间是2~4小时。正如上面讨论的，缩合反应和回收1-硝基丙烷过程提供2-硝基-1-丁醇中间体，所述2-硝基-1-丁醇可以用下式(Ⅲ)来表示：(Ⅲ)加氢反应在氢气与加氢催化剂存在下进行，所述加氢催化剂例如RaneyNi或钯基催化剂，优选的是RaneyNi。用于硝基加氢的条件是公知的，例如典型的是约30~80℃的温度范围和约1~30本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种2‑氨基‑1‑丁醇的制备方法，即用于制备式(Ⅰ) 2‑氨基‑1‑丁醇

【技术特征摘要】
1.一种2-氨基-1-丁醇的制备方法，即用于制备式(Ⅰ)2-氨基-1-丁醇(Ⅰ)的制备方法，其特征在于所述制备方法包括：(a)在碱性催化剂存在下，固态多聚甲醛解聚和与式(Ⅱ)1-硝基丙烷的缩合反应同时进行，形成式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物；(Ⅱ)(Ⅲ)(b)在氢气和加氢催化剂存在下，氢化所述式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物，致使式(Ⅲ)2-硝基-1-丁醇中间产物还原，形成式(Ⅰ)2-氨基-1-丁醇。2.根据权利要求1所述的一种2-氨基-1-丁醇的制备方法，其特征在于所述的步骤(a)中1-硝基丙烷和固态多聚甲醛的摩尔比控制在1....

【专利技术属性】
技术研发人员：倪平，杨玉淳，
申请(专利权)人：嘉兴润博化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33