一种合成反式-4-甲基环己胺的方法技术

一种合成反式‑4‑甲基环己胺的方法，属于化学合成技术领域。其包括以下步骤：以廉价的对甲基苯胺为原料，以负载型钌为催化剂，添加碱金属助剂，氢化得到4‑甲基环己甲胺顺反混合物；将4‑甲基环己甲胺顺反混合物通过酸化成盐、顺反分离、中和萃取、精馏得到反式‑4‑甲基环己胺产品；其中顺反分离得到的顺式体盐酸盐，再通过中和、萃取、精馏和转构步骤，重新进入顺反分离工序，实现了原料的循环利用。本发明专利技术具有以下有益效果：催化剂多次套用，降低成本；顺反分离工序摩尔收率达到42.4%，且溶剂容易回收套用；反式‑4‑甲基环己胺摩尔收率达到65%以上，比文献报道的其他工艺高，且工艺简便可控，产品质量稳定。

A METHOD FOR SYNTHESIS OF TRANS-4-METHYL CYCLOHEXANE

The invention relates to a method for synthesizing trans 4 methylcyclohexane amine, belonging to the technical field of chemical synthesis. It includes the following steps: using cheap p-toluidine as raw material, supported ruthenium as catalyst, adding alkali metal promoter, hydrogenation to obtain 4 methylcyclohexanolamine cis-trans mixture; acidizing the cis-trans mixture of 4 methylcyclohexanolamine to salt, cis-trans separation, neutralization extraction, distillation to obtain trans 4 methylcyclohexanolamine products; among which cis-trans salt is obtained by cis-trans separation. Salts are then re-entered into the cis-trans separation process through neutralization, extraction, distillation and transformation steps, thus realizing the recycling of raw materials. The invention has the following beneficial effects: catalyst is repeatedly applied and cost is reduced; the molar yield of cis-trans separation process reaches 42.4%, and solvent is easy to be recycled; the molar yield of trans 4 methylcyclohexylamine reaches more than 65%, which is higher than other processes reported in the literature, and the process is simple and controllable, and the product quality is stable.

【技术实现步骤摘要】
一种合成反式-4-甲基环己胺的方法
本专利技术属于化学合成
，具体涉及一种合成反式-4-甲基环己胺的方法。
技术介绍
反式-4-甲基环己胺是有机、医药合成中间体。其主要用途之一是合成反式-4-甲基环己胺异氰酸酯。反式-4-甲基环己基异氰酸酯是合成治疗Ⅱ型糖尿病的格列美脲药品的关键中间体，其主要合成方式有以下几种：（1）胺与光气反应；（2）酰基叠氮物经Cirtius重排反应制备；（3）以CO2为甲酰化试剂与胺作用，经POCl3或P2O5脱水制备，其中方法（1）应用最广泛，较适合工业化生产。国内关于方法（1）的主要文献报道有以对甲苯酚为原料，经Ni催化剂氢生成4-甲基环己醇，再经TEMPO和次氯酸钠氧化、肟化、Zn/醋酸还原得到反式-4-甲基环己胺。最后和三光气反应制得反式-4-甲基环己基异氰酸酯，其反应方程式如下：。国外也有一些关于4-甲基环己胺顺反式混合物成盐，加甲醇溶解，再滴加丙酮、乙酸乙酯等有机溶剂结晶分离，反式-4-甲基环己胺摩尔收率30%左右，且甲醇、丙酮和乙酸乙酯沸点接近，不易回收套用。以上工艺主要缺点：1)、氧化反应氧化剂TEMPO价格昂贵，不易回收套用；2)、合成反应步骤多，需要用到的试剂和溶剂有十几种，工艺复杂、废水量多；3)、该路线合成反式-4-甲基环己胺摩尔收率只有30%左右，成本较高；4)、甲醇、丙酮和乙酸乙酯沸点接近或共沸，不易回收套用。
技术实现思路
针对现有技术存在的问题，本专利技术的目的在于设计提供一种合成反式-4-甲基环己胺的更有适用于工业化生产的技术方案。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于包括以下步骤：1）以廉价的对甲基苯胺为原料，以负载型钌为催化剂，添加碱金属助剂，氢化得到4-甲基环己甲胺顺反混合物；2）将4-甲基环己甲胺顺反混合物通过酸化成盐、顺反分离、中和萃取、精馏得到反式-4-甲基环己胺产品；其中顺反分离得到的顺式体盐酸盐，再通过中和、萃取、精馏和转构步骤，重新进入顺反分离工序，实现了原料的循环利用。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的催化剂是以碳纤维、活性炭或Al2O3为载体，优选为碳纤维，负载活性组分为Ru；所述的助剂为偏硼酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、叔丁醇钾或其它碱金属氧化物中的一种或几种，优选为偏硼酸锂。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的对甲基苯胺、5%负载型钌催化剂、碱金属助剂的投料重量比为：1:0.01-0.1:0.001-0.01。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的氢化条件为：将原料投入高压釜中，用氮气置换釜内空气3次，再用氢气置换釜内氮气3次，加压至4.0Mpa，在温度60-190℃下进行氢化反应，优选为80-175℃。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的酸化成盐采用盐酸、硫酸成盐，优选为盐酸。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的酸化成盐条件为：4-甲基环己甲胺顺反混合物中滴加酸至pH为1-2。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的顺反分离采用异丁醇、甲醇、乙醇或异丙醇中的一种或几种和丙酮组成的混合溶剂进行分离，优选异丁醇和丙酮。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的中和采用氢氧化钠水溶液调节pH值为13-14。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的萃取溶剂为异丙醚、甲基环己烷或甲苯，优选异丙醚。所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的顺反分离得到的顺式体，通过中和、萃取、精馏和转构步骤，重新进入顺反分离工序，实现了原料的循环利用。本专利技术具有以下有益效果：1）氢化反应和母液转构均在无溶剂条件进行，氢化液和转构液平均纯度在98%以上，并实现了催化剂多次套用，降低成本；2）其主要特点为4-甲基环己胺顺反混合物（反式体纯度≥70%）加盐酸成盐，利用异丁醇和丙酮进行结晶分离，顺式体和反式体盐酸盐分离效果好，反式体盐酸盐纯度≥99.0%，顺式体盐酸盐纯度≤0.10%，顺反分离工序摩尔收率达到42.4%，且溶剂容易回收套用；3）结晶母液多次循环转构套用，反式-4-甲基环己胺摩尔收率（以对甲基苯胺计）达到65%以上，比文献报道的其他工艺高，且工艺简便可控，产品质量稳定。具体实施方式以下结合实施例来进一步说明本专利技术。实施例一：氢化反应氢化操作：按对甲基苯胺、5%负载型钌催化剂、碱金属助剂的投料重量比为：1:0.01-0.1:0.001-0.01投入到高压釜内，拧紧釜盖，用氮气置换釜内空气3次，再用氢气置换釜内氮气3次，加压至4.0Mpa，试漏，确保不漏情况下，升温至60-190℃进行氢化反应，反应合格后，冷却至40℃以下，出料。实施例1将对甲基苯胺300g，Ru/ACF9g，偏硼酸锂0.9g投入到高压釜中，拧紧釜盖，用氮气置换釜内空气3次，再用氢气置换釜内氮气3次，加压至4.0Mpa，试漏，确保不漏情况下，升温搅拌，在60-170℃进行加氢及转构12小时后，GC分析得到反/顺式为70.1/24.9（95.0%）的氢化液，残留量未检出。实施例2：除加氢及转构温度为90-190℃，加氢及转构6小时，其他同实施例1相同，GC分析得到到反/顺式为74.2/22.0（96.2%）的氢化液，残留量未检出。实施例3：除设定温度为80-175℃外，加氢及转构10小时，其他同实施例1，GC分析得到到反/顺式为73.2/25.9（99.0%）的氢化液，残留量未检出。实施例4：将对甲基苯胺300g，Ru/活性炭9g，氢氧化钠0.9g投入到高压釜中，拧紧釜盖，用氮气置换釜内空气3次，再用氢气置换釜内氮气3次，加压至4.0Mpa，试漏，确保不漏情况下，升温搅拌，在60-170℃进行加氢及转构12小时后，GC分析得到反/顺式为70.1/21.9（92.0%）的氢化液，残留量未检出。实施例5：将对甲基苯胺300g，Ru/Al2O39g，叔丁醇钾0.9g投入到高压釜中，拧紧釜盖，用氮气置换釜内空气3次，再用氢气置换釜内氮气3次，加压至4.0Mpa，试漏，确保不漏情况下，升温搅拌，在60-170℃进行加氢及转构12小时后，GC分析得到反/顺式为68.1/28.9（97.0%）的氢化液，残留量未检出。实施例二：4-甲基环己胺盐酸盐的顺反分离按实施例一实施例3制得的4-甲基环己甲胺顺反混合物为起始原料，将氢化液投进带温度计的三口烧瓶中，开搅拌，滴加盐酸或硫酸至pH=1-2，减压浓缩至干，加入溶剂结晶得到反式-4-甲基环己胺盐酸盐。采用异丁醇、甲醇、乙醇或异丙醇与丙酮混合溶剂进行顺反分离。实施例1：投入80g4-甲基环己甲胺顺反混合物（由实施例一的实施例3方法制得），滴加83.5g31%工业盐酸，滴加盐酸至PH=1-2，减压浓缩至干，加入异丁醇30g，丙酮160g，结晶温度15℃，通过两次结晶，得到反式-4-甲基环己胺盐酸盐47g，HPLC检测得到反/顺式为99.3/0.3%（99.6%），摩尔收率为44.4%。有晶体，抽滤容易。实施例2：投入80g4-甲基环己甲胺顺反混合物（由实施例一的实施例3方法制得），滴加83.5g31%工业盐酸，滴加盐酸至PH=1-2，减压浓缩至干，加入本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合成反式‑4‑甲基环己胺的方法，其特征在于包括以下步骤：1）以廉价的对甲基苯胺为原料，以负载型钌为催化剂，添加碱金属助剂，氢化得到4‑甲基环己甲胺顺反混合物；2）将4‑甲基环己甲胺顺反混合物通过酸化成盐、顺反分离、中和萃取、精馏得到反式‑4‑甲基环己胺产品；其中顺反分离得到的顺式体盐酸盐，再通过中和、萃取、精馏和转构步骤，重新进入顺反分离工序，实现了原料的循环利用。

【技术特征摘要】
1.一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于包括以下步骤：1）以廉价的对甲基苯胺为原料，以负载型钌为催化剂，添加碱金属助剂，氢化得到4-甲基环己甲胺顺反混合物；2）将4-甲基环己甲胺顺反混合物通过酸化成盐、顺反分离、中和萃取、精馏得到反式-4-甲基环己胺产品；其中顺反分离得到的顺式体盐酸盐，再通过中和、萃取、精馏和转构步骤，重新进入顺反分离工序，实现了原料的循环利用。2.如权利要求1所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的催化剂是以碳纤维、活性炭或Al2O3为载体，优选为碳纤维，负载活性组分为Ru；所述的助剂为偏硼酸锂、氢氧化钠、氢氧化钾、甲醇钠、叔丁醇钾或其它碱金属氧化物中的一种或几种，优选为偏硼酸锂。3.如权利要求1所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的对甲基苯胺、5%负载型钌催化剂、碱金属助剂的投料重量比为：1:0.01-0.1:0.001-0.01。4.如权利要求1所述的一种合成反式-4-甲基环己胺的方法，其特征在于所述的氢化条件为：将原料投入高压釜中，用氮气置换釜内空气3次，再...

【专利技术属性】
技术研发人员：林海峰，王凌云，周君，王天发，方彦中，
申请(专利权)人：浙江清和新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33