一种2-甲基氮丙啶的制备方法技术

本发明专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种2‑甲基氮丙啶的制备方法，采用异丙醇胺、硫酸和液碱为原料合成2‑甲基氮丙啶，合成条件温和，有利于大规模的工业生产；此外合成原料简单，采用硫酸酯酯化，再用液碱水解，蒸馏纯化过程再用片碱纯化，副产物少，绿色环保；采用常压进行初蒸馏，再用低压进行精蒸馏，得到的2‑甲基氮丙啶纯度达到99%以上。

A preparation method of 2-methylaziridine

【技术实现步骤摘要】
一种2-甲基氮丙啶的制备方法
本专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种2-甲基氮丙啶的制备方法。
技术介绍
2-甲基氮丙啶又名丙烯亚胺，常用作粘合剂、固化剂也用作固体火箭燃料。世界卫生组织国际癌症研究机构公布的致癌物清单初步整理参考，2-甲基氮丙啶在2B类致癌物清单中。2-甲基氮丙啶是一种重要的医药中间体，在许多领域里有着广泛的应用，目前有许多种2-甲基氮丙啶的合成工艺，但是合成效率低，而且合成过程的副产物多，对环境危害大。
技术实现思路
针对上述现有技术存在的不足，本专利技术提供合成效率高、绿色环保的2-甲基氮丙啶的制备方法。为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种2-甲基氮丙啶的制备方法，包括以下步骤：步骤一，用泵将异丙醇胺、硫酸和液碱按质量比1：(1.2-2.5)：(3.5-4.8)分别加入到第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐中，所述第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐控制温度在0-4℃；步骤二，将第一计量罐中的异丙醇胺全部转移到酯化水解反应釜中，开启搅拌器，用6-8小时将第二计量罐中全部由硫酸缓慢滴加至酯化水解反应釜中，控制酯化水解反应釜内温度在45-105℃，然后向酯化水解反应釜中反应釜加入硅藻土载钯催化剂，控制酯化水解反应釜内温度在135-185℃反应3-5小时；其中硅藻土载钯催化剂采用酸性硅藻土作为载体，活性组份为Pd(a)Fe(b)Au(c)Cu(d)Cl(e)O(f),括号中的a、b、c、d、e、f分别是Pd、Fe、Au、Cu、Cl和O的摩尔比；步骤三，滴加硫酸结束后，关闭酯化水解反应釜的排空阀，然后开启真空泵,控制酯化水解反应釜内压力在0.035-0.095Mpa，控制酯化水解反应釜内温度在100-120℃，进行真空浓缩脱水1-3小时，酯化水解反应釜内物料蒸干后进行降温，当酯化水解反应釜内温度降至20-70℃时，将第三计量罐中的液碱缓慢加入酯化水解反应釜中，控制酯化水解反应釜内温度15-45℃，反应1-3小时后，得到反应初产物；步骤四，将步骤三得到的反应初产物全部转移至初蒸馏釜中，然后向初蒸馏釜的接受釜中加入片碱，搅拌的同时进行常压馏分，收集50-95℃馏分5-9小时，得到初蒸馏液；步骤五，将步骤四得到的初蒸馏液重复进行三次步骤四，收集50-95℃馏分5-9小时，将得到纯化初产物；步骤六，将步骤五得到的纯化初产物转移至精蒸馏釜，然后向精蒸馏釜内投入片碱，将精蒸馏釜内压力降至0.03-0.09Mpa真空，进行低压蒸馏，收集42-55℃馏分8-10小时，得到2-甲基氮丙啶。优选地，所述步骤一中异丙醇胺浓度不小于99％，所述硫酸为浓硫酸，所述浓硫酸浓度不小于98％，所述液碱为液态氢氧化钠，所述液碱浓度为32-35％。优选地，所述步骤二中酯化水解反应釜设置有循环水冷系统，所述酯化水解反应釜还设置有第一夹套蒸汽升温装置。优选地，所述步骤二中a、b、c和d的比为1：(1-2)：(0.5-1)：(0.2-0.5)优选地，所述步骤四中的初蒸馏釜设置有第二夹套蒸汽升温装置和初蒸馏回流冷凝器，所述初蒸馏釜的接受釜上甚至有初蒸馏冷冻盐水冷凝器。优选地，所述步骤四中片碱为固态氢氧化钠，所述片碱纯度不小于96％，所述片碱与步骤一中异丙醇胺的质量比为(0.05-0.1)：1。优选地，所述步骤六中精蒸馏釜设置有第三夹套蒸汽升温装置、精蒸馏回流冷凝器和精蒸馏冷冻盐水冷凝器。优选地，所述步骤六中片碱为固态氢氧化钠，所述片碱纯度不小于96％，所述片碱与步骤一中异丙醇胺的质量比为(0.05-0.1)：1。与现有技术相比，本专利技术的有益效果：本专利技术创新的采用异丙醇胺、硫酸和液碱为原料合成2-甲基氮丙啶，合成条件温和，有利于大规模的工业生产；此外合成原料简单，采用硫酸酯酯化，再用液碱水解，蒸馏纯化过程再用片碱纯化，副产物少，绿色环保；采用常压进行初蒸馏，再用低压进行精蒸馏，得到的2-甲基氮丙啶纯度达到99％以上。附图说明图1是本专利技术的合成反应原理图。具体实施方式以下结合具体实施例对本专利技术进行详细说明，但是本专利技术可以由权利要求限定和覆盖的多种不同方式实施。实施例1一、原料二，反应原理本专利技术通过异丙醇胺、硫酸和液碱为原料合成2-甲基氮丙啶，合成原理如图1所示。三，合成过程(1)酯化水解用泵将异丙醇胺100kg、硫酸133kg和液碱385kg分别加入到第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐中，通过冷却系统第一计量罐、第二计量罐和第三计量控制温度在4℃。将第一计量罐中的异丙醇胺全部转移到酯化水解反应釜中，开启搅拌器，将第二计量罐中的硫酸滴加至酯化水解反应釜中(适时开启循环水冷却)，控制釜内温度在100℃，滴加7小时，滴加完毕，然后向酯化水解反应釜中反应釜加入硅藻土载钯催化剂Pd(2)Fe(3)Au(2)Cu(1)Cl(4)O(8)，控制酯化水解反应釜内温度在185℃反应5小时；关闭釜上排空阀，开水真空泵,同时开启第一夹套蒸汽升温，进行真空浓缩脱水，控制酯化水解反应釜内压力在0.065Mpa，釜内温度110℃，进行真空浓缩脱水2小时，酯化水解反应釜内物料蒸干后进行降温，当酯化水解反应釜内温度降至50℃时，将第三计量罐中液碱缓缓加入反应釜中。控制酯化水解反应釜内温度30℃，反应2小时后，出料至初蒸馏釜中。(2)初蒸馏、精蒸馏向初蒸馏釜的接受釜中加入固态氢氧化钠5kg，开搅拌，同时开启初蒸馏釜的第二夹套蒸汽加热装置，打开蒸馏塔上初蒸馏回流冷凝器循环水，打开接受釜上初蒸馏冷凝器冷冻盐水、接受塔温50-95℃馏分7小时，得到初蒸馏液；初蒸馏液重复进行三次初蒸馏，收集50-95℃馏分7小时，将得到纯化初产物；将纯化初产物转移至精蒸馏釜，然后向精蒸馏釜内投入片碱加入固态氢氧化钠5kg，开启立式真空泵，以及精蒸釜真空阀，将釜内形成0.06Mpa真空，关釜上真空阀，开搅拌、开蒸汽阀升温，同时打开精蒸馏冷凝器冷冻盐水及精蒸馏回流冷凝器，开启接受罐夹套冷冻盐水，收集42-55℃馏分9小时，得到纯度99％的2-甲基氮丙啶，以异丙醇胺计，得率达到83％。由以上实施例可以看出，本专利技术原材料便宜，且反应温和，而且工艺过程副产物少，绿色环保，得到的成品纯度高，而且合成效率高，适宜于大规模生产，能够显著的降低成本而且减少环境污染。实施例2一、原料原料名称规格％厂家数量kg异丙醇胺≥99％上海博盈化工100硫酸≥98％上海南威化工120液碱≥32％天津中联华升化工350固态氢氧化钠≥96％天津中联华升化工30二、反应原理本专利技术通过异丙醇胺、硫酸和液碱为原料合成2-甲基氮丙啶，合成原理如图1所示。二、合成过程三、(1)酯化水解用泵将异丙醇胺100kg、硫酸120kg和液碱350kg分别加入到第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐中，通过冷却系统第一计量罐、第二计量罐和第三计量控制温度在2℃。将第一计量罐中的异丙醇胺全部转移到酯化水解反应釜中，开启搅拌器，将第二计量罐中的硫酸滴加至酯化水解反应釜中(适时开启循环水冷却)，控制釜内温度在45℃，滴加6小时，滴加完毕，然后向酯化水解反应釜中反应釜加入硅藻土载钯催化剂Pd(2)Fe(3)Au(2)Cu(1)Cl(4)O(8)，控制酯化水解反应釜内温度在135℃反应4小时；关闭釜上排空阀，开水真空泵,同时开启第一夹套蒸汽升温，进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种2‑甲基氮丙啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用泵将异丙醇胺、硫酸和液碱按质量比1：（1.2‑2.5）：（3.5‑4.8） 分别加入到第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐中，所述第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐控制温度在0‑4℃；步骤二，将第一计量罐中的异丙醇胺全部转移到酯化水解反应釜中，开启搅拌器，用6‑8小时将第二计量罐中全部由硫酸缓慢滴加至酯化水解反应釜中，控制酯化水解反应釜内温度在45‑105℃，然后向酯化水解反应釜中反应釜加入硅藻土载钯催化剂，控制酯化水解反应釜内温度在135‑185℃反应3‑5小时；其中硅藻土载钯催化剂采用酸性硅藻土作为载体，活性组份为Pd(a)Fe(b)Au(c)Cu(d)Cl(e)O(f),括号中的a、b、c、d、e、f分别是Pd、Fe、Au、Cu、Cl和O的摩尔比；步骤三，关闭酯化水解反应釜的排空阀，然后开启真空泵,控制酯化水解反应釜内压力在0.035‑0.095Mpa，控制酯化水解反应釜内温度在100‑120℃，进行真空浓缩脱水1‑3小时，酯化水解反应釜内物料蒸干后进行降温，当酯化水解反应釜内温度降至20‑70℃时，将第三计量罐中的液碱缓慢加入酯化水解反应釜中， 控制酯化水解反应釜内温度15‑45℃，反应1‑3小时后，得到反应初产物；步骤四，将步骤三得到的反应初产物全部转移至初蒸馏釜中，然后向初蒸馏釜的接受釜中加入片碱，搅拌的同时进行常压馏分，收集50‑95℃馏分5‑9小时，得到初蒸馏液；步骤五，将步骤四得到的初蒸馏液重复进行三次步骤四，收集50‑95℃馏分5‑9小时，将得到纯化初产物；步骤六，将步骤五得到的纯化初产物转移至精蒸馏釜，然后向精蒸馏釜内投入片碱，将精蒸馏釜内压力降至0.03‑0.09Mpa真空，进行低压蒸馏，收集42‑55℃馏分8‑10小时，得到2‑甲基氮丙啶。...

【技术特征摘要】
1.一种2-甲基氮丙啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，用泵将异丙醇胺、硫酸和液碱按质量比1：（1.2-2.5）：（3.5-4.8）分别加入到第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐中，所述第一计量罐、第二计量罐和第三计量罐控制温度在0-4℃；步骤二，将第一计量罐中的异丙醇胺全部转移到酯化水解反应釜中，开启搅拌器，用6-8小时将第二计量罐中全部由硫酸缓慢滴加至酯化水解反应釜中，控制酯化水解反应釜内温度在45-105℃，然后向酯化水解反应釜中反应釜加入硅藻土载钯催化剂，控制酯化水解反应釜内温度在135-185℃反应3-5小时；其中硅藻土载钯催化剂采用酸性硅藻土作为载体，活性组份为Pd(a)Fe(b)Au(c)Cu(d)Cl(e)O(f),括号中的a、b、c、d、e、f分别是Pd、Fe、Au、Cu、Cl和O的摩尔比；步骤三，关闭酯化水解反应釜的排空阀，然后开启真空泵,控制酯化水解反应釜内压力在0.035-0.095Mpa，控制酯化水解反应釜内温度在100-120℃，进行真空浓缩脱水1-3小时，酯化水解反应釜内物料蒸干后进行降温，当酯化水解反应釜内温度降至20-70℃时，将第三计量罐中的液碱缓慢加入酯化水解反应釜中，控制酯化水解反应釜内温度15-45℃，反应1-3小时后，得到反应初产物；步骤四，将步骤三得到的反应初产物全部转移至初蒸馏釜中，然后向初蒸馏釜的接受釜中加入片碱，搅拌的同时进行常压馏分，收集50-95℃馏分5-9小时，得到初蒸馏液；步骤五，将步骤四得到的初蒸馏液重复进行三次步骤四，收集50-95℃馏分5-9小时，将得到纯化初产物；步骤六，将步...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈健，吴天平，谢韦，邱欣欣，祁刚，
申请(专利权)人：宁夏倬昱新材料科技有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏,64