一种N-乙基苯胺的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种N

【技术实现步骤摘要】
一种N-乙基苯胺的制备方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，具体涉及一种N-乙基苯胺的制备方法。

技术介绍

[0002]N-乙基苯胺又名乙基苯胺，黄棕色透明油状液休，有苯胺气味，沸点204℃，不溶于水，可溶于醇及大部分有机溶剂，N-乙基苯胺是一种非常重要的化工中间体，主要用于有机合成，可以作为多种染料的中间体，也可以作为农药、医药、橡胶助剂和感光材料等产品的原料。
[0003]目前，国内主要是以苯胺和乙醇为起始原料，在高温高压下，在酸性环境下经过亲核反应合成N-乙基苯胺，但是该反应存在一些不足之处，首先反应条件高温高压，对设备要求较高，其次，反应仅能得到含20％苯胺、65％-70％N-乙基苯胺和10％-15％二乙基苯胺的反应混合物，反应选择性较差，最终的收率和纯度较差。如果直接以卤代烷，例如氯乙烷、溴乙烷为原料，反应生成N,N-二乙基苯胺含量超过30％(如公告号为CN205838888U的专利技术、郑海涛等人于2001年在《石油化工》第30卷第11期发表的《气相法合成N,N-二乙基苯胺》等研究结果都表明卤代烷与苯胺取代反应更容易生成N,N-二乙基苯胺)，因此，科研人员致力于寻找一种反应条件较温和、N-乙基苯胺选择性较好的合成方法。

技术实现思路

[0004]针对上述技术问题和本领域存在的不足之处，本专利技术提供了一种N-乙基苯胺的制备方法，以BOC酸酐作为氨基保护剂，BOC酸酐与苯胺反应条件简单，保护氨基只能发生单取代反应，而且后处理过程中BOC基团容易脱去生成异丁烯可回收利用。选用氯乙烷为烷基化试剂，反应条件温和，较低压力下即可进行烷基化反应，通过氨基保护、低压合成以及后处理，这些过程协同优化，实现在较为温和的反应条件下获得超高的N-乙基苯胺选择性，最终获得高收率、高纯度的N-乙基苯胺，且无N,N-二乙基苯胺生成。
[0005]本专利技术的N-乙基苯胺的制备方法的工艺流程如图1所示。
[0006]一种N-乙基苯胺的制备方法，包括步骤：
[0007](1)将苯胺水溶液加入至反应釜中，加入BOC酸酐做氨基保护剂，加入缚酸剂，50～80℃反应进行氨基保护，反应式如下：
[0008][0009](2)氯乙烷分批多次进料至所述反应釜进行烷基化反应，并升温至80～100℃保温
反应，反应压力控制在0.05～0.5MPa，反应式如下：
[0010][0011](3)烷基化反应结束后，将所述反应釜中的氯乙烷气体放出并冷却回收用于步骤(2)，所得反应液静置分层，下层水相作为下一批母液水套用，上层油相加入盐酸脱去BOC并收集生成的异丁烯，得到产品N-乙基苯胺，反应式如下：
[0012][0013]所述苯胺、BOC酸酐、氯乙烷、水、缚酸剂和盐酸的投料摩尔比为1:0.5～0.6:1～1.1:15～20:0.3～0.5:1～1.1，其中盐酸投料摩尔量以HCl计。
[0014]本专利技术制备方法中，首先氨基保护，将特定比例的苯胺水溶液、BOC酸酐和缚酸剂加入反应釜中，反应结束后将特定量的氯乙烷分批多次进料进行烷基化反应，反应结束后进行分层，下层水相回收进行下次反应，上层油相加入特定量的盐酸脱去保护基团即得到N-乙基苯胺，后处理过程中可收集生成的异丁烯气体。本专利技术制备方法在氨基保护-烷基化反应-后处理的构思基础上，进一步优化各步骤中各参数条件和物料投加比例，使得在较低温度较低压力下即可合成N-乙基苯胺，并且反应选择性高，完全避免了N,N-二乙基苯胺的生成，反应过程和后处理简单，对设备要求较低，提高了原料利用率和产品收率，且可进一步回收利用异丁烯。
[0015]此外，步骤(1)中加入的缚酸剂正好可以去除步骤(2)烷基化反应过程中生成的HCl，从而使反应平衡向正反应方向进行，进一步提高N-乙基苯胺的纯度和收率。
[0016]而且，本专利技术制备方法由于显著提高了N-乙基苯胺的选择性，且完全避免了N,N-二乙基苯胺的生成，所以在苯胺与氯乙烷摩尔比1:1～1.1条件下即可获得高纯度、高收率的N-乙基苯胺，有效节约氯乙烷的用量。此外，在上述苯胺与氯乙烷的摩尔比范围外，摩尔比增大会造成原料浪费较多，摩尔比减少反应不完全。
[0017]所述缚酸剂优选为碳酸钠、碳酸氢钠、氧化镁中的至少一种。
[0018]步骤(1)中，苯胺与BOC酸酐投料最佳摩尔比为1:0.5。
[0019]步骤(1)中，所述缚酸剂可一次性与苯胺水溶液同时投入或分批多次投入。作为优选，所述缚酸剂分3批次加入，各批次投加量依次为缚酸剂投加总量的50％、25％、25％，第一批次和第二批次间隔2h，第二批次和第三批次间隔1h。
[0020]作为优选，步骤(1)中，所述反应釜内搅拌转速为350rpm，反应时间5h。
[0021]本专利技术制备方法中，氯乙烷分批多次进料使得反应釜内的反应体系中氯乙烷始终不足，有利于烷基化反应的充分进行，提高N-乙基苯胺的选择性，且可始终维持反应压力较为温和，在0.05～0.5MPa之间，不会产生一次性大量投加氯乙烷导致反应压力急剧增大的问题。
[0022]作为优选，所述氯乙烷分3批次进料，各批次之间的间隔时间为30min，各批次投加量依次为氯乙烷投加总量的50％、25％、25％。
[0023]本专利技术在较低反应压力下进行反应，因此，温度过低，反应完全时间会过长，且N-乙基苯胺的纯度、收率也会有所降低。作为优选，步骤(2)中，升温至90～100℃保温反应效果最佳。
[0024]进一步地，当升温至90～100℃保温反应时，最佳反应时间为5～7h，即可获得极高纯度和收率的N-乙基苯胺。时间较短反应未完全，较长会造成能耗增高。
[0025]步骤(3)中，所述反应釜中的氯乙烷气体可通过低温冷却介质收集用于下一批次烷基化。反应溶液静置分层处理，上层即为N-乙基苯胺半成品，加入盐酸脱去保护基团即得到N-乙基苯胺，期间将生成气体通入氢氧化钠等碱溶液中去除CO2，收集异丁烯。
[0026]作为优选，步骤(3)中，所述盐酸中HCl质量浓度为37％～40％。
[0027]作为优选，步骤(3)中，所述脱去BOC的反应温度为50℃。
[0028]作为优选，所述收集生成的异丁烯具体为：将向上层油相加入盐酸脱去BOC所产生的气体通入氢氧化钠溶液中去除CO2，收集异丁烯。
[0029]本专利技术与现有技术相比，主要优点包括：
[0030]1)本专利技术选用BOC对氨基进行保护，抑制了N,N-二乙基苯胺的生成，提高了反应选择性。
[0031]2)本专利技术通过第一步的氨基保护处理和氯乙烷分批多次加入使烷基化反应压力、温度较现有技术，特别与苯胺和乙醇的反应相比大大降低，在较低温度与压力下即可进行，提高反应的安全性，对设备要求低，且反应过程中的生成的盐酸会被缚酸剂出去，减少了腐蚀设备的能力。
[0032]3)本专利技术反应过程简单，无需催化剂进行催化，反应选择性高，副反应少，环境污染低，反应产物易分离。
[0033]4)本专利技术后处理本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种N-乙基苯胺的制备方法，其特征在于，包括步骤：(1)将苯胺水溶液加入至反应釜中，加入BOC酸酐做氨基保护剂，加入缚酸剂，50～80℃反应进行氨基保护，反应式如下：(2)氯乙烷分批多次进料至所述反应釜进行烷基化反应，并升温至80～100℃保温反应，反应压力控制在0.05～0.5MPa，反应式如下：(3)烷基化反应结束后，将所述反应釜中的氯乙烷气体放出并冷却回收用于步骤(2)，所得反应液静置分层，下层水相作为下一批母液水套用，上层油相加入盐酸脱去BOC并收集生成的异丁烯，得到产品N-乙基苯胺，反应式如下：所述苯胺、BOC酸酐、氯乙烷、水、缚酸剂和盐酸的投料摩尔比为1:0.5～0.6:1～1.1:15～20:0.3-0.5:1～1.1，其中盐酸投料摩尔量以HCl计。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述缚酸剂一次性与苯胺水溶液同时投入或分批多...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞氽叶，腾帅，唐智勇，徐万福，周海斌，徐斌，唐永，
申请(专利权)人：浙江迪邦化工有限公司，
类型：发明
国别省市：