丁酮肟法制備乙氧胺的新工藝研究

俞 勇 石鑫華 唐裕才 許響生

（浙江工業(yè)大學(xué)化學(xué)工程與材料學(xué)院，浙江 杭州 310014）

烷氧胺類化合物是一類用途廣泛的有機合成中間體，通常被用作烷氧氨基化試劑［1］，如用于甾類化合物和抗菌素頭孢側(cè)鏈等藥物的合成，也可用于烯草酮、苯草酮等［2-3］農(nóng)藥的合成。乙氧胺是烷氧胺類化合物中具有代表性的一種，應(yīng)用較廣，并且已實現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)，它的生產(chǎn)方法主要有以下兩種：

（1）亞硝酸鈉法［4］：主要是以亞硝酸鈉和亞硫酸氫鈉為原料，與SO2氣體反應(yīng)生成相應(yīng)的中間體亞磺酸氮鈉鹽，再用硫酸酯進(jìn)行烷基化，水解得到相應(yīng)的烷氧胺鹽酸鹽；

（2）肟法［5-6］：是以鹽酸羥胺為原料，酮或者醛為底物，先與羥胺反應(yīng)制得相應(yīng)的酮肟或者醛肟，用硫酸酯進(jìn)行烷基化，水解得到最終產(chǎn)物。

第一種方法生產(chǎn)成本低，但要使用有惡臭味的SO2氣體，并產(chǎn)生大量含廢酸和廢鹽的水溶液，污染環(huán)境；第二種方法生產(chǎn)成本高，但操作簡單、安全，收率高，污染排放量少。綜合比較，本文擬采用肟法制備乙氧胺，并使用易于回收的丁酮為原料，優(yōu)化反應(yīng)條件，提高收率，降低成本，從而提供一種可行的生產(chǎn)工藝。

1 實驗部分

1.1 儀器及試劑

反應(yīng)原料為市售分析純或化學(xué)純試劑。熔點用B-540型熔點儀測定，未經(jīng)校正，產(chǎn)物的含量分析使用島津GC-14B型氣相色譜儀，采用SE-30毛細(xì)柱，規(guī)格為0.25mm×50mm。

1.2 合成

1.2.1 丁酮肟的合成

在裝有溫度計、磁力攪拌子的100mL三口燒瓶中加入丁酮（7.2g，0.1mol）、鹽酸羥胺（7.0g，0.1mol）和水50mL，攪拌使溶解。冰浴降溫至10℃以下，開始滴加30％氫氧化鈉水溶液，于1h內(nèi)滴加完畢，升溫至55℃～60℃，反應(yīng)2h。降溫，分液，水層用丁酮（5mL×3）萃取，將油層與萃取液合并，常壓蒸餾，收集150℃～155℃餾分，得到10.32g無色液體的丁酮肟，氣相色譜分析，純度為98.69％，收率為89.76％。

1.2.2 丁酮肟乙基醚的合成

向帶有溫度計、攪拌槳和回流冷凝管的250mL四口燒瓶中加入丁酮肟（8.7g，0.1mol）和氫氧化鈉水溶液（100mL，含4g（0.1mol）NaOH），攪拌使溶解，在冰浴下緩慢滴加硫酸二乙酯（20.15g，0.13mol）和20％的氫氧化鈉水溶液，保持pH在9～9.3之間，滴加時間約為1h，后緩慢升溫至25℃，反應(yīng)8h。分液，油層用水洗滌（10mL×3），再用無水硫酸鈉干燥，常壓蒸餾，收集125℃～130℃餾分，得到10.65g無色液體的丁酮肟乙基醚。氣相色譜分析，純度為98.52％，收率為92.65％。

1.2.3 乙氧胺的合成

向帶有溫度計、攪拌槳和回流冷凝管的100mL四口燒瓶中加入丁酮肟乙氧基醚（10.65g，0.092mol）、36.5％濃鹽酸（3.5mL，0.11mol）和水10mL，升溫至80℃，攪拌水解反應(yīng)3h。冷卻至室溫，過濾，濾液用二氯甲烷洗滌（10mL×3），再將水層收集，蒸干，得到白色微黃固體。熔點為112℃～115℃。

將上述固體物溶于水（15mL）中，在冰浴條件下，用氫氧化鈉溶液（濃度為20％）調(diào)節(jié)pH值為9～10，攪拌反應(yīng)1h。用二氯甲烷洗滌（10mL×3）洗滌、分液，有機層干燥后進(jìn)行常壓蒸餾，收集80℃餾分，將丁酮回收利用；水層進(jìn)行常壓蒸餾，收集64℃～68℃的餾分，得到強烈氨味的液體乙氧胺（5.34g），氣相色譜分析，純度為99.33％，收率為86.07％。

2 結(jié)果與討論

2.1 硫酸二乙酯用量對肟醚化反應(yīng)的影響

硫酸二乙酯的用量對肟醚的收率有一定的影響，具體如下：

表1 硫酸二乙酯用量對肟醚化反應(yīng)的影響

從表1可知，當(dāng)硫酸二乙酯與丁酮肟的較佳比例為1.3：1。這是因為硫酸二乙酯在堿性水溶液中通過分解釋放出乙基正離子進(jìn)行烷基化反應(yīng)，當(dāng)比例偏低時，反應(yīng)不完全，當(dāng)比例偏高時，反應(yīng)收率提高不明顯，并且增加了生產(chǎn)成本和污染排放量。

2.2 反應(yīng)時間對肟醚化反應(yīng)的的影響

表2 反應(yīng)時間對肟醚化反應(yīng)的影響

由表2的數(shù)據(jù)可知，隨著反應(yīng)時間的延長，肟醚的收率逐漸提高，但當(dāng)達(dá)到8h后，收率提高很小，故確定較佳反應(yīng)時間為8h。

2.3 反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)的影響

反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)影響較大，具體如表3：

表3 反應(yīng)溫度對肟醚化反應(yīng)的影響

如前所述，硫酸二乙酯在堿性水溶液中通過分解釋放出乙基正離子進(jìn)行烷基化反應(yīng)，當(dāng)溫度過高時釋放出乙基正離子的速度超過進(jìn)行烷基化速度，導(dǎo)致硫酸二乙酯分解浪費掉而降低了收率，當(dāng)溫度過低時，烷基化反應(yīng)活性不夠而使收率偏低，故較好的反應(yīng)溫度為25℃。

2.4 水解溫度對乙氧胺收率的影響

水解溫度對乙氧胺收率的影響比較大，具體如表4：

表4 水解溫度對乙氧胺收率的影響

由表4可知，較合適的水解溫度為80℃，溫度太低，反應(yīng)速度慢，并且反應(yīng)不完全，溫度太高，乙氧胺鹽酸鹽易分解為氯化銨和醇，導(dǎo)致收率下降。

3 結(jié)論

本文采用肟法制備乙氧胺，以丁酮為起始原料，與鹽酸羥胺反應(yīng)生成丁酮肟，再與硫酸二乙酯反應(yīng)得到丁酮肟乙氧基醚，在鹽酸作用下水解得到乙氧胺，同時回收丁酮。收率為71.58％，純度為99.33％。優(yōu)化了反應(yīng)條件，提高了收率，降低了成本，從而提供了一種可行的生產(chǎn)工藝。

［1］Motoyama Y.A process for producing a substituted amines and a method for purifying synthetic intermediates therefor：EP，0678504［P］.1995-04-21.

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［5］Ulrich K，Ernst B，Michael K.Preparation of O-substituted hydroxylammonium salts：US，5382685［P］.1993-10-05.

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