專利名稱：N－氨基丙基嗎啉的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種合成新型抗抑郁藥物所需要的原料的制備方法，尤其涉及一種N-氨基丙基嗎啉的制備方法。
背景技術(shù)：
N-氨基丙基嗎啉，又稱為N-(3-氨基丙基)嗎啉或3-嗎啉基1，3-丙二胺，簡(jiǎn)稱APM。它是一種重要的醫(yī)藥中間體，主要用于生產(chǎn)新型抗抑郁藥物，在國(guó)外還用作高級(jí)潤(rùn)滑油的重要添加劑，也可用作合成聚氨酯預(yù)聚體的催化劑及固化劑。
APM是以嗎啉和丙烯腈為原料，經(jīng)加成和催化加氫過(guò)程制得。首先以嗎啉與丙烯腈為原料進(jìn)行加成反應(yīng)制得3-嗎啉基丙腈，其化學(xué)反應(yīng)式為 嗎啉丙烯腈 3-嗎啉基丙腈(中間體)上面得到的3-嗎啉基丙腈在催化劑存在下加氫，得到APM，同時(shí)可能發(fā)生副反應(yīng)，生成二嗎啉取代二丙胺和三嗎啉取代三丙胺，其化學(xué)反應(yīng)式如下主反應(yīng) 3-嗎啉基丙腈APM副反應(yīng) 3-嗎啉基丙腈二嗎啉取代二丙胺 3-嗎啉基丙腈三嗎啉取代三丙胺經(jīng)檢索未發(fā)現(xiàn)有報(bào)導(dǎo)APM合成方法的文獻(xiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種以丙烯腈、嗎啉為原料，經(jīng)加成、催化加氫等過(guò)程間歇法APM的制備方法。
本發(fā)明的技術(shù)方案是一種N-氨基丙基嗎啉的制備方法，依次按如下步驟進(jìn)行(1)3-嗎啉基丙腈的合成原料嗎啉與丙烯腈的摩爾比為1.0～1.3∶1，將需要量的嗎啉加至反應(yīng)器內(nèi)，強(qiáng)烈攪拌下用1.5～5小時(shí)將需要量的丙烯腈緩慢滴加其中，繼續(xù)反應(yīng)0.5～2小時(shí)，反應(yīng)溫度為30～60℃，其產(chǎn)物去下步精制；(2)3-嗎啉基丙腈的精制將上述(1)制得產(chǎn)物真空精餾脫除前餾分，釜液為3-嗎啉基丙腈；(3)APM的合成將上述(2)得到精制3-嗎啉基丙腈、所需催化劑和溶劑及助催化劑，依次加入到高壓反應(yīng)釜內(nèi)，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計(jì)，催化劑用量占1～1.5％，溶劑占50-80％；助催化劑用量為催化劑的10-20％；于1.0～6.0Mpa和80～200℃下加氫，反應(yīng)2-6小時(shí)得到APM粗品，去下步精制；(4)APM的精制將上述(3)制得的APM粗品，常壓下精餾脫水，然后用真空精餾進(jìn)行精制。
上述的制備方法，其所述的3-嗎啉基丙腈的合成中，嗎啉與丙烯腈的摩爾比為1.05∶1，反應(yīng)溫度為45℃，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)(指丙烯腈加料時(shí)間+加完料后繼續(xù)反應(yīng)的時(shí)間，以下同)。
上述的制備方法，其所述的加氫催化劑為金屬鎳、金屬鈷、ZYR-C雷尼鎳、雷尼鈷、5％鉑-碳或5％鈀-碳催化劑。
以上所述的制備方法，其所述的加氫催化劑為金屬鈷。
上述的制備方法，其所述的加氫中所用的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、水、25％氨水或液氨。
上述的制備方法，其所述的加氫助催化劑為碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銨或氨。但鹽類助催化劑容易結(jié)晶，不易處理。
上述的制備方法，其所述的加氫反應(yīng)所用的溶劑為氨水，催化劑為金屬鈷，助催化劑為氨水。反應(yīng)壓力為3～4Mpa，反應(yīng)溫度為130-150℃，反應(yīng)時(shí)間3-5小時(shí)，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計(jì)，溶劑用量為50-80％，鈷用量為1～1.5％，助催化劑為催化劑用量的10-20％。
本發(fā)明原料充足，價(jià)格低廉，生產(chǎn)成本較低，制備中合成3-嗎啉基丙腈時(shí)，丙烯腈采用緩慢滴加方式加料，防止自聚。產(chǎn)品收率較高。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)結(jié)合具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步描述如下實(shí)施例1(1)3-嗎啉基丙腈的制備向配有攪拌器、溫度計(jì)、恒壓漏斗和回流冷凝器的四口燒瓶中，加入183g嗎啉，然后在強(qiáng)烈攪拌下，用3.5小時(shí)將106g丙烯腈緩慢滴加到燒瓶中(嗎啉∶丙烯腈＝1.05∶1mol)，繼續(xù)反應(yīng)1.5小時(shí)，反應(yīng)溫度為45±2℃。以丙烯腈計(jì)轉(zhuǎn)化率為～100％，3-嗎啉基丙腈的收率為98.4％，準(zhǔn)備下步精制。
(2)3-嗎啉基丙腈的精制將由(1)制得的3-嗎啉基丙腈加入精餾塔塔釜內(nèi)，抽真空，在壓力為-0。092-0.095Mpa下脫除前餾分，當(dāng)塔頂溫度為45-165℃，回流比為6∶1～8∶1時(shí)，收集嗎啉；當(dāng)塔頂溫度升到165℃時(shí)，停止采出餾分。塔釜內(nèi)便為中間產(chǎn)品3-嗎啉基丙腈，去下步催化加氫。
(3)APM的制備從上述(2)精制后的產(chǎn)品取280g3-嗎啉基丙腈、自制的6.0g金屬鈷催化劑、300g氨水依次加至高壓反應(yīng)釜內(nèi)，封蓋充氮置換合格后升壓至4.0Mpa，保持10分鐘無(wú)漏氣合格后泄壓。接著用氫氣置換系統(tǒng)內(nèi)的氮?dú)?，置換結(jié)束維持壓力4.0Mpa，啟動(dòng)攪拌，打開(kāi)上述高壓反釜攪拌軸冷卻水，在中等轉(zhuǎn)速下攪拌升溫，當(dāng)釜內(nèi)溫度為130±5℃時(shí)，加快攪拌速度并恒溫，反應(yīng)5小時(shí)后結(jié)束反應(yīng)。以3-嗎啉基丙腈為基準(zhǔn)，APM收率為88.4％。
(4)APM的精制將上述的(3)加氫產(chǎn)物加到精餾塔塔內(nèi)加熱升溫，當(dāng)塔釜溫為104-127℃，塔頂溫度為97-99℃，回流比控制在7-10∶1，常壓脫氨、初脫水，塔頂不凝氨氣用20％稀硫酸吸收；當(dāng)塔頂溫度升到105℃，停止脫水，接通真空系統(tǒng)，控制壓為-0.092～0.095Mpa，控制回流比為3～5∶1，收集塔頂溫度為61-127℃的餾分(主要為水和少量APM)；當(dāng)塔頂溫度穩(wěn)定在129-132℃，回流比為2∶1時(shí)收集產(chǎn)品餾分，最后收集塔頂溫度為140℃以后的餾分，直至塔頂無(wú)餾出物為止。精制收率為93.3％，產(chǎn)品總收率82.5％。
實(shí)施例2
(1)3-嗎啉基丙腈的制備嗎啉226.6g，丙烯腈106g，嗎啉∶丙烯腈＝1.3∶1(mol)。丙烯腈加料時(shí)間為1.5小時(shí)，反應(yīng)時(shí)間為2小時(shí)(即由丙烯腈加料時(shí)間1.5小時(shí)+加完料后繼續(xù)反應(yīng)的時(shí)間0.5小時(shí))。反應(yīng)溫度58±2℃。以丙烯腈計(jì)轉(zhuǎn)化率100％，3-嗎啉基丙腈收率98.7％。
(2)3-嗎啉基丙腈的精制同實(shí)施例子中之(2)，3-嗎啉基丙腈收率為92.9％。
(3)AMP的制備將由上述(2)精制后得到的3-嗎啉基丙腈280g，12.0g自制金屬鎳催化劑，300g的95％乙醇(溶劑)，1.5g碳酸鈉(助催化劑)反應(yīng)壓力3Mpa，反應(yīng)溫度150±5℃，反應(yīng)時(shí)間為6小時(shí)。APM收率為78.9％。
(4)APM的精制同實(shí)施1之(4)。APM收率為93.4％，以丙烯腈計(jì)最終產(chǎn)品收率為67.6％。
實(shí)施例3-15(1)3-嗎啉基丙腈的制備和精制操作如實(shí)施例1之(1)、(2)，工藝條件見(jiàn)表1中各例對(duì)應(yīng)的數(shù)值。
表1實(shí)施例3-15中3-嗎啉基丙腈的制備和精制工藝條件與結(jié)果

所說(shuō)的反應(yīng)時(shí)間＝丙烯腈滴加時(shí)間+滴完后繼續(xù)反應(yīng)時(shí)間(h)。
(2)APM的制備及精制3-15例3-嗎啉用量均為280g，其他原料和工藝條件及結(jié)果見(jiàn)表2(附后)。
5％鉑-碳和氣％鈀-碳催化劑，由沈陽(yáng)化工研究院購(gòu)進(jìn)；ZYR-C雷尼鎳催化劑從逝江省冶金研究院有限公司購(gòu)買；雷尼鎳催化劑由蘇州市華發(fā)催化劑有限公司購(gòu)進(jìn)。
實(shí)施例16(金屬鎳催化劑的制備)在500ml燒杯中加入200ml聯(lián)苯，并加熱至230～240℃，在攪拌下，緩慢將5lg甲酸鎳加入其中，直至無(wú)氣泡產(chǎn)生為止，然后，冷卻至80℃，向燒杯內(nèi)加入120ml80℃的蒸餾水，將上層聯(lián)苯傾出，底部催化劑鎳和水-同在氮?dú)獗Ｗo(hù)下進(jìn)行脫水然后用3-嗎啉基丙腈浸泡保護(hù)。(注意催化劑制備過(guò)程中必須與空氣隔絕)實(shí)施例17(金屬鈷催化劑的制備)甲酸鈷用量為80g，其他均同上例16。
表2 APM合成、精制原料組成和工藝條件及結(jié)果

權(quán)利要求
1.一種N-氨基丙基嗎啉的制備方法，依次按如下步驟進(jìn)行(1)3-嗎啉基丙腈的合成原料嗎啉與丙烯腈的摩爾比為1.0～1.3∶1，將需要量的嗎啉加至反應(yīng)器內(nèi)，強(qiáng)烈攪拌下用1.5～5小時(shí)將需要量丙烯腈緩慢滴加其中，繼續(xù)反應(yīng)0.5～2小時(shí)，反應(yīng)溫度為30～60℃，其產(chǎn)物去下步精制；(2)3-嗎啉基丙腈的精制由上述(1)制得的產(chǎn)物在真空下精餾脫除并收集產(chǎn)品前餾分后，釜液便為3-嗎啉基丙腈；(3)N-氨基丙基嗎啉的合成將上述(2)得到的精制的3-嗎啉基丙腈、所需要的催化劑和溶劑及助催化劑，依次加至高壓反應(yīng)釜內(nèi)，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計(jì)，溶劑用量占50-80％，催化劑用量為1-1.5％；助催化劑用量為催化劑的10-20％，于1.0-6.0Mpa，80-200℃下加氫，反應(yīng)2-6小時(shí)得到N-氨基丙基嗎啉粗品，去下步精制；(4)N-氨基丙基嗎啉的精制將上述(3)制得的N-氨基丙基嗎啉粗品加至精餾塔塔釜內(nèi)，常壓下脫水，然后經(jīng)真空精餾便得到目的產(chǎn)物。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其所述的3-嗎啉基丙腈的合成中，嗎啉與丙烯腈摩爾比為1.05∶1，反應(yīng)溫度45℃，反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其所述的加氫催化劑為金屬鎳、金屬鈷、ZYR-C雷尼鎳、雷尼鈷、5％鉑-碳或5％鈀-碳催化劑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的制備方法，其所述的加氫催化劑為金屬鈷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其所述的加氫過(guò)程中所用的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、水、25％氨水或液氨。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其所述的加氫助催化劑為碳酸鈉、碳酸鉀、氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸銨或氨。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制備方法，其所述的加氫反應(yīng)所用的溶劑為氨水，催化劑為金屬鈷，助催化劑為氨水，反應(yīng)壓力為3-4Mpa，反應(yīng)溫度為130-150℃，反應(yīng)時(shí)間為3-5小時(shí)；以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計(jì)，溶劑用量占50～80％，鈷用量占1～1.5％，助催化劑用量為催化劑用量的10～20％。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種APM的制備方法，原料嗎啉與丙烯腈的摩爾比為1－1.3∶1，反應(yīng)溫度為30～60℃，反應(yīng)時(shí)間為2～8小時(shí)，得到的3－嗎啉基丙腈精制后，在溶劑、催化劑和助催化劑存在下加氫合成APM，反應(yīng)壓力1.0～6.0MPa，反應(yīng)溫度80～200℃，反應(yīng)時(shí)間2～6小時(shí)，以3－嗎啉基丙腈+溶劑的重量計(jì)，溶劑氨水、甲醇、乙醇或水等占50－80％；催化劑鎳、鈷、雷尼鎳或雷尼鈷等占1～1.5％；助催化劑氨、鈉或鉀的碳酸鹽或其氫氧化物等為催化劑用量的10～20％。制得APM粗品經(jīng)精餾得到純度為99.5％APM，以丙烯腈計(jì)，最終產(chǎn)品收率61.7～82.7％。原料充足，價(jià)格低廉，成本較低等。
文檔編號(hào)C07D295/13GK1660825SQ20041001139
公開(kāi)日2005年8月31日 申請(qǐng)日期2004年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者田振生, 張吉波, 崔中文, 張啟忠, 李志濤, 宋巖, 張鈺, 董薇, 蔣巍, 劉輝 申請(qǐng)人:吉化集團(tuán)公司, 吉林化工學(xué)院化工分離技術(shù)開(kāi)發(fā)中心