專利名稱：N－氨基丙基嗎啉的制備方法
技術領域：
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：
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，簡稱APM。它是一種重要的醫(yī)藥中間體，主要用于生產新型抗抑郁藥物，在國外還用作高級潤滑油的重要添加劑，也可用作合成聚氨酯預聚體的催化劑及固化劑。
APM是以嗎啉和丙烯腈為原料，經加成和催化加氫過程制得。首先以嗎啉與丙烯腈為原料進行加成反應制得3-嗎啉基丙腈，其化學反應式為 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，同時可能發(fā)生副反應，生成二嗎啉取代二丙胺和三嗎啉取代三丙胺，其化學反應式如下主反應 3-嗎啉基丙腈APM副反應 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檢索未發(fā)現有報導APM合成方法的文獻。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的在于提供一種以丙烯腈、嗎啉為原料，經加成、催化加氫等過程間歇法APM的制備方法。
本發(fā)明的技術方案是一種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器內，強烈攪拌下用1.5～5小時將需要量的丙烯腈緩慢滴加其中，繼續(xù)反應0.5～2小時，反應溫度為30～60℃，其產物去下步精制；(2)3-嗎啉基丙腈的精制將上述(1)制得產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釜內，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計，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2-6小時得到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，反應溫度為45℃，反應時間為5小時(指丙烯腈加料時間+加完料后繼續(xù)反應的時間，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晶，不易處理。
上述的制備方法，其所述的加氫反應所用的溶劑為氨水，催化劑為金屬鈷，助催化劑為氨水。反應壓力為3～4Mpa，反應溫度為130-150℃，反應時間3-5小時，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計，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，價格低廉，生產成本較低，制備中合成3-嗎啉基丙腈時，丙烯腈采用緩慢滴加方式加料，防止自聚。產品收率較高。
具體實施例方式
現結合具體實施方式
對本發(fā)明進一步描述如下實施例1(1)3-嗎啉基丙腈的制備向配有攪拌器、溫度計、恒壓漏斗和回流冷凝器的四口燒瓶中，加入183g嗎啉，然后在強烈攪拌下，用3.5小時將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1.5小時，反應溫度為45±2℃。以丙烯腈計轉化率為～100％，3-嗎啉基丙腈的收率為98.4％，準備下步精制。
(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，抽真空，在壓力為-0。092-0.095Mpa下脫除前餾分，當塔頂溫度為45-165℃，回流比為6∶1～8∶1時，收集嗎啉；當塔頂溫度升到165℃時，停止采出餾分。塔釜內便為中間產品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釜內，封蓋充氮置換合格后升壓至4.0Mpa，保持10分鐘無漏氣合格后泄壓。接著用氫氣置換系統(tǒng)內的氮氣，置換結束維持壓力4.0Mpa，啟動攪拌，打開上述高壓反釜攪拌軸冷卻水，在中等轉速下攪拌升溫，當釜內溫度為130±5℃時，加快攪拌速度并恒溫，反應5小時后結束反應。以3-嗎啉基丙腈為基準，APM收率為88.4％。
(4)APM的精制將上述的(3)加氫產物加到精餾塔塔內加熱升溫，當塔釜溫為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)；當塔頂溫度穩(wěn)定在129-132℃，回流比為2∶1時收集產品餾分，最后收集塔頂溫度為140℃以后的餾分，直至塔頂無餾出物為止。精制收率為93.3％，產品總收率82.5％。
實施例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)。丙烯腈加料時間為1.5小時，反應時間為2小時(即由丙烯腈加料時間1.5小時+加完料后繼續(xù)反應的時間0.5小時)。反應溫度58±2℃。以丙烯腈計轉化率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)反應壓力3Mpa，反應溫度150±5℃，反應時間為6小時。APM收率為78.9％。
(4)APM的精制同實施1之(4)。APM收率為93.4％，以丙烯腈計最終產品收率為67.6％。
實施例3-15(1)3-嗎啉基丙腈的制備和精制操作如實施例1之(1)、(2)，工藝條件見表1中各例對應的數值。
表1實施例3-15中3-嗎啉基丙腈的制備和精制工藝條件與結果

所說的反應時間＝丙烯腈滴加時間+滴完后繼續(xù)反應時間(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果見表2(附后)。
5％鉑-碳和氣％鈀-碳催化劑，由沈陽化工研究院購進；ZYR-C雷尼鎳催化劑從逝江省冶金研究院有限公司購買；雷尼鎳催化劑由蘇州市華發(fā)催化劑有限公司購進。
實施例16(金屬鎳催化劑的制備)在500ml燒杯中加入200ml聯苯，并加熱至230～240℃，在攪拌下，緩慢將5lg甲酸鎳加入其中，直至無氣泡產生為止，然后，冷卻至80℃，向燒杯內加入120ml80℃的蒸餾水，將上層聯苯傾出，底部催化劑鎳和水-同在氮氣保護下進行脫水然后用3-嗎啉基丙腈浸泡保護。(注意催化劑制備過程中必須與空氣隔絕)實施例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果

權利要求
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器內，強烈攪拌下用1.5～5小時將需要量丙烯腈緩慢滴加其中，繼續(xù)反應0.5～2小時，反應溫度為30～60℃，其產物去下步精制；(2)3-嗎啉基丙腈的精制由上述(1)制得的產物在真空下精餾脫除并收集產品前餾分后，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，依次加至高壓反應釜內，以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計，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2-6小時得到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，常壓下脫水，然后經真空精餾便得到目的產物。
2.根據權利要求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，反應溫度45℃，反應時間為5小時。
3.根據權利要求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.根據權利要求1或3所述的制備方法，其所述的加氫催化劑為金屬鈷。
5.根據權利要求1所述的制備方法，其所述的加氫過程中所用的溶劑為甲醇、乙醇、異丙醇、水、25％氨水或液氨。
6.根據權利要求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.根據權利要求1所述的制備方法，其所述的加氫反應所用的溶劑為氨水，催化劑為金屬鈷，助催化劑為氨水，反應壓力為3-4Mpa，反應溫度為130-150℃，反應時間為3-5小時；以3-嗎啉基丙腈+溶劑的重量計，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，反應溫度為30～60℃，反應時間為2～8小時，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，反應壓力1.0～6.0MPa，反應溫度80～200℃，反應時間2～6小時，以3－嗎啉基丙腈+溶劑的重量計，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粗品經精餾得到純度為99.5％APM，以丙烯腈計，最終產品收率61.7～82.7％。原料充足，價格低廉，成本較低等。
文檔編號C07D295/13GK1660825SQ20041001139
公開日2005年8月31日 申請日期2004年12月22日 優(yōu)先權日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 申請人:吉化集團公司, 吉林化工學院化工分離技術開發(fā)中心