專利名稱：一種制備取代基脲聯(lián)產(chǎn)相應胺鹽酸鹽的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種制備取代基脲聯(lián)產(chǎn)相應胺鹽酸鹽的方法，具體涉及制備N, N, N', N'-四取代基脲聯(lián)產(chǎn)二取代胺鹽酸鹽和制備N, N'-二 取代基脲聯(lián)產(chǎn)一取代胺鹽酸鹽的方法。(二) 背景技術N, N, N', N'-四取代基脲和N, N'-二取代基脲是脲類化合物中一 類重要的有機化學品，可廣泛用于各種生物多肽縮合劑的合成、農(nóng)藥 脲類除草劑、生物試劑的合成等。US3681457公開了一種制備N, N, N'， N'-四甲基脲的方法，其中 包括將光氣通入含二甲胺和氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液的反應瓶中， 反應后用有機溶劑如正己垸、氯仿或二氯乙烯等萃取水相，分離有機 相得到N，N，N',N'-四甲基脲。USD5132423公開了一種制備N, N, N，， N，-四乙基脲的方法，其中 包括將光氣通入含二乙胺、氯乙烯和氫氧化鈉水溶液的反應瓶中，反 應后分離有機相得到N, N, N，, N，-四乙基脲。以上兩個專利均采用劇毒氣體光氣為原料，生產(chǎn)過程中安全和環(huán) 保隱患大，而且，在反應過程采用氫氧化鈉或氫氧化鉀捕集反應過程 中生成的副產(chǎn)物氯化氫氣體，廢水中含有大量的氯化鈉或氯化鉀，三廢處理困難，成本較高。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種用雙(三氯甲基)碳酸酯替 代光氣制備取代基脲的方法，同時利用反應原料胺捕集反應過程中生 成的副產(chǎn)物氯化氫氣體聯(lián)產(chǎn)相應胺鹽酸鹽。為解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案如下 一種制備式(I)所示的取代基脲聯(lián)產(chǎn)式(II)所示相應胺鹽酸鹽的方法以式(m)所示的取代胺的水溶液與式(iv)所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在有機溶劑中于20 15(TC反應1 5小時，反應液經(jīng) 后處理得到取代基脲(I)和相應胺鹽酸鹽(II);反應式如下<formula>formula see original document page 6</formula>其中，Rp R2同時為C廣C20的直鏈或支鏈烷基、C3-C20的直鏈烯 烴基、C6-C2。的芳基或雜芳基，所述C6-C2。的芳基或雜芳基為未取代或者為一個或多個CrC4烷基取代；此時制得的取代基脲為N, N, N'，N'-四取代基脲；或者Ri為C廣C20的直鏈或支鏈垸基、c3-C20的直鏈烯烴基、C6-C20的芳基或雜芳基，所述C6-C2Q的芳基或雜芳基為未取代或者為一個或 多個CrC4烷基取代，R2為氫；此時制得的取代基脲為N，N'-二取代進一步，所述的Ri選自下列之一甲基、乙基、l-丙基、異丙基、l-丁基、2-丁基、2-甲基-l-丙基、2-甲基-2-丙基、l-戊基、2-戊 基、3-戊基、2-甲基-2-丁基、l-已基、2-已基、3-已基、2-甲基-2-戊 基、3-甲基-3-戊基、烯丙基、苯基、2-甲基苯基、3-甲基苯基、4-甲 基苯基、2,6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基。更進一步，所述的取代基脲為下列之一N，N,N',N'-四甲基脲、 N, N， N，， N，-四乙基脲、N, N, N，， N，-四異丙基脲、N, N, N，， N，-四正丙 基脲、N,N,N',N'-四丁基脲、N,N,N',N'-四異丁基脲、N,N,N,，N，-四戊基脲、N,N,N，，N，-四己基脲、N,N，-二甲基脲、N,N，-二乙基脲、 N, N，-二異丙基脲、N, N，-二正丙基脲、N， N，-二烯丙基脲、N, N，-二 丁基脲、N,N，-二異丁基脲、N,N，-二戊基脲、N，N，-二己基脲。本發(fā) 明所述方法尤其適于制備N, N, N，, N，-四甲基脲、N, N, N，, N，-四乙基 脲和N,N，-二乙基脲。本發(fā)明中，所述有機溶劑可選自下列之一苯、甲苯、二甲苯、 氯苯、二氯甲垸、三氯甲垸、四氯化碳、二氯乙垸。所述有機溶劑的 用量為取代胺質(zhì)量的2 10倍。所述反應物投料物質(zhì)的量比取代胺雙(三氯甲基)碳酸酯推薦 為U 13: 1。本發(fā)明中取代胺以水溶液的形式加入反應器中， 一般 取代胺水溶液的質(zhì)量濃度為30 80%。雙(三氯甲基)碳酸酯可以直 接加入到反應體系中，也可以先將雙(三氯甲基)碳酸酯用有機溶劑 溶解，以液體的形式加入反應體系。 一般推薦后者，以便于更好地控 制加入雙(三氯甲基)碳酸酯的速度。進一步，本發(fā)明所述反應溫度優(yōu)選為60 13(TC。所述后處理可按照如下步驟進行反應液靜置分層，分離有機相和水相，有機相回收有機溶劑及相應的取代胺(m)后得到產(chǎn)物取代基脲(I);水相加溫真空脫水后，于-5 l(TC冷卻結晶2 10小時，過濾得 到相應的胺鹽酸鹽(II)。具體推薦本發(fā)明所述的方法按照如下步驟進行向有機溶劑中加入取代胺(II)的水溶液，在常溫、劇烈攪拌下慢慢滴加雙(三氯甲基)碳酸酯的有機溶劑溶液，滴加完畢，在60 13(TC反應1 5小時后「反應液靜置分層，分離有機相和水相，有機相減壓蒸餾回收有機溶劑及相應的取代胺(ni)，得到取代基脲(I);水相加溫真空脫水后，于 -5 l(rC冷卻結晶2~10小時，過濾得到相應的胺鹽酸鹽(II)，所述的有機溶劑是苯、甲苯、二甲苯、二氯乙垸或氯苯。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比，主要優(yōu)點體現(xiàn)在(1) 該工藝用雙(三氯甲基)碳酸酯替代光氣制備取代基脲， 從源頭上大大降低了安全和環(huán)保隱患；(2) 利用反應原料胺捕集反應過程中生成的副產(chǎn)物氯化氫氣體制備相應的胺鹽酸鹽，使原子利用率大大提高，避免了傳統(tǒng)工藝中采 用氫氧化鈉或氫氧化鉀捕集氯化氫而導致三廢量大，處理成本高等問 題，是一條合成取代基脲的綠色工藝。
具體實施方式
以下以具體實例來說明本發(fā)明的技術方案，但本發(fā)明的保護范圍不限于此實施例1投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11: 1 (摩爾比)，氯 苯為有機溶劑。在裝有機械攪拌、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的1000 mL 四口燒瓶中，加入2摩爾二甲胺的40%水溶液和氯苯100mL溶液， 開啟攪拌，在常溫、劇烈攪拌下慢慢滴加溶于250mL氯苯的雙(三 氯甲基)碳酸酯溶液，滴加完畢，升溫至5(TC，保持4小時后，靜 置，分離有機相和水相，用100 mL氯苯萃取水相中N, N, N', N'-四 甲基脲，合并有機相，減壓蒸餾回收二甲胺和氯苯，得到N,N,N',N'-四甲基脲，經(jīng)GC分析純度達到95%，產(chǎn)率76%。含量測定采用GC 毛細管色譜系統(tǒng)，F(xiàn)ID檢測器，SE-30 30mx0.25mmx0.5|im，柱溫 150°C，氣化室溫度25(TC，檢測器溫度200'C。水相加溫真空脫水后，于l(TC冷卻結晶IO小時，過濾得到二甲 胺鹽酸鹽白色結晶，結晶經(jīng)真空干燥脫水，含量97.5%。實施例2投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11: 1 (摩爾比)，氯 苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間1.5-2小時。其它操作同實施例l，得N，N，N',N'-四甲基脲，收率85%，含 量98.5%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.5%。實施例3投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11: 1 (摩爾比)，二 氯乙垸為有機溶劑，反應溫度為20。C，反應時間5小時。其它操作同實施例l，得N,N，N',N'-四甲基脲，收率57%，含 量95.0%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.0%。實施例4投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，二 氯乙烷為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間4小時。其它操作同實施例l，得N,N,N',N'-四甲基脲，收率88%，含 量98.9%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.0%。實施例5投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，甲 苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例l，得N,N,N',N'-四甲基脲，收率91%，含 量99.2%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.0%。實施例6投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲 苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例l，得N，N,N，，N，-四甲基脲，收率90%，含 量99.0°%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.1%。實施例7投料比二甲胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲 苯為有機溶劑，其用量為二甲胺質(zhì)量的8倍，反應溫度為回流，反應 時間5小時。其它操作同實施例l，得N,N,N',N'-四甲基脲，收率89%，含 量99.7%。得二甲胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.3%。實施例8投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑。在裝有機械攪拌、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的500 mL 四口燒瓶中，加入2摩爾二乙胺的70%水溶液和100 mL甲苯溶液， 開啟攪拌，在常溫、劇烈攪拌下慢慢滴加溶于250mL甲苯的雙(三 氯甲基)碳酸酯溶液，滴加完畢，升溫至回流，保持5小時后，靜止 分離有機相和水相，用100 mL甲苯萃取水相中N, N, N，， N，-四乙基 脲，合并有機相，減壓蒸餾回收二乙胺和甲苯，得到N,N,N，,N，-四 乙基脲，經(jīng)GC分析含量99.0%，產(chǎn)率92%。含量測定采用GC毛細 管色譜系統(tǒng)，F(xiàn)ID檢測器，SE-30 30mx0.25mmx0.5^im，柱溫170。C， 氣化室溫度250°C ，檢測器溫度200°C 。水相加溫真空脫水后，于5。C冷卻結晶IO小時，過濾得到二乙胺 鹽酸鹽白色結晶，結晶經(jīng)真空干燥脫水，含量99.0%。實施例9投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，二 氯乙烷為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例8，得N,N,N，，N，-四乙基脲，收率93%，含 量98.7%。得二乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.0%。實施例10投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例8，得N,N，N，,N，-四乙基脲，收率89%，含 量99.1%。得二乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.6%。實施例11投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例8，得N，N,N，，N，-四乙基脲，收率84%，含 量99.0%。得二乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.5%。實施例12投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間2.5小時。其它操作同實施例8，得N,N,N，,N，-四乙基脲，收率90%，含 量99.0%。得二乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.2%。實施例13投料比二乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲 苯為有機溶劑，其用量為二乙胺質(zhì)量的10倍，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例8，得N,N，N，，N，-四乙基脲，收率85%，含 量99.4%。得二乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.6%。實施例14投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯=13: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑。在裝有機械攪拌、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的500 mL 四口燒瓶中，加入2摩爾一乙胺的70%水溶液和100 mL甲苯溶液， 開啟攪拌，在常溫、劇烈攪拌下慢慢滴加溶于250mL甲苯的雙(三 氯甲基)碳酸酯溶液，滴加完畢，升溫至回流，保持5小時后，靜置， 分離有機相和水相，用100mL甲苯萃取水相中N,N，-二乙基脲，合 并有機相，于0。C冷卻結晶10小時，過濾后得到N, N，-二乙基脲結晶， 含量為97.0%，產(chǎn)率85%。水相加溫真空脫水后，于0。C冷卻結晶IO小時，過濾得到一乙胺 鹽酸鹽白色結晶，結晶經(jīng)真空干燥脫水，含量99.0%。實施例15投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，二 氯乙烷為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例14，得N， N，-二乙基脲，收率83 % ，含量98.0% 。 得一乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.1%。實施例16投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例14，得N， N，-二乙基脲，收率87% ，含量96.7% 。 得一乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.0%。實施例17投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11: 1 (摩爾比)，甲為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。,其它操作同實施例14，得N, N，-二乙基脲，收率84% ，含量98.3% 。 得一乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.6%。實施例18投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，氯苯為有機溶劑，反應溫度為回流，反應時間5小時。其它操作同實施例14，得N, N，-二乙基脲，收率86% ，含量97.5 % 。 得一乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.5%。實施例19投料比一乙胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲為有機溶劑，其用量為一乙胺質(zhì)量的8倍，反應溫度為回流，反應時 間5小時。其它操作同實施例14，得N, N，-二乙基脲，收率82% ，含量99.20% 。 得一乙胺鹽酸鹽白色結晶，含量99.4%。實施例20投料比烯丙基胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)， 甲苯為有機溶劑。在裝有機械攪拌、恒壓滴液漏斗、回流冷凝管和溫度計的500 mL 四口燒瓶中，加入2摩爾烯丙基胺的80%水溶液和100 mL甲苯溶液， 開啟攪拌，在常溫、劇烈攪拌下慢慢滴加溶于250 mL甲苯的雙(三 氯甲基)碳酸酯溶液，滴加完畢，升溫至回流，保持3.5小時后，靜 置，分離有機相和水相，用100mL甲苯萃取水相中N,N'-二烯丙基 脲，合并有機相，于Ot:冷卻結晶IO小時，過濾后得到N,N'-二烯丙 基脲結晶，含量98.0%，產(chǎn)率90%。水相加溫真空脫水后，于5'C冷卻結晶10小時，過濾得到烯丙 基胺鹽酸鹽白色結晶，結晶經(jīng)真空干燥脫水，含量98.2%。實施例21投料比烯丙基胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)， 甲為有機溶劑，其用量為烯丙基胺質(zhì)量的6倍，反應溫度為回流，反 應時間5小時。其它操作同實施例20，得N, N，-二烯丙基脲，收率88%，含量 98.7%。得烯丙基胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.5%。實施例22投料比烯丙基胺雙(三氯甲基)碳酸酯為12: 1 (摩爾比)，甲為有機溶劑，其用量為烯丙基胺質(zhì)量的4倍，反應溫度為回流，反 應時間5小時。其它操作同實施例20，得N，N'-二烯丙基脲，收率89%，含量 98.6%。得烯丙基胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.3%。實施例23投料比苯胺雙(三氯甲基)碳酸酯為13: 1 (摩爾比)，甲苯為有機溶劑，其用量為苯胺質(zhì)量的5倍，反應溫度為回流，反應時間 5小時。其它操作同實施例20，得N, N'-二苯基脲，收率93%,含量 98.7%。得苯胺鹽酸鹽白色結晶，含量98.0%。
權利要求
1、一種制備式(I)所示的取代基脲聯(lián)產(chǎn)式(II)所示的相應胺鹽酸鹽的方法，其特征在于所述的方法為以式(III)所示的取代胺的水溶液與式(IV)所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在有機溶劑中于20～150℃反應1～5小時，反應液經(jīng)后處理得到取代基脲(I)和相應胺鹽酸鹽(II)； id="icf0001" file="A2008100621290002C1.tif" wi="36" he="21" top= "72" left = "45" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>R1R2NH·HCl(II)R1R2NH (III) id="icf0002" file="A2008100621290002C2.tif" wi="45" he="15" top= "108" left = "108" img-content="drawing" img-format="tif" orientation="portrait" inline="yes"/>其中，R1、R2同時為C1-C20的直鏈或支鏈烷基、C3-C20的直鏈烯烴基、C6-C20的芳基或雜芳基，所述C6-C20的芳基或雜芳基為未取代或者為一個或多個C1-C4烷基取代；或者R1為C1-C20的直鏈或支鏈烷基、C3-C20的直鏈烯烴基、C6-C20的芳基或雜芳基，所述C6-C20的芳基或雜芳基為未取代或者為一個或多個C1-C4烷基取代，R2為氫。
2、 如權利要求l所述的方法，其特征在于所述的^為下列之一甲 基、乙基、l-丙基、異丙基、l-丁基、2-丁基、2-甲基-l-丙基、2-甲 基-2-丙基、l-戊基、2-戊基、3-戊基、2-甲基-2-丁基、l-已基、2-已 基、3-已基、2-甲基-2-戊基、3-甲基-3-戊基、烯丙基、苯基、2-甲基 苯基、3-甲基苯基、4-甲基苯基、2，6-二甲基苯基、2,4-二甲基苯基。
3、 如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的取代基脲為下列之一N,N,N，，N，-四甲基脲、N,N,N，，N，-四乙基脲、N,N，N，，N，-四異 丙基脲、N, N, N', N，-四正丙基脲、N, N, N', N'-四丁基脲、N, N, N', N'-四異丁基脲、N,N,N，，N，-四戊基脲、N，N,N，，N，-四己基脲、N， N，-二甲基脲、N,N，-二乙基脲、N,N，-二異丙基脲、N,N'-二正丙基脲、 N，N，-二烯丙基脲、N,N，-二丁基脲、N,N，-二異丁基脲、N，N'-二戊 基脲、N,N，-二己基脲。
4、 如權利要求1~3之一所述的方法，其特征在于所述有機溶劑選自 下列之一苯、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯甲垸、三氯甲烷、四氯化 碳、二氯乙垸。
5、 如權利要求1~3之一所述的方法，其特征在于所述反應物投料物質(zhì)的量比取代胺雙(三氯甲基)碳酸酯為11 13: 1。
6、 如權利要求4所述的方法，其特征在于所述有機溶劑的用量為取 代胺質(zhì)量的2 10倍。
7、 如權利要求1 3之一所述的方法，其特征在于所述反應溫度為 60 130°C。
8、 如權利要求1~3之一所述的方法，其特征在于所述后處理為反應液靜置分層，分離有機相和水相，有機相回收有機溶劑及相應的取代胺(m)后得到產(chǎn)物取代基脲(I);水相加溫真空脫水后，于-5 l(TC冷卻結晶2~io小時，過濾得到相應胺鹽酸鹽(n)。
9、 如權利要求1~3之一所述的方法，其特征在于所述取代胺水溶液 的質(zhì)量濃度為30~80%。
10、 如權利要求1所述的方法，其特征在于所述的方法按照如下步驟進行向有機溶劑中加入取代胺(II)的水溶液，在常溫、劇烈攪拌下 慢慢滴加雙(三氯甲基)碳酸酯的有機溶劑溶液，滴加完畢，在 60 130'C反應1 5小時后，反應液靜置分層，分離有機相和水相，有 機相減壓蒸餾回收有機溶劑及相應的取代胺(III)，得到取代基脲(I);水相加溫真空脫水后，于-5 l(TC冷卻結晶2 10小時，過濾得到相應的胺鹽酸鹽(n)，所述的有機溶劑是苯、甲苯、二甲苯、二氯乙垸或氯苯。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制備取代基脲聯(lián)產(chǎn)相應的胺鹽酸鹽的方法，所述的方法為以式(III)所示的取代胺的水溶液與式(IV)所示的雙(三氯甲基)碳酸酯為原料，在有機溶劑中于20～150℃反應1-5小時，反應液經(jīng)后處理得到取代基脲(I)和相應的胺鹽酸鹽(II)。該方法用雙(三氯甲基)碳酸酯替代光氣，從源頭上大大降低了安全和環(huán)保隱患；同時利用反應原料取代胺捕集反應過程中生成的副產(chǎn)物氯化氫氣體制備相應的胺鹽酸鹽，使原子利用率大大提高，避免了傳統(tǒng)工藝中采用氫氧化鈉或氫氧化鉀捕集氯化氫而導致三廢量大，處理成本高等問題，是一條合成取代基脲的綠色工藝。
文檔編號C07C273/02GK101333176SQ200810062129
公開日2008年12月31日 申請日期2008年5月30日 優(yōu)先權日2008年5月30日
發(fā)明者朱楚云, 揚 楊, 梁現(xiàn)蕊, 燦 金 申請人:浙江工業(yè)大學;德清縣唐臣化工有限公司