二苯甲酮亚胺的合成的合成工艺研究
 
摘要
 
二苯甲酮亚胺是一种重要的化学中间体，潜在着巨大的经济效益和广阔的市场前景。因而如何提高其产物的纯度成为关键的问题，本文就这问题作一探讨，研究了多种合成的方法及工艺的改进路线，对实验室和工业生产的工艺条件及要求进行对照，逐一比较它们之间的优缺点。最后选取了由P.L.Pickard 和T.L.Tolbert提出的用格氏试剂和腈的复合反应，再用无水甲醇分解复合产物，从而得到二苯甲酮亚胺的这条工艺改进路线。实验结果表明在室内相对湿度小于65%条件下，制备格氏试剂的成功几率较高，最后产率高达61%~81%，此反应条件温和、合理、环境友善，可以成为实验室制取二苯甲酮亚胺普遍所采用的方法。
关键词：格氏试剂；二苯甲酮亚胺；无水甲醇；副反应
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Abstract
 
Diphenyl ketimine, an important chemical middleware, has whopping economic benefit and wide market prospect. So how to improve its production purity becomes important, and it is discussed in this paper. Here, kinds of synthesis methods and technical improvement ways are researched, and the technical requirement of laboratory producing and the ones of industrial producing are also compared. Finally, the technical improvement way proposed by P.L. Pickard and T.L.Tolbert is selected. First make Grignard reagent and nitril composite reaction, then decomposing synthetical producetion with anhydrous methanol, and finally get diphenyl ketimine. As the experiment results show, when the indoor relative humidity under 65 percent, the success probability of producing Grignard reagent is very high, the produce yield is as high as 61 percent to 81 percent. Because the reaction condition is mild, reasonable and moderate, this method is always used to produce dipheny1 ketimine in laboratory.
Key words: Grignard reagent；diphenyl ketimine；anhydrous methanol；side reaction
 
目录
 
1. 绪 论………………………………………………………………………………
1.1 二苯甲酮亚胺的物化性质和用途……………………………………………
1.2 工艺路线的研究及比较………………………………………………………
1.2.1 工艺路线的研究…………………………………………………………
1.2.2 各条工艺路线的优缺点比较……………………………………………
2. 格氏试剂的概况……………………………………………………………………
2.1 格氏试剂的总体概况…………………………………………………………
2.2 格氏试剂的机理………………………………………………………………
2.3 格氏试剂的化学性质…………………………………………………………
2.4 格氏试剂的制备要点和注意点………………………………………………
3. 实验部分…………………………………………………………………………
3.1 原料及设备……………………………………………………………………
3.1.1 原料………………………………………………………………………
3.1.2 仪器设备…………………………………………………………………
3.2 工艺路线及测试………………………………………………………………
3.2.1 制备格氏试剂的工艺路线………………………………………………
3.2.2 制备二苯甲酮亚胺的工艺路线…………………………………………
3.2.3 二苯甲酮亚胺的纯度、产量测试及副产物分析…………………………
3.3 实验的影响因素………………………………………………………………
3.4 实验的结论……………………………………………………………………
致 谢……………………………………………………………………………………
参考文献………………………………………………………………………………
 
 
 
1. 绪 论
1.1 二苯甲酮亚胺的物化性质和用途
二苯甲酮亚胺的结构式
二苯甲酮亚胺的分子式为C13H11N，分子量为181.24，为无液体。沸点为151~153℃/1333Pa（10 mmHg），折率为1.6170，旋光度为1.080，易溶于石油醚等有机溶剂。
二苯甲酮亚胺是化工中间体，是生物、医药、化工、农药、涂料、颜料等方面领域的重要中间体之一，对生物工程的深入研究，医药行业的新药研发都起到非常重要的作用，因而潜在着巨大的经济效益和广阔的市场前景。但在国内还没有大规模生产，对二苯甲酮亚胺的研究肤浅，近几年也取得了很大进展，特别是以β-二酮亚胺为配体合成主族金属和过渡金属有机配合体以及这些金属有机配合物用于催化有机合成反应、高分子反应的研究引起了人们的广泛关注，因为这些配体具有一些显著的特点，例如它们的空间位阻和电子效应很容易改变，它们能以不同的配位方式与中心金属结合，并且已经发现几种β-二酮亚胺金属配合体在烯烃和丙交酯的聚合上具有良好的催化活性。
亚胺分子中含有碳-氮双键的化合物。通式R2C＝NR′，其中R 和R′可以是烃基或氢。亚胺一般都不稳定，往往难以分离得到。但碳-氮键与芳基相连的亚胺一般都比较稳定，通常称为席夫碱。亚胺的某些化学性质很像羰基化合物，经还原可以制得胺；亚胺水解时生成醛或酮，
水解反应实际是醛、酮与胺缩合的逆反应。因此亚胺，尤其是席夫碱可以作为羰基保护基在合成中使用。
亚胺通常由氨或一级(伯)胺与醛、酮缩合制得。由氨所得的亚胺极不稳定，常在生成的同时发生聚合反应，例如氨与甲醛反应的产物是六亚甲基四胺。由一级reaction研究(伯)胺与醛、酮缩合所得的亚胺相对稳定些，可用常规方法分离得到，但也都比较容易分解。芳香胺与醛、酮或一级(伯)胺与芳香醛、酮缩合的亚胺(即席夫碱)较稳定。亚胺可作合成氮芥的原料。亚胺有毒，对皮肤有刺激性。
1.2 工艺路线的研究及比较
1.2.1 工艺路线的研究
Hantzch 和Kraft早在1891 年就提出了通过尿烷，酮的二氯代物和五氯化磷的反应来制备二苯甲酮亚胺的工艺路线。后来，科学家摸索出多条合成二苯甲酮亚胺的工艺路线，最为常见的有以下4 种制备工艺路线：
（1）纯氨分解法：这条路线是由Pickard和Vaughan提出的：他们是用格氏试剂—腈的复合
反应，再通过纯氨的分解从而制得，用这种方法的结果能得到大量的酮亚胺，但是在分解反应中随着反应的进一步进行，产生的副产物是粘性物质，因而产物分离难度大，且亚胺易水解，从而影响其收率。产率为52%~64%。反应方程式为：
（2）无水甲醇分解法：1961年，由P.L. Pickard和T.L.Tolbert提出的改进工艺路线中，用无水甲醇替代氨来分解格氏试剂—腈的反应产物，保留了用纯氨的方法的优点，还能产生更高的产率，反应需要的时间也减少，如各种烷基酮亚胺、芳基酮亚胺、杂环酮亚胺都能用这种新方法来制备，且产率为61%~81%。反应方程式为：
（3）二苯甲酮肟加热直接分解法：这也是实验室制备二苯甲酮亚胺化合物的一种方法。以二苯甲酮肟为原料，在二氧化碳的催化下，加热分解成二苯甲酮亚胺和二苯甲酮。产率59%~66%。反应方程式为：
（4）酮和氨直接反应法：以上三种是实验室常用的方法，而这种方法是工业制备二苯甲酮亚胺的工艺路线：在氯化铵的催化下酮和氨反应直接合成二苯甲酮亚胺。这条工艺路线的好处是：合理、经济、副产物少、高产率，产率高达85%~95%，这是和实验室常用方法同样好的一条工业合成苯甲酮亚胺的方法。反应方程式为：
1.2.2 各条工艺路线的优缺点比较
上述四种都是制备二苯甲酮亚胺化合物的工艺路线，其中第一种路线的缺点是在分解反应中随着反应的进一步进行，产生的副产物是粘性物质，因而产物分离难度大，且亚胺易水解，从而影响其收率；而第三种方法虽然是实验室制法，但需要抽气装置，要明火加热，安全性不高；第四种方法是工业制备二苯甲酮亚胺化合物的方法，尽管这条工艺路线有合理、经济、副产物少、高产率等优点，产率高达85%~95%，但对实验的反应装置要求极高，且条件也非常苛刻。
所以，制备二苯甲酮亚胺最好选用第二种的无水甲醇分解法。用无水甲醇替代纯氨来分解格氏试剂—腈的反应产物，保留了用纯氨的方法的优点，还能产生更高的产率，反应需要的时间也减少，如各种烷基酮亚胺、芳基酮亚胺、杂环酮亚胺都能用这种新方法来制备。用甲醇来分解的，从而使产物，不溶性副产物—溴化甲氧基镁更加容易处理，因为这种盐是晶体，很容易过滤，而用纯氨的方法的副产物是粘性物质，很难处理，从而使酮亚胺损失，导致产率低下的主要原因，用甲醇的另一个优点是：使副产物立即沉淀，分解反应更加快速，且容易控制，反应是否完全更加明确。
2. 格氏试剂的概况
2.1 格氏试剂的总体概况
2.1.1 格氏试剂的制备
格氏试剂是由卤代烃的醚溶液与金属镁屑混合发生沸腾反应、金属镁逐渐消失后所形成的溶液，是由法国化学家Victor Grignard的名字命名的，它是有机化学最有用和最多能的试剂之一，Victor Grignard由于这一发明在1912 年获得了Nobel 奖。
其通式是RMgX，R 表示烷基(1°、2°、3°)，烯丙基、芳烷基，X表示—B r、—Cl、—I ，RX 中不能带有与格氏试剂作用的基团(如—OH、—NH2、—NO2、—COOH 等)，否则每当有格氏试剂的分子形成，它立刻同另一分子中的活性基团作用，产生别的产物。
R 可以为伯、仲、叔烃基，X 可为碘、溴、氯。R 亦可为芳基，这时X 仅为碘或溴，芳香氯化物及氯乙烯不够活泼，不易与镁反应。在制备格氏试剂中，卤代烃的反应活性既决定于卤素X，也决定于R 的结构。当卤代烃中，R 相同而卤素不同时，其活性顺序是：RI>RBr>RCl>RF
当R 表示烯基、芳基时, 反应必须在环醚四氢呋喃(THF) 中进行。
在制备芳基卤化镁时, 苯环上不能带有能与格氏试剂起反应的别的取代基。如:：羧基(—COOH)、羟基(—OH)、氨基(—NH2)、磺酰基(—SO3H) 等因含有连在氧或氮上的氢，它们有足够的酸性能使格氏试剂分解。羰基(> C= O)、酯基(—COOR )、氰基(—CN ) 都能与格氏试剂起加成反应。硝基(—NO2) 会氧化格氏试剂。因此在制备格氏试剂时，卤代物分子中只能带有少数一些基团，如—R、—Ar、—OR、—Cl等。

版权声明：本站内容均来自互联网，仅供演示用，请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系QQ:729038198，我们将在24小时内删除。