本文将介绍合成2,6-二甲基吗啉的具体步骤和操作技巧,通过深入探讨合成过程中的关键因素,旨在为读者提供合成2,6-二甲基吗啉的指导和参考。
背景:2,6-二甲基吗啉是合成农药杀菌剂十三吗啉、吗菌啉、丁苯吗啉的重要中间体,同时也是合成抗真菌药阿莫罗芬的重要中间体。它的制备方法有多种,其工业化生产主要用二异丙醇胺在强酸下脱水环化合成。工业化生产的2,6-二甲基吗啉中含有顺、反两种异构体,两种异构体的比例为顺式 2,6-二甲基吗啉:反式2,6-二甲基吗啉约为7∶3。其中顺式的抑菌活性明显高于反式。农药杀菌剂丁苯吗啉以及抗真菌药阿莫罗芬都是使用的顺式2,6-二甲基吗啉合成。
合成:
1. 方法一:
(1) 以苄胺和手性环氧丙烷为原料,经缩合得到N-苄基-二异丙醇胺。手性环氧丙烷为R构型或者S构型,苄胺与手性环氧丙烷的克分子配比为1∶1.8~2.5,反应在极性溶剂中进行,反应温度为室温至100℃,反应时间为1~18小时。极性溶剂为DMF、DMSO或脂肪醇;;
(2) 对步骤(1)得到的N-苄基-二异丙醇胺用硫酸脱水环合得到N-苄基-顺式-2,6-二甲基吗啉。手性N-苄基-二异丙醇胺在浓硫酸存在下加热脱水环合,手性N-苄基-二异丙醇胺与浓硫酸的克分子配比为1∶1~5 ;反应温度控制在室温至230℃;反应时间为1~18小时;
(3) 对步骤(2)的产物进行氢化脱苄基得顺式-2,6-二甲基吗啉,具体采用催化方法脱苄基,所使用的催化剂为钯-碳。底物与催化剂的重量配比为1~10%,反应溶剂为脂肪醇,脂肪醇是甲醇、乙醇或异丙醇,氢化压力为1.5~2.0MPa,反应温度为60~80℃,反应时间5~7小时。
2. 方法二:
步骤1,向反应釜中加入反式2,6-二甲基吗啉或者反式2,6-二甲基吗啉与顺式2,6-二甲基吗啉混合物;
步骤2,加入催化剂,任选地在搅拌或不搅拌的条件下混合,反应釜升温;
步骤3,反应釜温度升至120℃以上时,通入氢气,至反应结束;
步骤4,经后处理,得到顺式2,6-二甲基吗啉成品。
实验中,步骤1中通入氢气后维持反应釜压力为0.8Mpa~4.0Mpa和温度不超过210℃下进行反应;步骤2中,基于100重量份的2,6-二甲基吗啉,催化剂的用量为0.5至10重量份;催化剂为钯碳、铂碳,钌碳和铑碳中的一种或多种催化剂;步骤3中,当反应釜温度达到140℃以上时,开始通入氢气。优选的,步骤3中,当反应釜温度达到160℃以上时,开始通入氢气。通入氢气后反应过程中维持反应容器中的压力为1.2Mpa~2.5Mpa;
步骤4中,后处理包括以下操作:(1)将温度降低,直至降至110℃以下;沉降后反应体系分为上下两层,从下层回收催化剂,循环或套用;(2)对上层清液进行过滤,然后精馏,。优选的,精馏为负压精馏。
参考文献:
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