二环己基碳二亚胺的合成方法与制作流程

技术涉及一种二环己基碳二亚胺的合成方法,所述方法包括如下步骤:室温下向反应釜中依次加入溶剂和二环己基脲,然后搅拌均匀,加入固体光气,然后再加入催化剂和反应助剂,升高温度,保温搅拌反应;反应完毕后,通入氨气调节pH至7.5-9,然后趁热抽滤,将所得滤液先常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集153-156℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺。该工艺具有收率高、反应快、安全性强的优点,克服了现有固体光气反应不稳定、收率不够高的缺点,具有十分广阔的工业化应用前景和市场开拓潜力。
技术要求
1.一种二环己基碳二亚胺的合成方法,所述方法包括如下步骤:
室温下向反应釜中依次加入溶剂和二环己基脲,然后搅拌均匀,加入
固体光气,然后再加入催化剂和反应助剂,升高温度,保温搅拌反应;
反应完毕后,通入氨气调节pH至7.5-9,然后趁热抽滤,将所得滤液ert
先常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集
153-156℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺。
2.如权利要求1所述的合成方法,其特征在于:所述催化剂为
铜盐、镍盐和硝酸铈铵的混合物,其中铜盐、镍盐和硝酸铈铵的三者
质量比为1:0.2-0.6:0.4-0.8,优选为1:0.4:0.6。
3.如权利要求2所述的合成方法,其特征在于:所述铜盐为CuCl2、
CuBr2、Cu(acac)2、CuCl、CuBr中的任意一种,优选为Cu(acac)2、CuBr
中的任意一种。
4.如权利要求2-3任一项所述的合成方法,其特征在于:所述镍
盐为NiCl2、NiBr2、NiSO4、NiNO3、对甲苯磺酸镍中的任意一种或其
水合盐,优选为对甲苯磺酸镍。
5.如权利要求1-4任一项所述的合成方法,其特征在于:所述反
应助剂为十二烷基硫酸钠、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基苄基
氯化铵、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠中的任意一种,优选为十
二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠。
6.如权利要求1-5任一项所述的合成方法,其特征在于:所述二
环己基脲与催化剂的质量比为1:0.001-0.01,优选为1:0.004-0.006。
7.如权利要求1-6任一项所述的合成方法,其特征在于:所述
二环己基脲与固体光气的质量比为1:1.5-3,优选为1:2-2.5。
8.如权利要求1-7任一项所述的合成方法,其特征在于:所述二
环己基脲与反应助剂的质量比为1:0.1-0.15,优选为1:0.12。
9.如权利要求1-8任一项所述的合成方法,其特征在于:所述溶
剂为叔丁基甲基醚、甲苯、、乙醚、乙腈、甲醇、异丙醇、
N-甲基吡咯烷酮(NMP)中的一种或多种。
10.如权利要求1-9任一项所述的合成方法,其特征在于:反应
温度为25-55℃,反应时间为1-4h。
说明书
一种二环己基碳二亚胺的合成方法
技术领域
本技术涉及一种亚胺化合物的合成方法,更具体地涉及一种二
环己基碳二亚胺的合成方法,属于有机化工中间体合成领域。
背景技术
二环己基碳二亚胺又名DCC,为白结晶且熔点较低,是一种
非常重要的现代有机合成试剂,其分子中的累积二烯结构使DCC具有很强的化学活性,可与羧酸、氢氰酸、硫化氢、醇、胺等多种化合物反应。早在1955年Sheeham就将其用于多肽的合成,因此其作为
合成反应中的脱水剂已被广泛应用于有机、化工、染料、医药和生物等合成领域;此外,DCC还可作为聚合物的添加剂,如用于促进橡胶与颜料等组分的交联而缩短固化时间等。
目前,现有技术中已经存在诸多合成二环己基碳二亚胺的相关生
产工艺或方法,主要涉及下述几种方法:硫脲法、脲法、异氰酸酯法
和光气法。例如:
(1)硫脲法:CN101096349A的专利申请报道了一种二环己基碳
二亚胺的生产工艺,其采用环己烷和二硫化碳反应生成二环己基硫脲和硫化钠,二环己基硫脲再经次氯酸钠二次氧化脱硫化氢而生成二环己基碳二亚胺,其采用次氯酸钠氧化的催化剂为三乙基苄基氯化铵或聚乙二醇。该工艺能够有效脱除产品中的硫,提高了产品的质量。
(2)脲法:CN101928237A的专利申请介绍了一种再生法制备二
环己基碳二亚胺的生产工艺,其具体操作为:以二环己基脲为原料先碱洗除杂,再用氧化剂进行再生处理,于有机溶剂、40-42℃条件下搅拌反应0.15-2小时,可实现DCC的再生,收率为60-78%。
(3)异氰酸酯法:CN101524650A的专利申请报道了一种催化合
成二环己基碳二亚胺的新方法,其采用有机磷固体聚合物催化剂用于环己基异氰酸酯催化缩合得到二环己基碳二亚胺产品,且该催化剂可循环利用6次以上,制备得到的产品纯度高。
(4)光气法:
US5648537A的专利申请报道了一种采用二环己基脲和气态光气
为原料在甲基叔丁基醚中反应制备二环己基碳二亚胺的方法,该工艺具有较高的收率,但采用剧毒的光气为原料严重影响生产的安全,并且气态物料的使用对设备要求高,生产投入较大,不利于工业化。CN102408355A的专利申请介绍了一种二环己基碳二亚胺的安全
生产工艺,其以二环己基脲和双(三氯甲基)碳酸酯为原料,于有机溶剂、20-100℃下反应,结束后降至室温加入三乙胺中和,反应液经后处理得到目标产物。该工艺采用较为安全的固体光气能够有效保证生产的安全可靠,并从根本上消除了三废污染严重的问题,但该工艺收率不够高、反应不稳定且收率差别较大(近40%),造成工业生产稳定性不够而易于受到各因素影响。
尽管现有技术中已存在各种DCC的合成方法,但这些方法往往
存在不利于规模化生产的弊端,例如:1、产品收率不够高、难以满足工业应用的需要;2、采用毒性较大的异氰酸酯或光气为原料,带来了潜在的安全隐患;3、部分方法或工艺存在生产线较长、步骤
繁琐的问题;4、工艺条件较为苛刻(如温度高等),生产能耗较高,降低了企业利润。由此可见,研发一种收率高、工艺简单的DCC的生产工艺已成为有机化工领域亟待解决的重要问题。
本技术人针对现有技术存在的诸多技术缺陷,旨在从现有大量文
献调研的基础上,通过实验探究,从而改进现有固体光气生产工艺,研制一种新型、高效的工业催化剂,从而改善固体光气生产中的产品收率、降低生产成本,为当前有机、医药、化工等领域的研发、生产提供了一种可靠途径,满足对产品大量需求。
技术内容
为了克服上述所指出的诸多缺陷,本技术人对此进行了深入研
究,在付出了大量创造性劳动后,从而开发出一种二环己基碳二亚胺的合成方法,进而完成了本技术。
具体而言,本技术的技术方案和内容涉及一种二环己基碳二亚胺
的合成方法,所述方法包括如下步骤:室温下向反应釜中依次加入溶剂和二环己基脲,然后搅拌均匀,加入固体光气,然后再加入催化剂和反应助剂,升高温度,保温搅拌反应;反应完毕后,通入氨
气调节pH至7.5-9,然后趁热抽滤,将所得滤液先常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集153-156℃馏分,并在烘箱中
真空干燥,得到二环己基碳二亚胺。
反应方程式如下:
在本技术的所述合成方法中,所述催化剂为铜盐、镍盐和硝酸铈
铵的混合物,其中铜盐、镍盐和硝酸铈铵的三者质量比为1:0.2-0.6:0. 4-0.8,优选为1:0.4:0.6。
在本技术的所述合成方法中,所述铜盐为CuCl2、CuBr2、
Cu(acac)2、CuCl、CuBr中的任意一种,优选为Cu(acac)2、CuBr中的任意一种。
在本技术的所述合成方法中,所述镍盐为NiCl2、NiBr2、NiSO4、NiNO3、对甲苯磺酸镍中的任意一种或其水合盐,优选为对甲苯磺酸镍。
在本技术的所述合成方法中,所述反应助剂为十二烷基硫酸钠、
十二烷基苯磺酸钠、十二烷基二甲基苄基氯化铵、十四烷基磺酸钠、十四烷基硫酸钠中的任意一种,优选为十二烷基硫酸钠、十四烷基硫酸钠。
在本技术的所述合成方法中,所述二环己基脲与催化剂的质量比
为1:0.001-0.01,例如可为1:0.001、1:0.002、1:0.003、1:0.004、1:0.005、1:0.006、1:0.007、1:0.008、1:0.009或1:0.01,优选为1:0.004-0.006。
在本技术的所述合成方法中,所述二环己基脲与固体光气的质量
比为1:1.5-3,非限定性地可为1:1.5、1:1.6、1:1.7、1:1.8、1:1.9、1:2、1:2.1、1:2.2、1:2.3、1:2.4、1:2.5、1:2.6、1:2.7、1:2.8、1:2.9或1:3,
优选为1:2-2.5。
在本技术的所述合成方法中,所述二环己基脲与反应助剂的质量
ded
比为1:0.1-0.15,优选为1:0.12。
在本技术的所述合成方法中,所述溶剂为叔丁基甲基醚、甲苯、
、乙醚、乙腈、甲醇、异丙醇、N-甲基吡咯烷酮(NMP)等中
的一种或多种,优选为甲苯、、乙腈或甲醇。
在本技术的所述合成方法中,二环己基脲与溶剂的质量体积比并
没有特别的限定,例如可为1:7-12g/ml,即每1g二环己基脲加入到
7-10ml溶剂中,优选为1:8-10g/ml,例如可为1:8、1:8.5、1:9、1:9.5
或1:10。
在本技术的所述合成方法中,反应温度为25-55℃,优选为
25-40℃,非限定性地例如可为25℃、26℃、27℃、28℃、29℃、30℃、31℃、32℃、33℃、34℃、35℃、36℃、37℃、38℃、39℃或40℃,
谷物大脑在线阅读更优选为35-40℃。
在本技术的所述合成方法中,反应时间为1-4h,非限定性地可为
1h、1.5h、2h、2.5h、3h、3.5h或4h,优选2-3h。
本技术人通过大量创造性实验的筛选构建了以铜盐、镍盐和硝酸
铈铵为主要组分的新型三元催化剂体系,通过催化原料二环己基脲与
固体光气的反应历程实现了高效、快速地制备二环己基碳二亚胺。与
现有技术相比,本技术的有益效果为:湖南米仓门
1、开发了适于催化二环己基脲与固体光气反应的新型复合催化
剂,有效提高了反应收率、保证了生产的稳定性。
2、选择合适的助剂有效缩短了反应时间,降低了生产成本。
3、常温反应而节约能源消耗,避免工业生产中高温带来的生产
困难、不安全等一系列问题。
具体实施方式
下面通过具体的实施例对本技术进行详细说明,但这些例举性实
施方式的用途和目的仅用来例举本技术,并非对本技术的实际保护范
围构成任何形式的任何限定,更非将本技术的保护范围局限于此。
制备例1
数字卫星
按照质量比为1:0.4:0.6的比例来称取Cu(acac)2、对甲苯磺酸镍
和硝酸铈铵,并研磨混合均匀,即可得本技术的复合催化剂,具体应
用于下述各个实施例中。
实施例1
室温下向反应釜中依次加入800ml乙腈和100g二环己基脲,然
后搅拌均匀,加入220g固体光气,然后再加入0.4g催化剂和12g
反应助剂十二烷基硫酸钠,升高温度至35℃,保温搅拌反应2.5h;反应完毕后,通入氨气调节pH至7.5,然后趁热抽滤,将所得滤液
先常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集
153-156℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺,为白结晶固体,收率为99.5%,纯度为99.1%(HPLC)。
实施例2
室温下向反应釜中依次加入900ml乙腈和100g二环己基脲,然
后搅拌均匀,加入250g固体光气,然后再加入0.5g催化剂和12g
反应助剂十二烷基硫酸钠,升高温度至40℃,保温搅拌反应3h;反应完毕后,通入氨气调节pH至8,然后趁热抽滤,将所得滤液先常
压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集153-156 ℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺,为白结晶固体,收率为99.2%,纯度为98.9%(HPLC)。
实施例3
室温下向反应釜中依次加入1000ml乙腈和100g二环己基脲,
然后搅拌均匀,加入230g固体光气,然后再加入0.6g催化剂和12g
反应助剂十二烷基硫酸钠,升高温度至35℃,保温搅拌反应2h;反应完毕后,通入氨气调节pH至8.5,然后趁热抽滤,将所得滤液先
常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集153-156 ℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺,为白结晶固体,收率为99.3%,纯度为99.3%(HPLC)。雨霖铃赏析
实施例4
室温下向反应釜中依次加入850ml乙腈和100g二环己基脲,然
后搅拌均匀,加入200g固体光气,然后再加入0.5g催化剂和12g
反应助剂十二烷基硫酸钠,升高温度至40℃,保温搅拌反应3.5h;反应完毕后,通入氨气调节pH至9,然后趁热抽滤,将所得滤液先
常压蒸除溶剂,然后在1.35-1.54kPa的压力下减压蒸馏,收集153-156 ℃馏分,并在烘箱中真空干燥,得到二环己基碳二亚胺,为白结晶固体,收率为99.1%,纯度为98.7%(HPLC)。
实施例5-8
除将制备例1中的催化剂中的相应Cu(acac)2替换为如下的组分
外,以与实施例1-4相同的方式而分别实施了实施例5-8,组分与实
验结果的对应关系如下表1所示。
表1

本文发布于:2024-09-21 18:59:00,感谢您对本站的认可!

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