乙氧胺鹽酸鹽的綠色合成新工藝

谷東杰，魏凡書

(天津市華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 300270)

乙氧胺鹽酸鹽的綠色合成新工藝

谷東杰，魏凡書

(天津市華北地質(zhì)勘查局核工業(yè)二四七大隊(duì)，天津 300270)

以乙醇和尿素為原料，經(jīng)過醇解、溴代反應(yīng)，得到產(chǎn)物N-溴代氨基乙酸酯，在堿性溶液中發(fā)生重排反應(yīng)得到乙氧胺，再與濃鹽酸反應(yīng)得到乙氧胺鹽酸鹽穩(wěn)定化合物。研究了不同反應(yīng)條件：原料配比、反應(yīng)所用時(shí)間、反應(yīng)的溫度等條件對(duì)反應(yīng)產(chǎn)物的影響。

乙氧胺；尿素；鹽酸鹽;條件優(yōu)化

乙氧胺鹽酸鹽是一類有著重要藥用價(jià)值的有機(jī)合成中間體，在醫(yī)藥、農(nóng)藥方面有著重要的應(yīng)用。作為主要中間體可以合成環(huán)已烯酮類除草劑噻草酮、烯禾啶、三甲苯草酮等[1-3]。乙氧胺鹽酸鹽應(yīng)用前景廣闊，可用于開發(fā)作為合成新醫(yī)藥及新農(nóng)藥創(chuàng)制領(lǐng)域的中間體，因此對(duì)乙氧胺鹽酸鹽的合成很有研究價(jià)值[4-5]。

1 實(shí)驗(yàn)部分

1.1 藥品與儀器

無水乙醇、尿素、氫氧化鉀、濃鹽酸、溴液全為分析純。

RE 52-99A旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀;磁力攪拌器。

1.2 實(shí)驗(yàn)過程

在裝有恒壓滴液漏斗、溫度計(jì)、尾氣吸收裝置的250 mL的三口燒瓶中，加入20 mL乙醇與6g尿素(0.1mol)溶解,在三口瓶中加入催化劑回流反應(yīng)3h，反應(yīng)完畢后旋蒸得產(chǎn)物氨基甲酸乙酯。在冰水浴下，緩慢向制備得到的氨基甲酸乙酯中滴加含液溴15.9g(0.1 mol)的20 mL乙醇溶液，攪拌反應(yīng)5 h，得到溴代氨基甲酸乙酯。后將氫氧化鉀的水溶液(質(zhì)量分?jǐn)?shù)15%)緩慢滴加到上述溶液中，反應(yīng)4 h。然后改為蒸餾裝置，蒸餾得到乙氧胺的醇水溶液。攪拌下向其中滴加濃鹽酸，調(diào)節(jié)pH值到1-2，加熱濃縮，經(jīng)過乙醇重結(jié)晶，得到乙氧胺鹽酸鹽[6]。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與優(yōu)化

討論以尿素和乙醇原料，經(jīng)過醇解、溴代反應(yīng)，堿性霍夫曼重排，然后與濃鹽酸反應(yīng)得到乙氧胺鹽酸鹽。探究了不同的反應(yīng)條件對(duì)目標(biāo)產(chǎn)物收率的影響。

2.1 醇解反應(yīng)對(duì)收率的影響

研究了乙醇和尿素的配比對(duì)氨基甲酸乙酯的產(chǎn)率影響，物質(zhì)的量比分別為1:1，2:1，3:1，4:1，5:1，收率和對(duì)應(yīng)物質(zhì)量的比見圖1。

圖1 乙醇和尿素物質(zhì)的量比對(duì)產(chǎn)率影響圖

圖2 氨基甲酸乙酯與溴配比對(duì)產(chǎn)物收率的影響

由圖1可知在乙醇和尿素物質(zhì)的量比為4:1 時(shí) 為最合適物料配比，產(chǎn)率達(dá)到78.9%，這是由于配比較小時(shí)，尿素含量很高，導(dǎo)致尿素分解速率很快，產(chǎn)物的選擇性低，導(dǎo)致產(chǎn)率不高，當(dāng)乙醇物質(zhì)的量比大于4時(shí)，產(chǎn)率增加不大，所以選擇反應(yīng)物質(zhì)的量比為4:1。

2.2 溴代反應(yīng)對(duì)收率的影響

2.2.1 氨基甲酸乙酯與液溴配比對(duì)反應(yīng)的影響

在冰水浴下，緩慢滴加溴的乙醇溶液，反應(yīng)3h。研究了氨基乙酸甲酯和溴的物質(zhì)的量配比對(duì)乙氧胺鹽酸鹽收率的影響，結(jié)果見圖2。由圖2可以看出，當(dāng)n(氨基甲酸乙酯)：n(溴)=1：1.1時(shí)，產(chǎn)率最高達(dá)到76.5%。這是因?yàn)樵诘渭愉宓囊掖既芤旱臅r(shí)候會(huì)有一部分沒有完全反應(yīng)，而在溴過量的時(shí)候易于生成二溴代產(chǎn)物。所以在溴稍微過量的情況下，得到的乙氧胺鹽酸鹽收率最高。

2.2.2 與溴乙醇溶液的溫度對(duì)反應(yīng)的影響

n(氨基甲酸乙酯)：n(溴)=1：1.1，緩慢滴加溴乙醇溶液，反應(yīng)3h。研究了滴加溴乙醇溶液的溫度對(duì)乙氧胺鹽酸鹽收率的影響，結(jié)果見圖3。

圖3 反應(yīng)溫度對(duì)收率的影響圖

圖4 反應(yīng)的時(shí)間對(duì)收率的影響圖

由圖3可以看出，當(dāng)反應(yīng)溫度為10℃時(shí)，緩慢滴加溴的乙醇溶液，乙氧胺鹽酸鹽的收率最高。因?yàn)榈渭愉宓臏囟葧?huì)影響中間體氯代氨基甲酸乙酯的生成。溫度低時(shí)，氨基甲酸乙酯反應(yīng)不充分；溫度高時(shí)，易于生成二溴代的產(chǎn)物。所以要控制溫度10℃，從而得到最佳產(chǎn)率。

2.2.3 反應(yīng)時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響

原料配比n(氨基甲酸乙酯)：n(溴)=1：1.1，控溫10℃條件下。研究了氨基甲酸乙酯與氯氣乙醇溶液反應(yīng)的時(shí)間對(duì)乙氧胺鹽酸鹽收率的影響，結(jié)果見圖4。

從圖4中可以看到最佳的反應(yīng)時(shí)間為4 h，時(shí)間短，氨基甲酸乙酯反應(yīng)不充分，時(shí)間長，容易生成二溴代產(chǎn)物。所以，確定最佳的反應(yīng)時(shí)間為4 h。

3 結(jié)論

本方法所用原料是工業(yè)中常見的產(chǎn)品，價(jià)格便宜，反應(yīng)路線短，反應(yīng)條件溫和，操作簡單，后處理容易。避免了使用較為危險(xiǎn)的發(fā)煙硫酸、醇鈉、亞硝酸鈉、硫酸二烷基酯等原料，克服了毒性大、反應(yīng)較難控制的缺點(diǎn)，適合工業(yè)生產(chǎn)，是較為理想的綠色工業(yè)合成方法。

當(dāng)原料的物質(zhì)的量的配比n(乙醇)：n(尿素)：n(溴)=4：1：1.1，溶劑為乙醇水，與溴的乙醇溶液反應(yīng)的溫度為10℃，反應(yīng)4 h，收率最高，達(dá)到77.8%。

[1] Audran G, Breémond P, Marque S R A, et al. Chemically triggered C-ON bond homolysis in alkoxyamines effect of the counteranion[J]. The Journal of Organic Chemistry, 2013, 78(15): 7754-7757.

[2] Zhang H, Jiasheng W. Synthesis of O-2, 4-dichlorophenyl methyl hydroxylamine hydrochloride[J].Guangdong Chemical Industry , 2012, 18: 16.

[3] 蘇少泉. ACCase特性、功能及其抑制除草劑發(fā)展與雜草抗性[J].農(nóng)藥研究與應(yīng)用,2006(6):1-8.

[4] Buschmann E, Norbert G, Harreus A, et al. Process for the preparation of O-substituted hydroxylammonium salts: US，5,585,520[P]. 1996-12-17.

[5] Li G, Angert H H, Sharpless K B. N‐halocarbamate salts lead to more efficient catalytic asymmetric aminohydroxylation[J].Angewandte Chemie International Edition in English, 1996, 35(23‐24): 2813-2817.

[6] Kurosawa W, Kobayashi H, Kan T, et al. Total synthesis of (-)-ephedradine A: an efficient construction of optically active dihydrobenzofuran-ring via C-H insertion reaction[J].Tetrahedron, 2004, 60(43): 9615-9628.

(本文文獻(xiàn)格式：谷東杰，魏凡書.乙氧胺鹽酸鹽的綠色合成新工藝[J].山東化工，2017，46(06)：36-37.)

The Synthesis of Ethoxyamine Hydrochloride by New Green Method

GuDongjie,WeiFanshu

(The Nuclear Industry 245 Brigade of Tianjin North China Geological Exploration Bureau,Tianjin 300270,China)

In this paper, a method for the synthesis of ethoxyamine hydrochloride was studied . Through alcoholysis, bromo, the resulting product is N-bromo-ethyl carbamate. Which can rearrangement to ethoxyamine, followed by reaction with concentrated hydrochloric acid to give the ethoxyamine hydrochloride. The effects of different reaction conditions including raw material ratio, reaction temperature, reaction time were on the yield.

ethoxyamine; carbamide; hydrochloride；conditions optimized

2017-02-13

谷東杰(1990—)，女，從事化學(xué)檢測及研究；通信作者：魏凡書(1989—)，從事化學(xué)檢測及研究。

TQ203

A

1008-021X(2017)06-0036-02