1、2-氯三乙胺盐酸盐的制备及应用沈小朋 (应化 0902 班 ) 学号:2009310200807摘要:2-氯三乙胺盐酸盐是一种白色 结晶,有吸湿性。在 245 度升华而不分解。溶于乙醇和 氯仿,极微溶于苯,几乎不溶于乙醚,有刺激性。它是一种重要的化工中间体,广泛用于医药、农药及其他产品的合成,该产 品也主要做相转移催化剂, 因此对它的合成具有重要意义。关键词:二乙胺 氯化亚砜 N,N-二乙氨基乙醇, 氯仿1. 引言2-氯三乙胺盐酸盐为白色结晶,熔点 143-146。易溶于水,不溶于醚和冷醇。他的主要用途:2-氯乙胺盐酸盐为重要的精细化工原料。在医药工业是可用于合成头孢替安、牛磺酸等。它还是氨基
2、酸、缩二氨酸和核苷酸的衍生试剂。国外对该产品的开发较早,鉴于目前国内对其需求量不断增大,开发一条工合理、污染少、产品质量高的合成路线,对于满足各行业的需求是十分必要的。综合文献报道,合成 2-氯乙胺盐酸盐主要有气相法和液相法,由于气相法需通纯氯化氢气体,这对设备要求高,操作难度较大,而且反应温度高,反应时间长达 36h。本次实验采用液相法进行,实验条件容易达到,操作易于控制,利用 N,N-二乙氨基乙醇和氯化亚砜反应,生成最终产物。2.实验原理3.实验过程3.13.11 仪器及设备150ml 二口烧瓶、250ml 三口烧瓶、电磁搅拌器、恒压滴液漏斗、尾气回收装置、回流冷凝管、直形冷凝管、水银温度
3、计、分液漏斗、150ml 锥形瓶、烧杯、铁架台、布氏漏斗、量筒3.12 药品二乙胺、氯乙醇、苯、氢氧化钠、氯化亚砜、乙醚、无水碳酸钠、冰块、无水乙醇、氯仿3.2 实验步骤3.21 N,N-二乙氨基乙醇的合成安装装置:在 DF-101s 集热式恒温加热磁力搅拌器上安装回流装置,固定干燥的三颈烧瓶、球形冷凝管,装好尾气回收装置,吸收液为碱性溶液,因为反应中有HCl 气体冒出。接通冷凝水,调整水速。注意装置的安稳和检漏工作。加药品:然后在三颈烧瓶侧口加入 45ml 化学纯二乙胺(二乙胺极易燃,具有腐蚀性,取用的时候要注意安全) ,在三口烧瓶内加入一颗干净的磁子。反应开始:开启水浴锅并搅拌,搅拌速度不
4、宜太快(在 10-20 之间) 。水浴加热(温度60 度左右)至沸。二乙胺沸点为 55.5 度,但由于体系与环境的温度差导致装置散热等原因,将温度设置成稍高于沸点的温度,更有利于反应的进行。在三颈烧瓶侧口安装干燥的恒压滴液漏斗,滴液漏斗一定要提前检漏,滴液漏斗中加入 29ml 氯乙醇(分析纯) ,缓慢滴加,持续加热(温度为 90 度) ,因为这个温度处于二乙胺和氯乙醇的沸点之间,不会影响反应的质量,但提高了反应速率。搅拌 8 小时左右,在加热的前 2 小时内,液体逐渐由无色变为棕黄色,继续加热,液体逐渐由棕黄色变至棕红色,颜色逐渐加深。这 8 个小时可间断。8 小时后停止加热,冷却后,本应结晶
5、,却没有。加入 65%的氢氧化钠溶液, (实验中 65%的 NaOH 不能完全溶解,用饱和 NaOH 即可。而且要注意 NaOH溶解是放热反应,注意安全) ,搅拌至固体全部溶解,此时溶液变为浅黄色。然后用苯为萃取剂(320ml)提取,特别注意分液漏斗的检漏,萃取之前可先将上层清夜倒到锥形瓶中,这样萃取更快。萃取液用无水碳酸钠干燥 3 小时以上,抽滤。安装蒸馏装置,尤其注意安装温度计及温度计的位置,将滤液进行蒸馏,温度 80 度左右,蒸馏过程中注意观察温度计的温度。先将苯蒸馏出来,至无液体蒸馏出来为止,苯进行回收,瓶中剩余液体直接用于下一步反应。3.22 2-氯-1-(N,N-二乙氨基)乙烷盐酸
6、盐的合成换回回流装置,称量上一步反应产生液体的质量,为 45.56g,为取液方便,直接用于此步反应,只是后面加入药品的量要按比例换算。在 150ml 二口烧瓶中加入 40.3g N,N-二乙氨基乙醇和 67ml 氯仿,进行冰浴,使水浴锅温度降至0 度,同时开启搅拌。当温度维持在 0 度时,缓慢滴加含 51g 二氯亚砜的 40ml氯仿, (先在锥形瓶中加入 40ml 氯仿,再在通风橱下向锥形瓶内加 51g 氯化亚砜,因为氯化亚砜极易挥发,毒性大,所以一定要注意在通风橱去加) ,一定要缓慢滴加,若加入过快,瞬间会有大量气体产生,易发生危险。尾气吸收装置里液体碱性一定要很强,便于吸收气体完全。滴加
7、1.5 小时左右,温度先是维持 60 度,然后上升到 75 度。滴加完毕后,继续加热回流 3 小时左右,至无酸性气体放出为止。换成蒸馏装置,将氯仿 75 度蒸干,因为氯仿沸点为 61.2 度,温度稍高于沸点易于蒸干,在蒸馏快结束时,将温度再调高一点,有利于氯仿蒸干,将氯仿回收。瓶中剩余固体用无水乙醇重结晶,经滴液漏斗缓慢加入 75ml 的无水乙醇,并搅拌,直到固体全部溶解为止,得到黑色溶液。冷却后加入 1.46g 活性炭脱色,电磁搅拌,加热至 80 度左右,保持沸腾 10min,趁热抽滤,迅速将滤液转入三口烧瓶。经滴液漏斗加入 54ml 乙醚,产品几乎不溶于乙醚,反应中的其他有机溶剂与乙醚互溶
8、,搅拌,40 度回流 20min,冷却结晶,为加速冷却,采用冰水冷却。短时间内迅速有黄白色晶体产生,并沉在烧杯底部,分层后乙醚处在上层。抽滤得产品,产品为黄色晶体。称量质量,13.28g.4.结果与讨论本实验所涉及的反应过程较多,实验操作复杂,实验装置要经常更换,反应时间较长所用的实验药品气味刺激性较大。实验时要仔细操作,注意安全,实验装置要正确连接,注意通风。如果在加热时,烧瓶内冒出大量气体,应立即停止加热,远离加热装置,保证人身安全。在反应中,控制好反应的时间和温度,这决定了最后产物的产率。4.1 反应时间的影响第一步实验中,二乙胺和氯乙醇要反应 8 小时,可间断。应注意反应的时间把握,反
9、应过长或过短都会影响产率。最后得到的 2 氯三乙胺盐酸盐颜色偏黄,可能是在活性炭脱色时,时间较短造成的。4.2 反应温度的影响实验前,查阅相关试剂的沸点,在加热回流蒸馏过程中,注意温度控制在溶剂沸点左右,稍高于沸点,不可过高,防止副反应发生。5.结论本次实验是制备 2-氯三乙胺盐酸盐的实验室方法,该反应条件温和,对设备要求低,副反应少,无需后处理即可得到高纯度的产品,而且产品色泽好,操作易于进行,为工业化生产提供了非常好的实验原理,同时还具有反应快、操作容易控制、溶剂可循环使用等特点。因此是一条具有竞争力和良好前景的合成工艺路线,但要真正应用于大规模生产,还要综合考虑生产成本及设备需求等因素。参考文献: 1 JP 8341 8422 DD 258 2223 精细化工-2-氯乙胺盐酸盐的合成工艺研究 祝一峰