本技術(shù)涉及氟化工領(lǐng)域,特別涉及一種2-甲基-3-三氟甲基苯胺的制備工藝。
背景技術(shù):
1、2-甲基-3-三氟甲基苯胺(2-methyl-3trifluoromethylaniline)簡(jiǎn)稱mta,cas[54396-44-0],分子式c8h8f3n,分子量175,熔點(diǎn)40℃,沸點(diǎn)198℃。
2、2-甲基-3-三氟甲基苯胺是一種重要的醫(yī)藥、農(nóng)藥中間體,主要用于合成安神藥、消炎止疼藥及除草劑,如-(2-甲基-3-三氟甲基)苯胺基煙酸、n-(2甲基-3-三氟甲基苯基)鄰氨基苯甲酸,均有很好的消炎止痛效果。mta是制備氟尼辛的關(guān)鍵中間體,氟尼辛的化學(xué)名稱為2-[[2-甲基-3-(三氟甲基)苯基1氨基]-3-酸,是一種有效的止痛藥,特別適合用于胃腸外投藥。
3、目前合成2-甲基-3-三氟甲基苯胺有幾個(gè)路線:
4、專利cn102491906a公開(kāi)了一種2-甲基-3-三氟甲基苯胺的合成方法,以對(duì)甲苯磺酸為原料,經(jīng)過(guò)以下步驟:1、制備3-硝基-4-甲基苯磺酸;2、制備3-硝基-4-甲基-5-溴苯磺酸;3、制備2-硝基-6-溴甲苯;4、制備2-硝基-6-三氯甲基甲苯;5、制備2-硝基-6-三氟甲基甲苯;6、制備2-甲基-3-三氟甲基苯胺。該路線反應(yīng)步驟長(zhǎng),用到溴素等原料,對(duì)反應(yīng)的要求高。其合成路線為:
5、
6、專利cn103570558a公開(kāi)了一種以2-氯-5-三氟甲基苯胺為起始原料,經(jīng)過(guò)異丁酰氯上保護(hù)、甲基化反應(yīng)、催化脫氯、水解脫保護(hù),得到2-甲基-3-三氟甲基苯胺。此文獻(xiàn)反應(yīng)原料是2-氯-5-三氟甲基苯胺,該路線原料不易得,且要經(jīng)過(guò)上保護(hù)和脫保護(hù)反應(yīng),反應(yīng)不經(jīng)濟(jì)。其合成路線為:
7、
8、專利cn115073298a公開(kāi)了以鄰甲基苯甲酸為起始原料,經(jīng)過(guò)硝化、氟化和氫化還原,得到2-甲基-3-三氟甲基苯胺。該路線存在產(chǎn)物選擇性不高、收率低的問(wèn)題,且反應(yīng)過(guò)程使用四氟化硫作為氟化試劑,價(jià)格高,使用起來(lái)不方便。其合成路線為:
9、
10、在china?chemical中國(guó)化工文摘2004年5期中公開(kāi)了以3,4-二氯甲苯為原料,經(jīng)三氯甲基化、置換氟化、硝化、還原得目標(biāo)產(chǎn)物2-甲基-3-三氟甲基苯胺。該路線第一步傅克反應(yīng),三氯甲基的定位效果不好,會(huì)有異構(gòu)體生成,并且反應(yīng)生成的產(chǎn)物會(huì)繼續(xù)與原料反應(yīng)而產(chǎn)生二聚體的雜質(zhì),產(chǎn)物的純度低,收率低,并且這一步反應(yīng)的三廢量大。其合成路線為:
11、
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、鑒于上述問(wèn)題,本技術(shù)提供了一種原料便宜易得,合成步驟少,收率高、選擇性高,成品純度高,生產(chǎn)過(guò)程三廢少,適合工業(yè)化生產(chǎn)的2-甲基-3-三氟甲基苯胺的制備工藝。
2、本技術(shù)提供了一種2-甲基-3-三氟甲基苯胺的制備工藝,包括以下步驟:硝化反應(yīng):三氯甲基苯、硫酸和硝酸進(jìn)行硝化反應(yīng),得到3-三氯甲基硝基苯;氟化反應(yīng):所述3-三氯甲基硝基苯與氟化氫進(jìn)行氟化反應(yīng),得到3-三氟甲基硝基苯;
3、甲基化反應(yīng):所述3-三氟甲基硝基苯與正丁基鋰反應(yīng),生成3-三氟甲基硝基苯的鋰鹽;所述3-三氟甲基硝基苯的鋰鹽與碘化鉀進(jìn)行甲基化反應(yīng),得到2-甲基-3-三氟甲基硝基苯;
4、氫化反應(yīng):所述2-甲基-3-三氟甲基硝基苯在氫氣氣氛中進(jìn)行氫化反應(yīng),得到2-甲基-3-三氟甲基苯胺。
5、本技術(shù)技術(shù)路線為:
6、
7、區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù),上述技術(shù)方案提供了一種以三氯甲基苯為原料,經(jīng)過(guò)硝化、氟化、甲基化、氫化步驟,合成得到產(chǎn)物2-甲基-3-三氟甲基苯胺的制備工藝。三氯甲基苯原料便宜易得,合成步驟少,收率可達(dá)到90%以上、選擇性可達(dá)到99%,成品純度可達(dá)到95%以上,生產(chǎn)過(guò)程三廢少,對(duì)環(huán)境友好,適合工業(yè)化生產(chǎn)。
8、進(jìn)一步的,所述硝化反應(yīng)中,所述三氯甲基苯與硝酸的摩爾比為10:11~16,三氯甲基苯與硫酸的質(zhì)量比為1:2~6,硝化反應(yīng)溫度為30~70℃。
9、進(jìn)一步的,所述氟化反應(yīng)中,所述3-三氯甲基硝基苯與氟化氫的摩爾比為1:3~6,氟化反應(yīng)溫度為40~70℃。
10、進(jìn)一步的,所述甲基化反應(yīng)中,所述3-三氟甲基硝基苯與正丁基鋰在2-甲基四氫呋喃溶劑中發(fā)生反應(yīng),反應(yīng)溫度-10~0℃;所述3-三氟甲基硝基苯與正丁基鋰的摩爾比為10:11~16,所述3-三氟甲基硝基苯與2-甲基四氫呋喃的質(zhì)量比為1:2~6,所述3-三氟甲基硝基苯與碘化鉀的摩爾比為10:11~13。
11、進(jìn)一步的,所述氫化反應(yīng)中,以甲醇為反應(yīng)溶劑,并加入加氫催化劑進(jìn)行氫化反應(yīng);反應(yīng)溫度40~110℃、壓力0.3~1.5mpa,時(shí)間5~12小時(shí);所述2-甲基-3-三氟甲基硝基苯與甲醇的質(zhì)量比為1:2~10,2-甲基-3-三氟甲基硝基苯與加氫催化劑的質(zhì)量比為1000:2~150。
12、進(jìn)一步的,所述的制備工藝,包括以下步驟:
13、硝化反應(yīng):
14、將三氯甲基苯與98wt%硫酸投入第一反應(yīng)釜,邊攪拌邊滴加98wt%硝酸,滴加過(guò)程控制釜內(nèi)溫度30~70℃,滴加完成后30~70℃保溫至硝化反應(yīng)完成,得到硝化混合物;將所述硝化混合物分離純化,得到3-三氯甲基硝基苯;所述三氯甲基苯與98wt%硫酸的質(zhì)量比為1:2~6,所述三氯甲基苯與硝酸的摩爾比為10:11~16;
15、氟化反應(yīng):
16、將所述3-三氯甲基硝基苯與氟化氫投入第二反應(yīng)釜,攪拌,升溫40~70℃進(jìn)行氟化反應(yīng),氟化反應(yīng)完成得到氟化混合物;將所述氟化混合物分離純化,得到3-三氟甲基硝基苯;所述3-三氯甲基硝基苯與氟化氫的摩爾比為1:3~6;
17、甲基化反應(yīng):
18、將所述3-三氟甲基硝基苯與2-甲基四氫呋喃溶劑投入第三反應(yīng)釜中,攪拌,降溫至-10~0℃后,滴加10wt%正丁基鋰溶液,滴加過(guò)程控制釜內(nèi)溫度-10~0℃,滴加完成-10~0℃保溫1h后,向第三反應(yīng)釜中滴加碘甲烷,滴加過(guò)程控制釜內(nèi)溫度-10~0℃,滴加完成后-10~0℃保溫至甲基化反應(yīng)完成,得到甲基化混合物;將所述甲基化混合物分離純化,得到2-甲基-3-三氟甲基硝基苯;所述3-三氟甲基硝基苯與2-甲基四氫呋喃的質(zhì)量比為1:2~6,所述3-三氟甲基硝基苯與正丁基鋰的摩爾比為10:11~16;所述3-三氟甲基硝基苯與碘化鉀的摩爾比為10:11~13;
19、氫化反應(yīng):
20、將所述2-甲基-3-三氟甲基硝基苯、加氫催化劑、甲醇溶劑投入第四反應(yīng)釜中,通入氫氣氣氛進(jìn)行高壓氫化反應(yīng),反應(yīng)溫度40~110℃、壓力0.3~1.5mpa,時(shí)間5~12小時(shí);氫化反應(yīng)完成后,排除多余的氫氣,得到氫化混合物;所述氫化混合物分離純化,得到2-甲基-3-三氟甲基苯胺;
21、所述2-甲基-3-三氟甲基硝基苯與甲醇的質(zhì)量比為1:2~10,所述2-甲基-3-三氟甲基苯胺與所述加氫催化劑的質(zhì)量比為1000:2~150。
22、進(jìn)一步的,所述加氫催化劑包括但不限于鈀碳、鉑碳、雷尼鎳中的一種或者幾種。
23、進(jìn)一步的,所述硝化反應(yīng)中,所述硝化混合物分離純化,包括以下步驟:將所述硝化混合物冷卻至20~30℃,加二氯乙烷,靜置分層,收集第一有機(jī)相;將所述第一有機(jī)相加水水洗,靜置分層,收集第二有機(jī)相;將所述第二有機(jī)相加10wt%碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph至7~8,靜置分層,收集第三有機(jī)相;將所述第三有機(jī)相濃縮至干,得到所述3-三氯甲基硝基苯。
24、進(jìn)一步的,所述氟化反應(yīng)中,所述氟化混合物分離純化,包括以下步驟:將所述氟化混合物進(jìn)行蒸餾,去除氟化氫和氯化氫氣體,得到第一混合物;將所述第一混合物加水與二氯乙烷,靜置分層,收集第四有機(jī)相;將所述第四有機(jī)相加水水洗,靜置分層,收集第五有機(jī)相;將所述第五有機(jī)相加10wt%碳酸氫鈉溶液調(diào)節(jié)ph至7~8,靜置分層,收集第六有機(jī)相;將所述第六有機(jī)相濃縮至干,得到所述3-三氟甲基硝基苯。
25、進(jìn)一步的,所述甲基化反應(yīng)中,所述甲基化混合物分離純化,包括以下步驟:將所述甲基化混合物滴入冰水混合物淬滅反應(yīng),滴加過(guò)程控制溫度0~10℃,得到第二混合物;將所述第二混合物靜置分層,收集第七有機(jī)相;將所述第七有機(jī)相加水水洗,靜置分層,收集第八有機(jī)相;將所述第八有機(jī)相濃縮至干,得到所述2-甲基-3-三氟甲基硝基苯。
26、進(jìn)一步的,所述氫化反應(yīng)中,所述氫化混合物分離純化,包括以下步驟:將所述氫化混合物中的氣體分離,得到固液混合物;將所述固液混合物進(jìn)行過(guò)濾,濾除加氫催化劑后得到的液體減壓濃縮至干后,得到粗品;將所述粗品蒸餾得到所述2-甲基-3-三氟甲基苯胺。
27、上述
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
相關(guān)記載僅是本技術(shù)技術(shù)方案的概述,為了讓本領(lǐng)域普通技術(shù)人員能夠更清楚地了解本技術(shù)的技術(shù)方案,進(jìn)而可以依據(jù)說(shuō)明書(shū)的文字記載的內(nèi)容予以實(shí)施,并且為了讓本技術(shù)的上述目的及其它目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更易于理解,以下結(jié)合本技術(shù)的具體實(shí)施方式進(jìn)行說(shuō)明。