氨基化

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NH3
NH3 ClCH2CH2Cl ClCH2CH3NH2HCl H2NCH2 CH3 NH2 2HCl 乙二胺二盐酸盐 ClCH2CH2NH2 H2NCH2CH2NH2 H2NCH2CH2NHCH2CH2NH2 或 ClCH2CH2Cl,NH3 二亚乙基三胺
2ClCH2CH2NH2 -HCl 环合 HN NH 2HCl 哌嗪
9.3.1 气-固相接触催化脱水氨解
此法主要用于甲醇的氨解制二甲胺。
二甲胺需要量最大 条件
催化剂:酸性。主要是SiO2-Al2O3,助催化
剂。 温度:350-500℃ 压强:0.5-5MPa
甲醇氨解时进料出料组成
组分

进料
28.4
出料
25.7
甲醇
一甲胺 二甲胺 三甲胺
19.0
NH2
NH2 NC CN
NH2OH 二 乙 二 醇 , NaOH
NC
CN
CN
NO2
9.11.2 用羟胺的亲电氨化
在浓硫酸介质中,芳香族原料在100-160℃与羟
胺反应可以向芳环直接引入氨基。 ArH+NH2OH Ar-NH2+H2O
在浓硫酸中羟胺可能是以NH2+或NH2+配合物的
NH2
9.8.3 羟基蒽醌的氨解
它要求将1,4-二羟基蒽醌在20%氨水中先用强还原
剂Na2S2O4还原成隐色体,然后在94-95℃,0.370.41MPa进行氨解,反应历程如下:
O OH O OH H H

O OH
Na2S2O4 还原
O OH

H H
OH
O
O
OH
H H
NH3 氨解
OH O O OH
氯乙酸与氨水作用制氨基乙酸。
ClCH2COOH ClCH2COOH NH3 H2NCH2COOH HN(CH2COOH)2 30-50℃ 亚氨基二乙酸 氨基乙酸 ClCH2 COOH N(CH2COOH)3 氮三乙酸
9.6.2 从氯乙酸制氨基乙酸
氰醇的氨解水解法
NH3 NaCN+H2SO4 HCHO HOCH2CN NH2 CH2CN 氨基乙腈 氰醇 H2O NH2CH2COOH 氨基乙酸
+wenku.baidu.com2
O
+6(NH4)2 SO4
SO3Na
9.10 芳环上硝基的氨解
1-硝基蒽醌氨解法。硝基由于分子 中的羰基
的吸电效应,使硝基的活性变大与氨水发生 氨解反应。示例如下:
O NO2 O NH2
25%NH3 +2NH3 150℃
O O
+NH4NO2
反应生成亚硝酸铵干燥易爆炸,在出料前必
须用水冲洗。
12.0 0 39.7
0
10.6 18.0 38.2
氨解产物的提取
由于三种甲胺的沸点相差很少,用加压精
馏,共沸精馏和萃取精馏五塔分离。
9.3.2 气-固相临氢接触催化胺化氢化
C2-C4等低碳醇在高温脱水氨解时,涉及到
反应物的热稳定性,反应的选择性问题, 因此开发出气-固相临氢接触催化胺化氢化 法。 此法将醇,氨,氢气态混合物在200℃,常 压通过Cu-Ni催化完成。 过程包括:醇的脱氢,醛的加成胺化,羟 基氨的脱水,烯亚胺的加氢。

ArNH2+NH4X+[Cu(NH3)2]+
催化反应的反应速率虽于氨水的浓度无关,但是
伯胺,仲胺和酚的生成量,你取决于氨,已生成 的伯胺和OH-的相对浓度。
[Ar [Ar X X Cu(NH3)2]++Ar-NH2 Cu(NH3)2]++OHAr-NH-Ar+HX+[Cu(NH3)2]+ Ar-OH+X-+[Cu(NH3)2]+
醇和氨在加压的条件下,在催化剂(Al2O3)存在
下加热反应,可以使醇羟基被氨基置换。 氨与醇作用时,首先生成伯胺,与醇进一步作用 生成仲氨,最后生成叔胺。
NH3
+ROH -H2O
RNH4
+ROH -H2O
R2NH
+ROH -H 2O
R3N
醇羟基的氨解有以下几种
气-固相接触催化脱水氨解
气-固相临氢接触催化胺化氢化 液相氨解
H H
1, 4-二 氨 基 蒽 醌 隐 色 体
9.9 芳环上磺基的氨解
磺基的氨解是亲和反应萘醌环上的磺基由于9,10
位的两个羰基活化作用,较容易氨解。现有反应 如下:
O SO3NH4 NO2
+12NH3+ 2
H4NO3S SO3Na O O NH2 NH2
+2H2O
24%NH3,氨 比 1:17 180-184℃,4MPa,24h N H2
9.6.1 从二氯乙烷制亚乙基多胺类
反应条件:
温度:160-190℃ 压强:2.45MPa
反应液蒸出过量的氨和水,用30%的液碱中
和,再经浓缩,脱盐,粗馏和精馏即得产物 此法优点:原料易得 缺点:乙二胺二盐酸盐腐蚀性强,设备投资 大能耗大,有含氯化钠废水
9.6.2 从氯乙酸制氨基乙酸
9.7 芳环上卤基的氨解
反应历程
催化剂 影响因素
重要实例
9.7.1 反应历程
在铜催化下卤化物与氨水加热到200℃生成
芳胺。反应步骤如下:
Cu++2NH3 Ar-X+[Cu(NH3)2 ] [Ar X Cu(NH3 )2++OH+
快 慢
[Cu(NH3)2]+ Ar X Cu(NH3)2 ]+
液氨
氨水
液氨在不同条件下的压力
温度/℃
压力 /MPa 温度/℃ 压力 /MPa
-33.35
0.1013 50 2.032
-10
0.291 100 6.261
0
0.430 132.9(临 界) 11.375
25
1.003
用液氨的注意
液氨储存在钢瓶
液氨主要用于需要避免水解副反应的氨基化过程
9.8.2 苯酚衍生物的氨解
羟基的位置不同氨解的位置不同。 制吐氏酸:
OH SO3 H OH SO3H NH2
磺化
氨解
制r酸历程:
SO3 K OH OH OH
二磺化 盐析
KO3S OH OH
+ G盐
KO3S
R盐
OH
SO3K
碱熔 G盐
NaO3S
20%NH3 ,(NH4 )2SO4 140℃,0.7MPa,4h 3S HO
液相氨解
此法可以制三辛胺,双十八胺和十八胺,另外
十八胺可以由硬脂酸的氨化脱水,加氢而得。
+2H2 +NH3/-2H2O CH3(CH2)16COOH CH3(CH2)16CN CH3(CH2)16CH2NH2 催化剂 骨架镍 350℃
9.4 羰基化合物的氨化氧化
醛和酮等羰基化合物再加氢催化剂的存在
9.5 环氧烷类的加成胺化
环氧乙烷分子中的环氧结构容易与氨等亲核
物质作用,发生开环加成反应而生成乙基化 产物。 环氧乙烷与氨发生放热反应可生成胺的混合 物。 环氧乙烷
NH3 环氧乙烷 NH2 CH2 CH2OH k1 k2
环氧乙烷 NH(CH2CH2OH)2 N(CH2CH2OH)3 k3
氨/环氧乙烷的摩尔比与乙醇胺生成量的 关系
氨/环氧乙 一乙醇胺相 二乙醇胺相 三乙醇胺相 烷的摩尔比 对生成量% 对生成量% 对生成量% 10 61-75 21-27 4-12 2 25-31 38-52 23-26
1
0.5
4-12
5-8
约37
7-15
65-69
75-78
乙醇胺的生成比例取决于氨与环氧乙烷的摩尔比
下,与氨和氢反应可以得到脂肪胺,其反 应历程与醇的胺化氢化相同。可在气相, 也可在液相进行。 催化剂具有胺化,脱水和加氢三种功能。
不同催化剂对对丙酮加氢胺化的反应活 性
催化剂
相对活性 催化剂 相对活性
Ni-Al2O3
3.7
Ni-SiO2
2.1
新鲜骨架镍
1.4
再生骨架镍 Cu-SiO2 1.2 1.0
反应方程式
伯胺的生成
O OH H
CH3CH2 OH
-H2
-H2 O +NH3 +H2 CH3-C-H CH3-C-NH2 CH3 -C=NH CH3 CH2 NH2
H
仲胺的生成
H OH
+CH3CHO -H2 O +H2 CH3CH2 NH2 CH3 CH2N-CH-CH3 CH3CH2N=CH-CH3 (CH3CH2)2NH
环氧乙烷与氨在无水条件下反应速率很慢
环氧胺类的加成胺化的反应速率随着碳原
子的增加而降低。
9.6 脂肪族卤素衍生物的氨解
从二氯乙烷制亚乙基多胺类
从氯乙酸制氨基乙酸
9.6.1 从二氯乙烷制亚乙基多胺类
二氯乙烷很容易与氨水反应,首先生成氯乙胺,然
后再进一步与氨作用生成乙二胺。由于乙二胺具有 两个无位阻的伯胺基,它们容易与氨乙胺或二氯乙 烷作用生成二亚乙基三胺,三亚乙基四胺等副产物
因为CuBr比CuCl难分解。芳环上的邻对位 有吸电基,氨解速率增大。 氨解剂:对于液相氨解反应,氨水是应用 范围最广的氨解剂,使用时应注意氨水的 用量及浓度。在生产上根据氨解反应的难 易,反应温度的限制和高压釜耐压强度等 因素来选择适宜的氨水浓度或用铜催化剂。
9.7.4 重要实例
硝基苯胺类的制备:从邻或对位硝基氯苯
氨解。 催化剂:Al2O3-SiO2 苯酚转化率98%时,生成苯胺的选择性87-90%。
9.8.2 苯酚衍生物的氨解
萘环上的β位的通过磺化-碱熔法来引入。 主要采用Bucherer反应,历程如下:
OH
HSO3-
O
O
H SO3NH NH
H
SO3NH2
-HSO3
H SO3H
-
H
SO3-
及其衍生物的氨解,可以制的相应的苯胺。 例如:
NH2 NO2 NH2 NH2 Cl NH2 NO2
由于硝基的存在,氯基比较活泼,氨解可
NO2
NO2
NO2
以不用铜催化剂。
9.7.4 重要实例
2-氨基蒽醌的制备
O Cl O NH2
+2NH3
O
+ NH4Cl

由于氯基不够活泼,需要加硫酸铜作催化剂。 2-氯蒽醌:氨:硫酸铜=1:(15-17):0.09 氨解温度:210-218℃ 时间:5-10h 压力:5MPa 产率:88%以上
氨基化
作者:吕大超 学号:102081704291
9.1 概述

氨基化包括氨解和胺化 氨解指氨与有机化合物发生复分解而生成 伯胺的反应。表示如下: R-Y+NH3→R-NH2+HY 胺化是指氨与双键加成生成胺的反应。 脂肪胺伯胺的制备氨解和胺化 芳伯胺的制备采用硝化-还原法
9.2 氨基化试剂
叔胺的生成
OH
+CH3CHO -H2O +H2 (CH3CH2)2 NH (CH3 CH2 )2N-CH-CH3 (CH3CH2 )2N-CH=CH2 (CH3CH2 )2N
9.3.3 液相氨解
对于C8-C18醇,由于氨解产物的沸点相当高,
不宜采用气-固相接触催化脱水氨解法,而 采用液相氨解法。 催化剂:骨架镍或氧化铝 压强:常压-0.7MPa 温度:90-190℃ 产物:伯胺,仲胺,叔胺
O
9.8 芳环上羟基的氨解
苯系酚类的氨解
苯酚衍生物的氨解 羟基蒽醌的氨解
9.8.1 苯系酚类的氨解
苯系酚系列的氨解采用气-固接触催化氨解法制苯
胺和间甲苯胺。反应如下:
OH +NH3
氨解 气 -固 相 接 触 催 化
NH2 +NH4Cl
条件:在400-480℃,0.98-3.43MPa的压力下,进行
9.11 芳环上的氢直接胺化
用羟胺的亲核氨化 用羟胺的亲电氨化 用氨基钠的胺化 用氨的催化胺化
9.11.1 用羟胺的亲核氨化
有实用价值的直接胺化法是以羟胺为胺化剂,分
为亲电和亲核胺化两种方法。当芳环有强吸电子 基,在碱性介质中可以在温和的条件下与羟胺发 生亲核取代反应。例如:
NO2 NO2
NH2OH 碱性水介质
用液氨氨基化的缺点:操作压力较高,过量的液
氨较难再以液态氮的形式回收。
Cl CN NH2 CN
液氨,有机溶剂 + NH3 + 120-150℃ NH4Cl
NO2
NO2
氨在水中的溶解度
在一定的压力下,随着温度升高,氨在水
中的溶解度逐渐下降。一定温度,随着压 力升高,氨在水的溶解度升高。 工业氨水一般为25%
氨水的氨基化须知道
氨水是最广泛的使用的氨基化试剂。 使用氨水的优点:操作方便,过量氨水可以用水
吸收,回收的氨水可以循环使用。 氨水氨基化过程是NH3引起的。因为水是很弱的 酸,与NH3氢键缔合作用不稳定。
H H N+H2O H
H H N +H O H H
NH4++OH-
9.3 醇羟基的氨解
为了抑制伯胺和酚的生成量,一般要用过量的氨
水。
9.7.2 催化剂
一价铜,活性高,价格贵。用于卤素很不
活泼或者芳伯胺在高温容易被氧化的情况。 为了防止氧化可以加Fe2+,Sn2+。 二价铜主要防止有机卤化物中其他基团被 还原。
9.7.3 影响因素
卤化物的结构:大多数采用氯化物,主要
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