3,5-二三氟甲基苄胺合成的工艺研究

目录中文题目中文摘要关键词 (1)序言 (1)1．实验部分 (6)1.1实验试剂 (6)1.2实验仪器 (7)1.3合成方法 (7)3，5-二三氟甲基溴苯的合成 (7)1.4.1反应原理 (7)1.4.2实验步骤 (7)1.43，5-二三氟甲基苯甲腈的合成 (7)1.5.1反应原理 (7)1.5.2实验步骤 (7)3，5-二三氟甲基苄胺的合成 (8)1.6.1反应原理 (8)1.6.2催化剂再生 (8)1.6.3催化剂的评价方法 (8)1.6.4实验步骤 (8)1.6.5原料与产品的分析方法 (8)2结果与讨论 (8)2.1 3，5-二三氟甲基溴苯的合成 (8)2.1.1反应温度的影响 (8)2.1.2反应溶剂的影响 (9)2.1.3结论 (9)2.2 3，5-二三氟甲基苯甲腈的合成 (9)2.2.1反应温度的影响 (9)2.2.2反应溶剂的影响 (9)2.3 3，5-二三氟甲基苄胺的合成 (9)2.3.1反应温度的影响 (10)2.3.2反应压力的影响 (10)2.3.3溶剂的影响 (10)2.3.4催化剂用量的影响 (11)2.3.5催化剂再生实验 (11)2.3.6搅拌速度的影响 (12)2.3.7催化剂制备重现性实验 (12)2.3.8催化剂稳定性实验 (12)2.3.9结论 (13)参考文献 (13)英文题目英文摘要关键词 (14)附录（英文文献翻译） (15)3,5-二三氟甲基苄胺合成的工艺研究导师：孙晶作者：高琼*(扬州大学，扬州，225002)摘要采用改性骨架镍催化剂进行苯甲腈液相催化加氢制苄胺工艺研究,并考察了反应温度、压力、溶剂类型和组成、催化剂用量对苄胺收率的影响。

在反应温度70℃,反应压力6.0MPa,乙醇为溶剂,溶剂与苯甲腈体积比4:1,催化剂与苯甲腈质量比1:7,搅拌速度300r/min,反应时间60～120min条件下,苯甲腈转化率大于99%,苄胺收率达98.74%,苄胺产品纯度高,催化剂活性及稳定性优良。

关键词苄胺，苯甲腈，液相催化加氢，改性骨架镍催化剂序言苄胺作为有机中间体广泛用于染料、农药、医药、人造树脂等化学品的制备，在杀虫剂的组分中，它用作细胞活性破坏剂，还可用作侵蚀抑制剂、二氧化碳的吸收剂。

苄胺是一种性质活泼的芳香胺化合物，可以与卤代烃、醛、羧酸等化合物反应，可以发生取代、氧化、酰化、重氮化、曼尼希等多类反应，因而用途非常广泛，比如，合成农药吡虫琳、合成农药中间体N,N一二乙基苄胺，合成医药中间体N,N一二(2-氯乙基)苄胺盐酸盐等。

随着我国医药、农药等精细化工行业的发展，苄胺的需求越来越大。

目前，我国工业生产苄胺的方法，主要是苄氯氨解法和苄氯与乌洛托品加成法。

采用这两种方法制备苄胺，收率分别为60%左右和43%左右，收率不高，实验步骤多，尚需改进。

苄胺作为有机中间体广泛用于染料、农药、人造树脂等化学品的制备，在杀虫剂的组分中，它用作细胞活性破坏剂，还可用作侵蚀抑制剂、二氧化碳的吸收剂。

苄胺具有较强的碱性，可与苯酚，对甲基苯酚，甲酸等生成加成产物。

同时苄胺也是重要的化工原料和精细化工中间体，在医药，农药，表面活性剂，缓蚀剂，染料，炸药，化学试剂，二氧化碳吸收等方面具有广泛的应用，目前国内外均致力于骨架镍化剂用于苯甲腈加氢研究，并取得一定成效。

国内外合成苄胺的方法有以下几种：以苄氯为原料加成或氨解合成苄胺。

加成法：由苄氯与乌洛托品作用，再经水解而得，其反应式如下:此方法早已成熟，实现了工业化[1]。

制备方法为[2]:将138.6克乌洛托品加入到720毫升三氯甲烷中，加热到50℃，然后加入126克苄氯，反应混合物在50℃加热2小时，回流5小时，然后在室温下保持12小时，再在50℃下加入900毫升乙醇,5分钟后加入36%的盐酸，反应混合物加热回流3个小时，在搅拌下冷却到50℃，再加入200毫升乙醇和80毫升盐酸，强烈搅拌下回流3小时，室温静止12小时，析出氯化铵晶体。

用500毫升乙醇洗涤两次。

剩余液在5-10℃冷却2小时，母液中有胺的盐酸盐析出，将胺的盐酸盐加入到三氯甲烷中，在强力搅拌下加入过量的氢氧化钠中和、分液，上层的三氯甲烷溶液干燥、蒸馏可得到63-65克苄胺，收率约为60%.氨解法:由苄氯与氨水作用，再经中和而得，其反应式如下:此方法现在己经实现了工业化。

制备方法[3]:在装有回流冷凝管、滴液漏斗和搅拌器的三口烧瓶中，加入氨水，滴加苄氯，控温30-34℃，分液，水层先减压蒸馏，再加入碱液，分液，减压蒸馏，产率为43.3%,为提高苄胺的产率，可添加一些相转移催化剂，如季胺盐、冠醚等。

氨解法和加成法两种方法基本相似，而后者在原料来源、经济效果等方面均优于前者。

此方法对温度和压力要求不高，设备投资少，目前虽已工业化，但苄胺的收率不高，尚需进一步改进。

以苯甲醛为原料氨化加氢法：羰基化合物与氨的还原氨化反应是合成伯胺的一个有效的常用的方法。

通常在活性镍存在下，羰基化合物与大量氨在乙醇中加氢。

采用芳醛，往往能得到满意的结果。

其反应方程式为:制备方法为[4]:在1200L的加氢高压釜中，将8kg兰尼镍催化剂、10g冰醋酸、110kg氨加入到250kg 甲醇和50Okg苯甲醛的混合物中，在100℃, 15MPa下反应大约3-5小时，每隔十分钟补充一下消耗的氢，加氢结束后维持压力和温度30分钟，过滤反应物，回收催化剂。

蒸馏产物得到470g苄胺，大约lkg 苄醇，不到lkg的二苄胺以及大约2kg的希夫碱，还有甲醇、反应水和氨。

产率为89%。

真空蒸馏可得到高纯度的苄胺。

也有使用BER-Pd(OAc)2催化剂[5]氨化加氢还原，苄胺的收率为84%. 此方法工艺清洁、简单，原料较便宜、收率高，是比较理想的合成方法。

苯甲醛肟合成苄胺：肟的还原是制备胺的方法之一，其反应式是：肟的还原通常采用的方法有1氢化锂铝作还原剂[6]2钠一液胺或钠一乙醇还原[7]3钠汞齐还原[8]这三种方法均需要在无水条件下进行，限制了工业化的发展。

4乙硼烷在105一110℃下于diglyme-THF 中进行反应，可得到苄胺[9]。

5催化加氢法[10]，催化剂一般采用Raney-Ni或Raney-Co，加氢的压力较高，需在200-220℃下进行。

6催化氢转移还原肟成胺[11]。

即在催化剂的存在下，用供氢体作为氢源对受氢体进行加氢的反应。

甲酸按是非常好的氢供体，具有价廉、易得、还原性能好、应用范围广等特点。

尤启冬等采用此方法，使用Pd-C作为催化剂，甲酸氨为氢供体，对苯甲醛肟加氢还原，苄胺的收率达到了84%，此方法虽然可以在常温下反应，但需要使用大量的催化剂，Pd-C催化剂与肪的重量比要达到1:1才可以得到较好的收率，这就限制了此方法进行工业化。

肟一般由醛或酮与经氨盐酸盐反应制得。

盖布瑞而(Gabriel S)合成法：[12]这是制备纯净的一级胺的一种方法，用邻苯二甲酰亚胺形成亚胺盐，再进行烷基化。

首先将无水碳酸钾和邻苯二甲酰亚胺粉末研细混匀，加入苄氯回流，水蒸汽蒸馏除去苄氯，结晶，冷却，吸滤，得到粗品，收率76%。

重结晶后得到N-苄基邻苯二甲酰亚胺，回收率80%。

再将粉状N-苄基邻苯二甲酰亚胺悬浮于乙醇中，加入水合肼，得到白色沉淀，接着用盐酸使它分解。

吸滤除去邻苯二甲酰肼，滤液用氢氧化钠溶液碱化，并用乙醚提取苄胺，蒸去乙醚，收集185-187℃馏份。

其反应方程式为:此方法步骤多，操作麻烦，最终收率不高，不适合工业化发展。

苯甲睛加氢还原制苄胺：根据加氢方式不同，可分为电化学还原和催化加氢还原两种方法。

电化学还原法：Krishnan[13]将Ni黑涂在石墨上制成电极，用EtOH-H2S04溶液作介质，通入电流，苯甲睛被还原成苄胺和二苄胺，收率可达到62一66%。

采用Pd-C作电极，也可能得到好的效果[14]电化学还原法耗能大，不利于工业化的发展。

催化加氢还原法：催化加氢法由苯甲睛催化加氢合成苄胺，这是一个比较复杂的反应。

其反应方程为[15]：从反应方程式可以看出，反应的副产物很多，可以生成二苄胺、希夫碱等化合物，导致苄胺的产率很低。

要想得到苄胺，需加入大量的氨或者使用醋酸等溶剂，这样又增加了后处理的步骤，提高了成本。

常用的催化剂是Raney-Ni或Raney-Co [161，使用这两种催化剂，都要采用很高压力。

Bhabanik. Sarmah和Nabin C.Ban研究了一种新型的温和、中性体系:Al-NiC12- 6H20-THF[17]，可以选择性还原有机官能团，使用此催化剂还原苯甲睛，苄胺的收率为90%.硼氢化钠是一种温和选择性还原剂，在一般条件下只能还原醛、酮和酰卤，对其它化合物，如亚砜、睛等则不起作用，加入某些金属盐能有效地提高硼氢化钠的还原能力。

GanemB[18]研究了使用COC12-NaBH4体系，还原苯甲睛，得到收率为72%的苄胺。

林荣辉等[19-20]研究了复合还原剂硼氢化钠/铁盐对睛类的还原情况，苄胺的收率为65%。

A.S.Bhanu等[21]研究了NaBH4-12体系还原睛为胺的情况，以苯甲睛为起始物，四氢呋喃为溶剂，NaBH4-12为催化剂，70℃反应3小时，得到苄胺的收率70%.有文献报道[22]，使用R2SeBr2 (R=CH2CH2Br或C2H5)和NaBH4的混合体系可以还原睛生成相应的胺。

还有文献报道[23]使用硼氢阴离子交换树脂体系((BER-CuC12/EtOH)做还原剂，还原睛类生成相应的胺，苄胺的收率为91%。

还有使用加氢铝锂还原加氢，采用相转移催化剂如15-crown-5在非极性溶剂如苯中制得苄胺，收率为95%[24]此反应催化剂价格较昂贵，不适合工业化。

使用叠氮化合物还原制备苄胺：在合成有机化学中，还原叠氮化合物制备胺类化合物是一类重要的引入胺基官能团的转化反应，一般先由含溴化合物与叠氮离子反应生成叠氮化合物，再还原叠氮化合物得到相应的胺化合物[25]。

反应式如下:有许多还原剂用来还原叠氮化合物，人们已经研究使用了不同的硼氢化物[26-31]、六甲基二硅硫烷[32一33]、Pd/C[34] .HS[35-36]. Ph3P/H20[37一38]，苄基三乙基胺基四钼硫酸盐[39]钐的化合物[40-42] `2LiAlH4[43-44] ` Lindlar催化剂[45]. Cr II/H+[46],Zn/HC1[47], Bu3SnH/AIBN[48]，氯化锡[49]等催化剂，这些催化剂都可以还原叠氮化合物制备相应的胺化合物。

Nung MingYong等使用BER-Ni(OAc)2[50]还原叠氮化合物，苄胺的收率为95% 。

Ahmed Kamal等[51]采用H2N-NMe2和FeC13 -6H20还原叠氮化合物，苄胺的收率为65%。