本發明涉一種醫藥化工中間體N-苯基二氯酰胺的合成工藝,屬于有機合成領域。
背景技術:
芳氧酰胺類化合物是一種重要的有機中間體,20世紀70年代已廣泛用于農業觸殺性除草劑的合成,它對多種雙子葉植物具有強力的觸殺作用。由于這類除草劑,具有一定的水溶性、而且揮發性較低,又作為土壤處理劑被廣泛應用。近年來,芳氧酰胺類化合物作為殺劑也開發了多個產品。我查閱了大量芳氧酰胺類化合物的相關文獻,并對這類化合物的文獻進行了研究,我發明了一種用自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑合成N-苯基二氯酰胺的工藝,該工藝操作簡單,原料相對便宜,產品純度收率好。
技術實現要素:
針對上述現有技術存在的問題,本發明提供一種醫藥化工中間體N-苯基二氯酰胺的合成工藝。
為了實現上述目的,本發明采用的技術方案是:一種醫藥化工中間體N-苯基二氯酰胺的合成工藝,以四氫呋喃,二氯乙酰氯,苯胺,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑等原料通過冷凝回流,磁力攪拌,紅外處理等操作手段制備出N-苯基二氯酰胺。
醫藥化工中間體N-苯基二氯酰胺的合成工藝,具體的如下:
步驟1、首先將苯胺,無水碳酸氫鈉加入到有球形冷凝管的容器中,磁力攪拌室溫反應4h;
步驟2、然后再加入自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,然后再將四氫呋喃、二氯乙酰氯混合后以每分鐘60滴速度滴加,同時開啟磁力攪拌,水浴加熱,
步驟3、然后在經紅外處理,轉移到微波反應器里處理;
步驟4、微波處理結束后,將反應液冷卻、抽濾,濾餅用適量的THF洗滌,濾液經旋轉蒸餾回
收部分溶劑THF,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
步驟5、將殘留液在攪拌下,慢慢倒入適量的水中,使產物充分析出,抽濾得到的粗產物,用乙醇和水重結晶,然后再用甲苯二次重結晶最終得到產物N-苯基二氯酰胺。
步驟1中,首先將苯胺,無水碳酸氫鈉在超聲波下處理。
步驟2中,水浴加熱溫度為60℃。
所述的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑的合成
步驟1、將5g硝酸鈣,8g硝酸鋁在超聲波下處理3h,然后在氦氣氛圍下160℃吹掃4h;
步驟2、然后轉移到燒杯中,加入100ml去離子水溶解,同時開啟磁力攪拌,80℃水浴3h;
步驟3、然后將10g高嶺土加入,磁力攪拌反應,油浴加熱80℃3h;
步驟4、然后采用熱堿處理,在180℃熱空氣下處理2h,然后在轉移到5%的氫氧化鈉溶液里處理5h;
步驟5、熱堿處理結束后,然后將處理后的產物轉移到燒杯,在滴加0.01g十二烷基苯磺酸鈉,然后在加入去離子水,磁力攪拌3h,然后轉移到反應釜里,在160kpa,260℃下反應4h;
步驟6、將2g硝酸鑭溶解到50ml去離子水中,然后采用浸漬法引入鑭元素,將在反應釜里反應結束后的產物浸漬在硝酸鑭溶液里,磁力攪拌8h;
步驟7、浸漬結束后,用去離子水洗滌至中性,然后在恒溫干燥箱干燥110℃處理4h;
步驟8、然后在管式爐里煅燒處理:首先在氮氣與氧氣,體積比1:1,0.4kpa,550℃下煅燒處理3h,然后在氨氣和氦氣,體積比2:1,1.0kpa.650℃處理4h,最終得到鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
有益效果:本發明一種用自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑合成N-苯基二氯酰胺的工藝,該工藝操作簡單,原料相對容易獲取,通過加入鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,有效的提高了反應速率,減少了副反應的發生,在合成過程中通過磁力攪拌等處理,能夠對反應物起到活化作用使反應能夠更順利進行,使反應朝預期的方向進行,使目標產物的產率得到提高。多次重結晶能夠得到更純的N-苯基二氯酰胺。其中實施列1制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.5的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.5g,無水碳酸氫鈉38g,四氫呋喃50ml。以及實施列2制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比15:28:0.3的樣。苯胺15g,二氯乙酰氯28g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.3g,無水碳酸氫鈉34g,四氫呋喃36ml。這兩種比例下工藝下制得的N-苯基二氯酰胺純度收率最好。
具體實施方式
實施例1制備鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,步驟如下:
步驟1、將5g硝酸鈣,8g硝酸鋁在超聲波下處理3h,然后在氦氣氛圍下160℃吹掃4h;
步驟2、然后轉移到燒杯中,加入100ml去離子水溶解,同時開啟磁力攪拌,80℃水浴3h;
步驟3、然后將10g高嶺土加入,磁力攪拌反應,油浴加熱80℃3h;
步驟4、然后采用熱堿處理,在180℃熱空氣下處理2h,然后在轉移到5%的氫氧化鈉溶液里處理5h;
步驟5、熱堿處理結束后,然后將處理后的產物轉移到燒杯,在滴加0.01g十二烷基苯磺酸鈉,然后在加入去離子水,磁力攪拌3h,然后轉移到反應釜里,在160kpa,260℃下反應4h;
步驟6、將2g硝酸鑭溶解到50ml去離子水中,然后采用浸漬法引入鑭元素,將在反應釜里反應結束后的產物浸漬在硝酸鑭溶液里,磁力攪拌8h;
步驟7、浸漬結束后,用去離子水洗滌至中性,然后在恒溫干燥箱干燥110℃處理4h;
步驟8、然后在管式爐里煅燒處理:首先在氮氣與氧氣,體積比1:1,0.4kpa,550℃下煅燒處理3h,然后在氨氣和氦氣,體積比2:1,1.0kpa.650℃處理4h,最終得到鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.5的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.5g,無水碳酸氫鈉38g,四氫呋喃50ml。
N-苯基二氯酰胺合成:
步驟1、首先將20g苯胺,38g無水碳酸氫鈉在超聲波下處理3h,然后加入到有球形冷凝管的容器中,磁力攪拌室溫反應4h;
步驟2、然后再加入0.5g自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,然后再將50ml四氫呋喃,36g二氯乙酰氯混合后以每分鐘60滴速度滴加,同時開啟磁力攪拌,60℃水浴加熱4h;
步驟3、然后在經紅外處理2h,轉移到微波反應器里處理2h;
步驟4、微波處理結束后,將反應液冷卻、抽濾,濾餅用適量的THF洗滌,濾液經旋轉蒸餾回
收部分溶劑THF,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
步驟5、將殘留液在攪拌下,慢慢倒入適量的水中,使產物充分析出,抽濾得到的粗產物,用乙醇和水重結晶,然后再用甲苯二次重結晶最終得到產物N-苯基二氯酰胺。
實施例2制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比15:28:0.3的樣。苯胺15g,二氯乙酰氯28g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.3g,無水碳酸氫鈉34g,四氫呋喃36ml。其他操作步驟跟實施例1一樣。
實施例3制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.4g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例4制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.3的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.3g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例5制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.2的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.2g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例6制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.1的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.1g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例7制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.6的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.6g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例8制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.7的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.7g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例9制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.8的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.8g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例10制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.9的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.9g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例11制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:1的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑1g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例12制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:1.1的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑1.1g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例13制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:1.2的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑1.2g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
實施例14制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:1.3的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑1.3g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例15制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:1.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑1.4g。其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例1制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.4g。不進行超聲波處理,其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例2制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.4g。不進行磁力攪拌而是采用機械攪拌,其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例3制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.4g。不進行紅外微波處理,其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例4制取苯胺,二氯乙酰氯,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑質量比20:36:0.4的樣。苯胺20g,二氯乙酰氯36g,自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑0.4g。不用甲苯二次重結晶處理,其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例5不加入自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,其他原料用量,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例6加入鈀催化劑0.5g,其他原料,操作步驟跟實施例1一樣。
對照例7
原料、配比及其操作步驟跟實施例1一樣,不同在于催化劑的制備:復合固體堿催化劑,步驟如下:
步驟1、將5g硝酸鈣,8g硝酸鋁在超聲波下處理3h,然后在氦氣氛圍下160℃吹掃4h;
步驟2、然后轉移到燒杯中,加入100ml去離子水溶解,同時開啟磁力攪拌,80℃水浴3h;
步驟3、然后將10g高嶺土加入,磁力攪拌反應,油浴加熱80℃3h;
步驟4、然后采用熱堿處理,在180℃熱空氣下處理2h,然后在轉移到5%的氫氧化鈉溶液里處理5h;
步驟5、熱堿處理結束后,然后將處理后的產物轉移到燒杯,在滴加0.01g十二烷基苯磺酸鈉,然后在加入去離子水,磁力攪拌3h,然后轉移到反應釜里,在160kpa,260℃下反應4h;
步驟6、將2g硝酸鑭溶解到50ml去離子水中,然后采用浸漬法引入鑭元素,將在反應釜里反應結束后的產物浸漬在硝酸鑭溶液里,磁力攪拌8h;
步驟7、浸漬結束后,用去離子水洗滌至中性,然后在恒溫干燥箱干燥110℃處理4h;
步驟8、然后在管式爐里煅燒處理:首先在空氣,0.4kpa,550℃下煅燒處理3h,復合固體堿催化劑。
對照例8
原料、配比及其操作步驟跟實施例1一樣,不同在于催化劑的制備:
步驟1、將5g硝酸鈣,8g硝酸鋁在超聲波下處理3h,然后在氦氣氛圍下160℃吹掃4h;
步驟2、然后轉移到燒杯中,加入100ml去離子水溶解,同時開啟磁力攪拌,80℃水浴3h;
步驟3、然后將10g高嶺土加入,磁力攪拌反應,油浴加熱80℃3h;
步驟4、然后采用熱堿處理,在180℃熱空氣下處理2h,然后在轉移到5%的氫氧化鈉溶液里處理5h;
步驟5、熱堿處理結束后,然后將處理后的產物轉移到燒杯,在滴加0.01g十二烷基苯磺酸鈉,然后在加入去離子水,磁力攪拌3h,然后轉移到反應釜里,在160kpa,260℃下反應4h;
步驟6、將2g硝酸鑭溶解到50ml去離子水中,然后采用浸漬法引入鑭元素,將在反應釜里反應結束后的產物浸漬在硝酸鑭溶液里,磁力攪拌8h;
步驟7、浸漬結束后,用去離子水洗滌至中性,然后在恒溫干燥箱干燥110℃處理4h;
步驟8、然后在管式爐里煅燒處理:首先在氮氣與氧氣,體積比1:1,0.4kpa,550℃下煅燒處理3h,然后在氨氣氛圍下,1.0kpa.650℃處理4h,最終得到鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
對照例9
原料、配比及其操作步驟跟實施例1一樣,不同在于催化劑的制備:
步驟1、將5g硝酸鈣,8g硝酸鋁在超聲波下處理3h,然后在氦氣氛圍下160℃吹掃4h;
步驟2、然后轉移到燒杯中,加入100ml去離子水溶解,同時開啟磁力攪拌,80℃水浴3h;
步驟3、然后將10g高嶺土加入,磁力攪拌反應,油浴加熱80℃3h;
步驟4、然后采用熱堿處理,在180℃熱空氣下處理2h,然后在轉移到5%的氫氧化鈉溶液里處理5h;
步驟5、熱堿處理結束后,然后將處理后的產物轉移到燒杯,在滴加0.01g十二烷基苯磺酸鈉,然后在加入去離子水,磁力攪拌3h,然后轉移到反應釜里,在160kpa,260℃下反應4h;
步驟6、將2g硝酸鑭溶解到50ml去離子水中,然后采用浸漬法引入鑭元素,將在反應釜里反應結束后的產物浸漬在硝酸鑭溶液里,磁力攪拌8h;
步驟7、浸漬結束后,用去離子水洗滌至中性,然后在恒溫干燥箱干燥110℃處理4h;
步驟8、然后在管式爐里煅燒處理:首先在空氣氛圍下,0.4kpa,550℃下煅燒處理3h,然后在氨氣和氦氣,體積比1:1,1.0kpa.650℃處理4h,最終得到鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑。
實驗測試產品的收率純度:
液相色譜:AcquityTM超高效液相色譜儀,色譜柱:PhenomenexSynergiMax-RP柱(150mm×2.0mm,4μm,孔徑8nm);流動相:A.10mmol/L乙酸銨,B.乙腈。梯度洗脫程序:0.0~8.0min,80%A~72%A;8.0~13.0min,72%A~62%A;13.0~15.0min,62%A~20%A;15.0~18.0min,20%A;18.0~18.1min,20%A~80%A;18.1~22.0min,80%A。流速:0.5mL/min;進樣量:5μL;柱溫:25℃;檢測波長:350nm。。檢測產物成分,計算收率。
表一各個產品的的N-苯基二氯酰胺的純度,收率結果
實驗結果表明:可以發現實施例1,2工藝得到的N-苯基二氯酰胺產品純度,收率最好,說明這兩種工藝在原料的配比,工藝的操作最有利于目標產物的生產。其工藝下制得的產品在純度,收率上都不是特別理想。對比實施例1,對比例1,2,3,4,5,6可以發現。不進行超聲波處理,不進行磁力攪拌,不進行紅外微波處理,不用甲苯二次重結晶,不加入自制的鑭改性的納米級Ga/Al復合固體堿催化劑,采用鈀催化劑制得的N-苯基二氯酰胺純度,收率都不高。對照組7、8、9可以看出,煅燒的工藝及其氛圍制備的催化劑對于最終N-苯基二氯酰胺產品純度,收率有著很大影響。