[发明专利]一种碳二亚胺的制备方法

说明书

技术领域    

本发明涉及亚胺技术领域，特别涉及一种碳二亚胺的制备方法。

背景技术   

碳二亚胺是合成多种（如缩水剂、医药中间体）的原材料。近来研究它的衍生物可以用于高分子，医药等方面。另一方面其市场价格非常昂贵，每吨价格大约在100万元人民币左右，因此研究低成本合成1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳二亚胺是非常有意义的。

美国专利文献号为US3135748A的专利报道了以硫脲为原料，使用烷基磺酰氯做脱硫剂，碳酸钾水溶液做缚酸剂制备碳二亚胺的方法。由于烷基磺酰氯均易与水反应，因此采用碳酸钾水溶液作为缚酸剂，会带来严重的副反应。而且烷基磺酰氯价格较贵，且有许多为剧毒品。此方案实施例2的得率最高，为87%。

发明内容   

为了解决以上烷基磺酰氯价格昂贵、易与水反应，碳酸钾水溶液作为缚酸剂会带来严重的副反应的问题，本发明提供了一种使用便宜的磺酰氯作为脱硫剂，固体碳酸钠作为缚酸剂，使用相转移催化剂增强除酸效果，能得到很好收率的碳二亚胺的制备方法。

本发明是通过以下措施实现的：

一种碳二亚胺的制备方法，包括以下步骤：

（1）向反应容器内加入脲，使用有机溶剂溶解，反应容器内温度降至-20℃~-5℃，加入缚酸剂和相转移催化剂，使用惰性气体气封；

（2）在0-25℃加入脱硫剂或脱氧剂，回流反应1-5小时，即得；

其中脲的结构式如下：

   或   

 其中，R₁、R₂为烷基或含N烷基。

所述脲、缚酸剂、相转移催化剂、脱硫剂或脱氧剂的摩尔比为1:（3-7）:（0.1-0.4）:（1-3）。

所述缚酸剂为无机碱或有机碱，所述无机碱为碳酸钠或碳酸钾，所述有机碱为吡啶、三乙胺或乙二胺。

所述相转移催化剂为四丁基溴化铵，苄基三乙基氯化铵，吡啶，三丁胺，四丁基氯化铵等。

所述脱硫剂或脱氧剂为磺酰氯、甲基磺酰氯、对甲基苯磺酰氯或三氯氧磷。

所述脲、缚酸剂、相转移催化剂、脱硫剂或脱氧剂的摩尔比为1:5:0.21:2。

所述的制备方法，所述硫脲为1-N,N-（3-二甲基氨基）-乙基硫脲、1-N,N-（3-二乙基氨基）-丙基硫脲、N,N-二异丙基硫脲、双环已基脲、双正丁基脲、N-异丙级-N-苯基脲或双苯基碳脲。

所述的制备方法，步骤（1）中所述有机溶剂为二氯甲烷、甲苯、乙酸乙酯、丙酮、三氯甲烷、异戊醇、苯、二氯乙烷或四氢呋喃。

所述的制备方法，步骤（2）回流反应结束后，经过过滤，水洗分相，浓缩有机相，精馏得到碳二亚胺。

所述的制备方法，所述精馏温度为80-150℃。

本发明的有益效果：

本发明采用便宜的脱硫剂，使用固体碱作为缚酸剂，使用相转移催化剂增强除酸效果，制备方法简单，得到很好的收率，最高可达91%，最终产品纯度≥98%、水分含量≤0.2%。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合具体实施例来进一步说明。

实施例1：制备1-乙基-(3-二甲基氨基丙基)碳酰二亚胺

（1）向反应釜内加入2170g（11.48mol）1-N,N-（3-二甲基氨基）-乙基硫脲和9100g二氯甲烷，降温到-5℃以下，加3651.1g碳酸钠（34.44mol）和523g（1.62mol）四丁基溴化铵并填充惰性气体；

（2）控制釜内反应温度在0-5℃加入1550g（11.48mol）磺酰氯，将釜内物料升温回流反应3小时。

回流反应结束后，分离有机相，精馏得到1548.3g产品，经气相检测纯度为99.16%，经卡尔费休水分测定仪检测水分为0.18%，产品得率为87.0%。

实施例2：

（1）向反应釜内加入2170g 1-N,N-（3-二甲基氨基）-乙基硫脲（11.48 mol）和9100g三氯甲烷，降温到-5℃以下，加6085.2g碳酸钠（57.41 mol）和784.5g四丁基溴化铵（2.43 mol）并氮封；

（2）控制釜内反应温度在0-10℃加入3100g磺酰氯（22.97mol），将釜内物料升温回流反应3小时。