[发明专利]乙硝胺的制备方法

说明书

本发明公开一种乙硝胺的制备方法，该法以N,N’‑二乙基脲为原料，包括如下步骤：(1)将N,N’‑二乙基脲溶于二氯甲烷配制成溶液，缓慢加入到质量浓度为98％的浓硝酸和20％发烟硫酸组成的混酸中进行硝化反应，反应温度‑5℃～0℃，加料完毕后，反应混合物倒入冰水中稀释；(2)将上述(1)中得到的稀释液升温至5℃～30℃进行水解反应，水解时间30min～120min，反应终止后，水解液相分离，二氯甲烷相用无水硫酸镁干燥后，经浓缩得乙硝胺。本发明是为了解决乙硝胺制备过程中反应操作步骤复杂、N,N’‑二乙基脲硝化不完全、水解条件苛刻、收率低等问题。主要用于乙硝胺的制备。

技术领域

本发明涉及N,N’-二乙基脲硝化和水解，具体地说是一种乙硝胺的合成方法，属有机合成。

背景技术

乙硝胺是一种重要的有机化合物，不仅可作为单质爆炸物，还可作为中间体用于硝胺类含能材料合成。

美国专利US4418212A和US4476322A公开了一种烷基硝胺的合成方法，即甲硝胺的合成方法，后续的文献报道也指出，可参照该方法合成乙硝胺，也就是将N,N’-二乙基脲溶于二氯甲烷配制成溶液，加入硝硫混酸进行硝化反应，制得N,N’-二乙基-N,N’-二硝基脲，然后将N,N’-二乙基-N,N’-二硝基脲在沸水中水解，制备出乙硝胺。与甲硝胺制备相类似，该方法存在N,N’-二乙基脲硝化不完全、中间体N,N’-二乙基-N,N’-二硝基脲水解不充分、收率低等问题，难以实现高效制备。美国专利US2003/0041936A针对N,N’-二乙基脲硝化水解方法，合成收率低的问题，公开了一种以草酸二乙酯为原料的乙硝胺合成方法，将甲胺溶液滴加入草酸二乙酯中进行酰化制得草酸二酰胺，收率53％，再用硝硫混酸进行硝化反应，制得双(乙硝胺基)草酸，收率89％，再与甲胺溶液进行反应制得乙硝胺，收率99％，全程收率46.7％。该方法存在反应步骤多、收率低等问题，使得制备成本偏高。

发明内容

本发明要解决的技术问题是克服背景技术中乙硝胺制备过程中反应操作步骤复杂、N,N’-二乙基脲硝化不完全、水解条件苛刻、收率低等不足和缺陷，提供一种反应步骤少、后处理操作简便、水解条件温和、收率较高的乙硝胺合成方法。

本发明构思：针对乙硝胺合成方法中，反应操作步骤复杂、N,N’-二乙基脲硝化不完全、水解条件苛刻、收率偏低的现状，拟寻找一种反应步骤少、硝化较完全、硝化后处理操作简便、水解条件温和、收率较高的合成方法。通过将硝化液用冰水稀释，调节温度直接水解，可减少中间体N,N’-二乙基-N,N’-二硝基脲萃取分离、洗涤等步骤，且水解温度接近于室温，能够提高收率、减少能耗、降低成本。发明人研究发现，硝化液直接稀释水解，不仅减少了中间体萃取及洗涤步骤，而且能使中间体水解在室温下进行，可有效降低中间体的损失，降低沸水水解能耗，提高了乙硝胺收率，从而降低了制备成本。

本发明提供一种乙硝胺的制备方法，包括如下步骤：

(1)将N,N’-二乙基脲溶于二氯甲烷配制成溶液，缓慢加入到质量浓度为98％的浓硝酸和20％发烟硫酸(硫酸与三氧化硫的混合物，其中三氧化硫质量分数为20％)组成的混酸中进行硝化反应，反应温度-5℃～0℃，加料完毕后，反应混合物倒入冰水中稀释；其中N,N’-二乙基脲、质量浓度为98％的浓硝酸、20％发烟硫酸、冰水的质量比为1：1.3～3.27：1.28～2.59：3.03；

(2)将上述(1)中得到的稀释液升温至5℃～30℃进行水解反应，水解时间30min～120min，反应终止后，水解液相分离，二氯甲烷相用无水硫酸镁干燥后，经浓缩得乙硝胺。

本发明优选的乙硝胺的制备方法：

(1)将N,N’-二乙基脲溶于二氯甲烷配制成溶液，缓慢加入到质量浓度为98％的浓硝酸和20％发烟硫酸组成的混酸中进行硝化反应，反应温度-5℃～0℃，加料完毕后，反应混合物倒入冰水中稀释；其中N,N’-二乙基脲、质量浓度为98％的浓硝酸、20％发烟硫酸、冰水的质量比为1：2.11：1.77：3.03；