叔丁胺合成方法概述 □万大明 叔丁胺是橡胶促进剂TBBS(又称NS,学名:N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺)的原料,是一种重要的低级脂肪胺,目前其合成方法主要有下面几种。 1.叔丁脲水介质苛化水解法 国内合成叔丁胺大部分采用叔丁醇、尿素为原料,经水解得叔丁胺。但叔丁胺氢氧化钠水解法和氢氧化钙水解法,或需在高温下水解,或需使用高沸点溶剂,而高温生产技术和高沸点溶剂回收,目前尚存在一定难度,致使叔丁胺生产成本较高,限制了使用。 内蒙古工业大学化工系研究开发的叔丁脲水介质苛化水解法,以水代替高沸点溶剂,大大降低了叔丁胺合成的技术难度和生产成本,为叔丁胺工业化生产创造了条件。此方法是将叔丁醇与尿素在浓硫酸中缩合后,用40%NaOH中和,经水洗过滤得叔丁脲,以水作反应介质,用烧碱苛化水解叔丁脲后,依次经蒸馏、精馏、干燥、冷凝,得含量≥95%的叔丁胺。 2.N-叔丁基苯乙酰胺水解法 东北助剂总厂开发的N-叔丁基苯乙酰胺水解法是以叔丁醇和苯乙腈为原料,在硫酸介质中反应生成N-叔丁基苯乙酰胺,在碱性条件下,N-叔丁基苯乙酰胺水解,生成叔丁胺和苯乙酸钠,蒸出叔丁胺,残液用酸中和析出苯乙酸,每吨叔丁胺联产1.79t苯乙酸。 3.异丁烯氨化法 近年开发出异丁烯和氨直接气相催化氨化制备叔丁胺,巴斯夫公司介绍使用铁-硅催化剂,在350℃和300Pa下,氨与异丁烯比为1.5∶1,得到叔丁胺的选择性97.6%。阿克苏公司是采用硅藻土及酸性催化剂,氨与异丁烯比为2∶1,温度控制为300℃,压力为250Pa,催化剂寿命为100~200h,选择性>99.8%,未反应的原料可进行循环。 据资料介绍,美国罗门哈斯公司介绍的异丁烯氨化法生成的叔丁胺纯度大于99.7%,另外,每生产1t叔丁胺还将产生20kg废水和5kg蒸馏残渣。 我国抚顺石油化工研究院采用自己合成的FAZ系列氨化催化剂及该院开发的FY工艺过程,进行异丁烯直接氨化合成叔丁胺的试验,在反应压力为8.0MPa、反应温度280℃、烯烃空速1.0h-1、氨烯比为2的条件下,异丁烯单程转化率大于8%,叔丁胺选择性大于95%,取得了较好的结果,达到了国外资料报道的水平。 4.甲酰胺皂化法 此法又称Ritter反应,先将异丁烯和氢氰酸在硫酸存在下反应,生成叔丁基甲酰胺,然后经甲醇醇解得叔丁胺,也可以用酰胺与NaOH皂化,生成叔丁胺。 此方法的产率以异丁烯计为83.8%。但此方法对设备耐腐蚀性要求极高,同时氰化物对环境造成污染是一个大问题。 原齐鲁石化公司齐胜公司经过多年研究,利用该厂副产品氢氰酸,将原来生产丙酮氰醇的装置,改造成丙酮氰醇-叔丁胺联合生产装置。其生产过程是将氢氰酸与甲基叔丁基醚在硫酸存在下反应,得到的叔丁基甲酰胺和酯与烧碱反应,生成叔丁胺和Na2SO4,经蒸馏得叔丁胺成品,蒸馏后分离出废液,经脱Na2SO4及除-CN-1后,再循环使用。当时装置能力为1200t/a,产品纯度达96%~99%,价格适中。但后来由于种种原因停产,最近该公司丙烯腈厂准备继续开发这一产品,目前正进行市场调研。同样,在这一工艺中,氰化物对环境的影响也是不容忽视的问题。
