[发明专利]一种叔丁胺合成工艺

说明书

技术领域

本发明属精细化工中间体生产技术领域，主要用于合成橡胶促进剂NS及药物利福平的中间体原料-叔丁胺的合成工艺。

背景技术

叔丁胺产品特点及物理化学性质：

分子式：C₄H₁₁N

结构式：

分子量：73.14

名称：叔丁胺，别名特丁胺、2-氨基异丁烷

比重：0.6958(20℃)

熔点：-67.5℃

沸点：43.6℃

折射率(18℃)：1.3794

闪点：10℃。

室温下，叔丁胺为无色透明液体，有氨臭味，能与水、乙醇混溶，溶于普通有机溶剂，是一种有机合成中间体，可用作药物(利福平)、杀虫剂、杀菌剂和染料等的原料，其主要用途是合成橡胶促进剂“N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺”(简称NS)。

目前，国内叔丁胺的生产方法主要有尿素法、异丁烯-氢氰酸法和甲基叔丁醚-氢氰酸法等几种，分别介绍如下。

(1)尿素法

叔丁醇与尿素在浓硫酸的作用下进行缩合，再用液碱中和，经水洗、滤干，与液碱和乙二醇混合共热，收集40-60℃的蒸馏物，然后加入固碱进行干燥，常压分馏收取44-47℃的馏分即是叔丁胺产品。这种方法的产率很小，而且工艺相当复杂，不适合在工业生产中应用。

(2)异丁烯-氢氰酸法

用异丁烯与氢氰酸在浓硫酸作催化剂的情况下反应，然后用氨中和，生产叔丁胺，并产生硫酸氢铵。具体的反应方程式为：

1)(CH₃)₂C＝CH₂+HCN+H₂SO₄+2H₂O→(CH₃)₃CNH₂·H₂SO₄+HCOOH

2)(CH₃)₃CNH₂·H₂SO₄+NH₃→(CH₃)₃CNH₂+NH₄HSO₄

由异丁烯与HCN、水在硫酸催化下加成得到叔丁基甲酰胺，再水解得到叔丁胺。该法又称Ritter反应。美国罗姆哈斯公司就采用该法进行生产，先由异丁烯与HCN和硫酸反应生产叔丁胺硫酸盐，再用氨中和，制得叔丁胺，同时副产硫酸氢铵。

该工艺操作较为简单，产品质量较好，美国罗姆-哈斯公司、日本迪高沙公司均采用此法。但由于异丁烯、HCN在国内均属紧俏商品，故目前采用此法生产叔丁胺成本较高。在我国的工业化意义不大。

(3)异丁烯氨化法

异丁烯氨化属于一种平衡反应，在工业条件下的转化率很低，小于20％，大量未反应的原料需循环使用。要达到经济上合理性，就要求催化剂具有高活性、高选择性、长寿命，因此寻找合适的催化剂成为该方法最关键问题。

该法成本低，污染小，但工艺技术难度大，反应在高温高压下进行，对设备要求高。

这种方法应当是叔丁胺的合成的工业化方向，污染小，自动化程度高，但由于反应温度达到350℃，反应压力为30MPa，工艺技术要求高，难度大，并且产率低；对设备质量的要求高，目前国内还不具备工业化生产条件.

(4)N-叔丁基苯乙酰胺水解法

该工艺于1983年由德国拜尔公司开发成功，叔丁胺质量分数为95.6％，两步总收率超过75％。也可以由苯乙腈与叔丁醇反应制得N-叔丁基苯乙酰胺，再经碱水解制得苯乙酸和叔丁胺。在我国难以形成大规模的工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种叔丁胺生产工艺，该工艺生产成本较低、环境污染小。

本发明解决其技术问题所采用的方案是：设计一种叔丁胺合成工艺，其特征在于在常压下氢氰酸与甲基叔丁基醚混合滴加浓硫酸进行催化反应，催化反应产物进行水解反应生成叔丁胺的硫酸盐，催化反应生成的甲醇与水解反应生成的羧酸同时进行酯化反应生成甲酸甲酯，然后将甲酸甲酯和未反应的甲醇蒸馏分离出来，之后进行酸碱反应，将叔丁胺置换出来，最后通过精馏得到成品叔丁胺。

本发明中，所述各原料的摩尔比为：

氢氰酸∶甲基叔丁基醚＝1∶(0.5～1.5)