[发明专利]一种氰乙基胺类化合物的制备方法

说明书

本发明公开了一种氰乙基胺类化合物的制备方法，通过多胺和丙烯腈之间的加成反应制备氰乙基胺类化合物，该方法包括：将碱性催化剂与多胺反应，生成中间体后，通过与丙烯腈的加成反应制备得到性状稳定的氰乙基胺类化合物。通过本发明方法得到的氰乙基胺类化合物具有与环氧树脂、异氰酸酯等的反应性，可用作环氧树脂的固化剂或聚氨酯树脂的扩链剂。

技术领域

本发明涉及一种氰乙基胺类化合物的制备方法，具体涉及一种通过多胺和丙烯腈之间的加成反应制备氰乙基胺类化合物的方法。

背景技术

由多胺(如伯胺或仲胺)与丙烯腈加成反应制备得到的氰乙基胺类化合物，未反应有机胺的含量少，粘度低，在各个领域具有广泛的用途。如：氰乙基化的胺类可在制备用于纸张、合成纤维等方面的偶氮染料的过程中作为偶合剂；侧腈基可被还原为胺，生成多官能团的胺类，用作环氧和异氰酸盐类的固化剂。

一般而言，胺加成丙烯腈是比很多有机化合物合成都更容易的，但是加成到胺上不同位置的难易程度却是不同的。例如，伯胺含有两个活泼氢原子，可以加成一个或两个丙烯腈分子，第一个丙烯腈分子加成到伯胺上可以在相当低的温度中发生，而第二个丙烯腈分子加成到伯胺上则需要加热或采用更苛刻的条件。此外，伯胺和仲胺之间的空间化学性和胺的复杂程度等因素也会影响丙烯腈加成到胺上的难易程度。

丙烯腈是有毒、致癌的，且倾向于强烈放热聚合，粗产物中残留丙烯腈含量需控制在1000ppm以下。在现有技术中，为了防止粗产物中未反应丙烯腈的浓度增加，是在一定的反应温度和催化剂作用下，直接将丙烯腈缓慢滴加到过量多胺中进行反应，通过体系中丙烯腈的含量来判断反应终点，当丙烯腈的含量达到一定含量(1000ppm)以下即认为反应结束。

现有制备方法中，在滴加丙烯腈结束后，要使未反应丙烯腈的含量降至1000ppm以下，需继续反应很长时间，并且由于在高温下长时间反应，丙烯腈会发生聚合导致副产物的增加。而丙烯腈聚合物或未反应的丙烯腈的存在，均会导致氰乙基胺类化合物缺乏稳定性。现有技术中，为降低加成粗产物中残留丙烯腈含量，多通过减压除去丙烯腈，为避免形成有色的副产物会使产物的色号变差，操作过程中温度必需保持低于60℃，且需要非常长的在减压下的停留时间。

文献(Ind.Eng.Chem.Res.2016,55,1827-1832)报道了在以水为溶剂，强酸为催化剂条件下的异佛尔酮二胺氰乙基化过程。为了将原料异佛尔酮二胺完全转化，该氰乙基化过程长达24h；由于反应过程中加入水和催化剂对甲苯磺酸，反应结束后，需要从产品中除去水和催化剂，存在分离困难以及产品损失的问题。同时，文献未涉及粗产物中丙烯腈的残留问题。

US3231601公开了一种芳香胺的氰乙基化过程，以水为溶剂，强酸为催化剂，芳香胺盐和丙烯腈进行加成反应得到高收率的氰乙基化产物。其中，适于催化反应的强酸包括硫酸、磷酸、盐酸、对-甲基苯磺酸和三氯乙酸。US 4321354公开了一种脂环族多元胺的制备方法，1，2-二氨基环己烷与丙烯腈在醋酸催化剂存在下进行反应生成N，N’-二-(2-氰乙基)-1,2-二胺基环己烷。上述两个专利使用无机酸或有机酸为催化剂，反应结束后，仍需要从产品中除去催化剂，同样存在分离困难以及产品损失的问题。

CN1337393A公开了脂环族连伯二胺的氰乙基化过程，连脂环族胺与丙烯腈在水催化作用下发生氰乙基化反应，具有反应速率快，产物易于分离的优点。但是，该专利仍未解决粗产物提纯、催化剂脱除以及丙烯腈的残留问题。