[发明专利]一种邻甲基苯胺制备吲哚的方法

说明书

本发明涉及一种邻甲基苯胺制备吲哚的方法，主要解决现有技术中吲哚生产收率低、能耗高、质量差、产品成本高的问题。本发明将邻甲基苯胺和甲酸混合反应，蒸馏脱除反应生成的水和副产物，得到甲酰化物，然后加入氢氧化钾，维持反应体系的真空度，升温，边减压蒸馏边环合反应（减压蒸馏环合反应），脱除反应中生成的水和邻甲基苯胺，反应完成，进行水解反应，油水分离，油层继续减压蒸馏得到吲哚，产品收率78%，产品纯度99.9%。本发明用于吲哚制备具有产品吲哚收率较高，反应时间短，能耗低，产品质量好的优点。

技术领域

本发明涉及一种邻甲基苯胺为原料制备吲哚的方法，具体地说是以邻甲基苯胺和甲酸以及氢氧化钾合成吲哚的方法。

背景技术

吲哚是制备医药、农药、香料、染料和饲料添加剂的重要原料，是重要的杂环精细化工中间体。目前全球的生产能力为7000t/a。随着其用用研究的发展，有其衍生出许多重要的高附加值的医药和农药，特别是目前吲哚衍生物色氨酸的市场需求增长迅速，仅此一项全球远景需求量在10000t/a。因此，吲哚的市场前景十分广阔。吲哚的合成方法主要有两大类，第一类是从自然界中获取，如从靛蓝降解而得吲哚，或从煤焦油中提取而得吲哚等，操作繁杂，能耗极大；第二类是化学合成方法，从目前的情况来看，化学合成方法占主导地位，主要使用基本的化工原料经过取代、缩合、成环等反应来合成吲哚。而且合成方法众多，大部分是研究性质的，或者反应条件苛刻，或者合成收率低，不宜于工业化生产，只有少部分合成方法具有工业化前景。早期的吲哚来自煤焦油，煤焦油中含有一定量的吲哚，经过精馏和精制是可以得到很纯的吲哚，但是其气味与合成吲哚有明显的不同，不适合用于香料和医药。工业合成方法不多，最早的合成方法是Fischer合成法，早先用于合成吲哚及取代吲哚，但该法合成吲哚收率较低，后被淘汰。苯胺法是日本在80年代开发的一条合成吲哚的新工艺，以苯胺和乙二醇为原料在催化剂的作用下一步合成吲哚，虽然反应步骤少，操作简单，但是该法存在催化剂使用寿命短的缺点，限制了其发展。国内产业化的是邻甲基苯胺多步法合成吲哚，经甲酰化，成盐，成环水解制得吲哚粗品，再经重汽提、结晶精制得到合格产品。该法合成吲哚产品品质好，但是反应速度缓慢，反应中的水难以脱除，能耗极大，成本高。而与此同时，我国已成功地实现吲哚合成色氨酸的工业化，对吲哚的需求快速增加，因此，研究开发生产周期短和成本低廉的吲哚合成技术以适应工业发展需要变得极为迫切。

申屠有德等人对邻甲基苯胺法制备吲哚有详细的介绍：在反应瓶中放入85.6g（0.8mol）邻甲基苯胺和40.3g（0.84mol）90%甲酸，加热到105℃~110℃，反应3h，常压下蒸馏除去反应生成的水，得到甲酰化物备用。在装有搅拌器、温度计、压力平衡滴液漏斗、油水分离器及回流冷凝管的烧瓶中，加入甲苯100g，邻甲基苯胺100g及粉末状的氢氧化钾61.1g（纯度95%，1.03mol），将上述甲酰化物135g（1.0mol）溶解在甲苯100g中的溶液装入滴液漏斗中，在加热搅拌下不断滴加甲酰化物甲苯溶液，并控制滴加速度，保持甲苯回流带出水，反应和滴加时间约7~8h，除去的水约17.6g。滴加完后，接着蒸馏回收甲苯190g。继续升温到250℃~280℃，回收邻甲基苯胺154g，再将反应瓶内的残留物升温至300℃~304℃，搅拌0.5h，然后降温至100℃以下，加水250mL，使其溶解，转移至水汽蒸馏装置，收集产物，低温真空干燥得38.5g（收率65%），纯度98.7%（浙江化工 2005 Vol.36 No.24-25）。

整个邻甲基苯胺法制备吲哚的流程需要回流带水和水蒸气汽提蒸馏，耗费了大量的时间和能耗，同时使用了有毒的溶剂甲苯，需要分离同时对产品的纯度等有一定的影响。从经济角度考虑，长时间的回流带水和水蒸气汽提提纯产品，消耗大量的能耗，增加了产品制备的成本，从产品质量的角度，甲苯溶剂的加入引入了杂质，降低了产品质量。因此，若能采取合适的方法减少反应时间，尤其是回流带水的时间和水蒸气汽提蒸馏的时间，则可以大大降低反应能耗，节约制备成本，提升产品的竞争力，同时，若能避免使用有毒易挥发的溶剂甲苯，将极大提高和改善产品的质量。目前，尚无文献和专利对此进行报道，本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容