CN117486922A - 一种n,o-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法 - Google Patents
一种n,o-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开一种N,O‑双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其包括下述步骤:向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2‑二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷;滴加完毕后,保持釜温56‑58℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;冷却至28‑30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至55‑60℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至30‑40℃;打入冷冻釜,抽滤,除去少量胺盐;粗馏,蒸去三乙胺;精馏,除去产品杂质,然后再冷冻、过滤、除杂即得。本发明生产方法,提高生产收率的同时,降低了生产成本,N,O‑双(三甲硅基)三氟乙酰胺的转化率大于94%,且产品纯度高于99.5%。
Description
技术领域
本发明涉及化工工艺技术领域,具体涉及一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法。
背景技术
N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)在有机合成和化学分析领域中有广泛的应用,可以将化合物中的羟基、羧基、胺基等活性官能团转化为易于GC-MS分析的对应烷基衍生物,从而方便分析和定量分析,它为分析复杂样品提供了一种有效的手段,应用主要体现在以下几个方面:
1.分析应用:BSTFA被广泛应用于化学分析领域,特别是在GC-MS分析中。它可以衍生化各种化合物,如醇、酸、胺等,将它们转化为易于气相色谱分析的挥发性衍生物,从而提高分析的灵敏度和准确性。
2.天然产物分析:在天然产物化学研究中,BSTFA常用于对复杂混合物中的天然产物进行衍生化,以便更好地分析和鉴定其中的化合物。这对于药物发现和天然产物结构解析非常有帮助。
3.环境和食品分析:BSTFA也被用于环境和食品样品的分析,例如分析土壤、水样和食品中的有机污染物。通过将这些样品中的目标化合物衍生化,可以提高分析的敏感性和准确性。
4.聚合物分析:BSTFA也可以用于聚合物的分析,如对聚合物中官能团的定性和定量分析。这对于研究聚合物结构和性质非常有价值。
另外N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺用作各种醇基、羧基、氨基羧基、氨基和硫醇基等有机化合物的甲硅基化试剂,使用这种保护剂可以大幅度地提高目的收率。
目前N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺合成方法主要以三氟乙酰胺和三氟乙酰胺为原料进行酯化反应,如中国专利CN1699375A公开一种N,O一双三甲硅基三氟乙酰胺的生产方法,合成时向反应釜投入三乙胺和三氟乙酰胺、搅拌1小时,然后在N2气体的保护下,向反应釜内滴加三甲基氯硅烷,控制温度在<50℃范围内,2-6小时内加注完,然后在40-65℃内保护反应8-16个小时,反应结束后、降温至35℃以下,出料。将反应完的物料加到封闭离心机内进行固液分离,母液送浓缩釜内进行浓缩,浓缩温度控制在60-100℃之间,压力为-0.2至-08大气压。再将浓缩后的母液送精馏釜内进行精馏,其精馏条件:温度控制在60-100℃,压力为-0.2至-0.998大气压,塔高6-15米,精馏后的无色透明液体,然后在N2气体的保护下包装得到其成品。该发明通过控制反应体系温度在40~60℃,氮气保护下反应8-16小时,并且利用封闭离心机进行固液分离除去三乙胺盐酸盐,与现有的压滤相比较,本发明过滤迅速,可以有效地避免BSTFA对水敏感而影响收率的问题。但是在生产中,仍然产生大量的三乙胺盐酸盐沉淀,容易堵塞管道,影响产物的转化率。
发明内容
本发明提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,
为解决上述技术问题,本发明所采取的技术方案是:
一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,控制滴加温度35-45℃;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃,以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温56-58℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至28-30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至55-60℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至30-40℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分,蒸去三乙胺;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,温度达到70-72℃馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺含量≥98..5%,取精馏分;精馏的步骤是用于除去N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺中的杂质;
(7)精馏分冷冻至-5-0℃,过滤,除杂,得成品。
其中,步骤(1)中,三甲基氯硅烷的滴加时间为10-12小时。
其中,步骤(2)中,缓慢升温到58℃的过程中,先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时。
其中,步骤(6)中,在取产品之前,还包括取前馏份和过渡馏份的步骤。
其中,所述取前馏份的步骤包括抽真空至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;
其中,所述取过渡馏分的步骤包括:维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至70-72℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀。
其中,步骤(1)中,三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.5-2.5:1.5-2.5;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:1-2。
其中,所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至-5-5℃,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为60-70℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
本发明的反应机理如下:
在N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺(BSTFA)的合成反应中,三甲基氯硅烷和三氟乙酰胺直接进行反应,三乙胺作为缚酸剂来中和三甲基氯硅烷和三氟乙酰胺生成的HCl,使介质保持中性或弱碱性,1,2-二氯乙烷作为反应溶剂,以提高酰化反应的收率,反应方程式如下:
本发明提供的技术方案,与现有技术相比,具有以下有益效果:
(1)本发明在三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷的酰化反应体系中加入1,2-二氯乙烷,1,2-二氯乙烷作为溶剂的同时也作为体系的稀释剂,减少了生成的三乙胺盐酸盐堵塞管路的问题,降低安全生产的风险。
(2)本发明加入1,2-二氯乙烷后,加快了三氟乙酰胺和三甲基氯硅烷反应速率,使乙酰胺的羰基活性增强,提高其反应活性,减少了BSTFA与盐酸接触的机率。
(3)本发明加入的1,2-二氯乙烷不易挥发,保护生态环境,并且1,2-二氯乙烷沸点较高,与产品N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺沸点差别较大,易分离。
(4)本发明生产方法,提高生产收率的同时,降低了生产成本,N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的转化率大于94%,且产品纯度高于99.5%。
附图说明
图1本发明中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺合成工艺流程图
具体实施方式
下面将结合本发明具体实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,滴加时间为11小时,控制滴加温度40℃;三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:2.1:2.1;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:1.5;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃(先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时),以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温57℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至29℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至58℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至35℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至71℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀,打开成品进料阀,取精馏分;
(7)精馏分冷冻至-3℃,过滤,除杂,得成品。
其中,所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至0度,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为65℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
本实施例制得的N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺,单程收率为94.28%,纯度(GC)99.60%,产品的质量指标见表1。
表1实施例1产品的质量指标
指标名称 | 技术要求 | 检测结果 |
外观 | 透明至淡黄色透明液体 | 透明液体 |
纯度,(GC)% | ≥99 | 99.60 |
胺含量,(GC)% | ≤0.5 | 0.240 |
密度(25℃),g/ml | 0.97 | 0.9706 |
折射率(25℃) | 1.3829-1.3849 | 1.3842 |
产品贮存一年后,产品纯度为99.48%,外观为透明液体,无絮状物。
实施例2
本实施例提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,滴加时间为11小时,控制滴加温度35-45℃;三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.5:2.5;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:1;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃(先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时),以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温56℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至28-30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至55℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至30℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至70℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀,打开成品进料阀,取精馏分;
(7)精馏分冷冻至0℃,过滤,除杂,得成品。
其中,所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至-5℃,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为60℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
本实施例制得的N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺,单程收率为94.09%,纯度(GC)99.52%,产品的质量指标见表2。
表2实施例2产品的质量指标
指标名称 | 技术要求 | 检测结果 |
外观 | 透明至淡黄色透明液体 | 透明液体 |
纯度,(GC)% | ≥99 | 99.52 |
胺含量,(GC)% | ≤0.5 | 0.236 |
密度(25℃),g/ml | 0.97 | 0.9716 |
折射率(25℃) | 1.3829-1.3849 | 1.3839 |
产品贮存一年后,产品纯度为99.40%,外观为透明液体,无絮状物。
实施例3
本实施例提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,滴加时间为12小时,控制滴加温度35℃;三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:2.5:1.5;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:2;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃(先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时),以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温58℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至28-30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至60℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至40℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至72℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀,打开成品进料阀,取精馏分;
(7)精馏分冷冻至-5℃,过滤,除杂,得成品。
其中,所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至5℃,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为70℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
本实施例制得的N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺,单程收率为94.01%,纯度(GC)99.50%,产品的质量指标见表3。
表3实施例3产品的质量指标
产品贮存一年后,产品纯度为99.38%,外观为透明液体,无絮状物。
实施例4
本实施例提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,滴加时间为10-12小时,控制滴加温度35-45℃;三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.5-2.5:1.5-2.5;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:1-2;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃(先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时),以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温56-58℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至28-30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至56℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至30-40℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至70-72℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀,打开成品进料阀,取精馏分;
(7)精馏分冷冻至-2℃,过滤,除杂,得成品。
其中,所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至-2℃,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为68℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
本实施例制得的N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺,单程收率为94.15%,纯度(GC)99.58%,产品的质量指标见表4。
表4实施例4产品的质量指标
指标名称 | 技术要求 | 检测结果 |
外观 | 透明至淡黄色透明液体 | 透明液体 |
纯度,(GC)% | ≥99 | 99.58 |
胺含量,(GC)% | ≤0.5 | 0.242 |
密度(25℃),g/ml | 0.97 | 0.9712 |
折射率(25℃) | 1.3829-1.3849 | 1.3835 |
产品贮存一年后,产品纯度为99.42%,外观为透明液体,无絮状物。
对比例
本实施例提供一种本实施例提供一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,在本实施例中,未添加1,2-二氯乙烷,其它工艺步骤与物料比均与实施例1相同,在此不再赘述。
本实施例制得的N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺,单程收率为87.52%,纯度(GC)98.56%,产品的质量指标见表4。
表4实施例4产品的质量指标
指标名称 | 技术要求 | 检测结果 |
外观 | 透明至淡黄色透明液体 | 淡黄色液体 |
纯度,(GC)% | ≥99 | 98.56 |
胺含量,(GC)% | ≤0.5 | 0.311 |
密度(25℃),g/ml | 0.97 | 0.9735 |
折射率(25℃) | 1.3829-1.3849 | 1.3842 |
产品贮存一年后,产品纯度为97.02%,外观为透明液体,无絮状物。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)向反应釜中投入三乙胺、三氟乙酰胺和1,2-二氯乙烷,在N2气体的保护下,滴加三甲基氯硅烷,控制滴加温度35-45℃;
(2)滴加完毕后,缓慢升温到58℃,以控制到放空管口不放白烟为准,保持釜温56-58℃搅拌20小时,然后升温至72℃,恒温4小时;
(3)冷却至28-30℃放料离心,离心母液加反应釜,然后升温至55-60℃恒温3小时,升温至72℃恒温2小时后,降温至30-40℃;
(4)打入冷冻釜,逐渐降温至-15℃,抽滤,除去少量胺盐;
(5)初蒸釜用N2置换排空,然后将抽滤的母液打入初蒸釜,控制初蒸釜的真空度为-0.06~-0.07MPa,温度不超过65℃,收集馏分;
(6)精馏釜用N2置换排空,将***真空抽至-0.08MPa,温度达到70-72℃馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺含量≥98..5%,取精馏分;
(7)精馏分冷冻至-5-0℃,过滤,除杂,得成品。
2.根据权利要求1所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:步骤(1)中,三甲基氯硅烷的滴加时间为10-12小时。
3.根据权利要求1所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:步骤(2)中,缓慢升温到58℃的过程中,先是45℃恒温2小时,再50℃恒温2小时。
4.根据权利要求1所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:步骤(6)中,在取产品之前,还包括取前馏份和过渡馏份的步骤。
5.根据权利要求4所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:所述取前馏份的步骤包括抽真空至-0.08MPa,向精馏釜夹套通入蒸汽加热物料,待蒸馏釜内压力稳定,68℃以前的馏分作为前馏分;
6.根据权利要求4所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:所述取过渡馏分的步骤包括:维持精馏釜内真空度为-0.08MPa,取过渡馏分,待温度升至70-72℃,馏分中N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺≥98..5%,关闭过渡馏分进料阀。
7.根据权利要求1所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:步骤(1)中,三氟乙酰胺、三甲基氯硅烷和三乙胺的摩尔比为1:1.5-2.5:1.5-2.5;三氟乙酰胺与1,2-二氯乙烷的摩尔比为1:1-2。
8.根据权利要求1所述的一种N,O-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法,其特征在于:所述三氟乙酰胺采用下述方法制成:在干燥洁净的带回流装置的反应釜内,投入1,2二氯乙烷100Kg和乙醇50Kg,三氟乙酸乙酯100Kg,进盐水降温至-5-5℃,缓慢通氨气12小时,通至放空口有氨味再搅拌0.5小时,检测无三氟乙酸乙酯,缓慢升温,控制温度为60-70℃,回收溶剂,降温,结晶,离心,烘干,得三氟乙酰胺。
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CN202311278361.8A CN117486922A (zh) | 2023-09-28 | 2023-09-28 | 一种n,o-双(三甲硅基)三氟乙酰胺的生产方法 |
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