[发明专利]一种固定床反应器中连续合成N-氨乙基吗啉的方法

说明书

技术领域

本发明属于化工技术领域，具体涉及一种以吗啉、一乙醇胺为原料，HZSM-5为催化剂，在固定床反应器中经非均相催化反应连续合成N-氨乙基吗啉的方法。

背景技术

N-氨乙基吗啉是一种重要的医药中间体、有机合成原料、配位剂与特种溶剂，主要用于合成抗抑郁药—吗氯贝胺。吗氯贝胺是新一代单氨氧化酶抗抑郁药，该药能选择性对单胺氧化酶A型产生抑制作用，具有可逆性、可选择性，且能改善睡眠质量，在抗抑郁、抗氧化等方面疗效显著，对警戒或短、长记忆没有影响，并可减弱对识别功能的影响。它的疗效确切，临床安全性好，作用谱广，没有早期的单胺氧化酶抑制剂如异丙肼、苯乙肼等在使用时发生的“奶酪”反应，高血压危险和严重肝损害等副作用，优于现在临床应用的其他抗抑郁药，尤其适用于伴有心、肾疾病的老年抑郁症患者。

N-氨乙基吗啉合成工艺主要有N-氯乙基吗啉氨解法、N-羟乙基吗啉氨解法、4-(2-羟乙基）吗啉氯化氨解法、吗啉基乙腈还原法、吗啉溴乙胺法。

N-氯乙基吗啉氨解法以N-氯乙基吗啉为原料，在氨氛围中进行氨解反应合成N-氨乙基吗啉，反应方程式如下：

该工艺是早期的研究者合成N-氨乙基吗啉产品的一种探索，由于原料N-氯乙基吗啉需要经过多部反应另行合成，原子经济性低，污染性较大。该工艺没有实际应用价值。

N-羟乙基吗啉氨解法将N-羟乙基吗啉在特定的氨化剂作用下直接转化为N-氨乙基吗啉，反应方程式如下：

该工艺是对N-氯乙基吗啉氨解法的一种改进工艺，但由于N-羟乙基吗啉和邻苯二甲酰亚胺两种合成原料均较为特殊，需另行多步合成，原子经济性低，合成路线长，成本高，因而该工艺也没实际应用价值。

4-(2-羟乙基）吗啉氯化氨解法以4-（2-羟乙基）吗啉为原料，先用氯化剂氯化生成4-（2-氯乙基）吗啉，再在密封加热的条件下在氨氛围中进行氨解反应生成N-氨乙基吗啉。反应方程式如下：

该方法也是早期合成N-氨乙基吗啉的工艺路线，中间体4-（2-氯乙基）吗啉的合成需使用氯化剂，对环境造成很大的污染，同时该方法原子经济性低。也不适合工业化生产。

吗啉基乙腈还原法以吗啉基乙腈为原料，镍为催化剂，在70～80℃的温度和106.4kPa压力下用氢气还原合成N-氨乙基吗啉，反应方程式如下：

该工艺原料吗啉基乙腈制备比较困难，同时使用了有毒基团氰基，使得吗啉基乙腈的合成对环境污染太大，高压反应过程对设备的要求较高。该工艺也没实际应用价值。

吗啉溴乙胺法以吗啉为原料，在溴乙胺的作用下进行取代反应直接合成N-氨乙基吗啉，反应方程式如下：

该工艺是目前国内研究较多的N-氨乙基吗啉合成工艺，工艺中使用的溴乙胺原料由乙醇胺和氢溴酸反应制得，由乙醇胺合成溴乙胺的收率约70％，缩合反应合成N-氨乙基吗啉的收率为60～65％。该工艺具有一定的实际应用价值，但存在缺点是：溴乙胺原料成本较高，整个工艺过程的原子经济性不高，既浪费资源，又污染环境。 

 专利CN1356324采用酸性催化剂，加入脱水剂进行脱水反应制备N－甲酰吗啉。催化剂为硫酸、盐酸、磷酸、三氟化硼乙醚、硫酸锆、离子交换树脂、杂多酸中的一种或几种，脱水剂为环己烷、苯、甲苯、二甲苯、乙腈、氯仿中的一种或几种，在反应温度50～200℃，吗啉与甲酸的摩尔比为0.7～1.5时，N－甲酰吗啉的收率可达99％。

专利CN1345723以吗啉和甲酸为原料，吗啉和甲酸投料的摩尔比为吗啉∶甲酸＝1∶(0.8～1.2)，反应温度为50～140℃，反应在带水剂存在下进行，带水剂为芳烃类溶剂油、脂肪类溶剂油、芳烃类和脂肪类溶剂油的混合物或酯类溶剂油中的任何一种，带水剂的加入量为带水剂在原料总量中的重量百分含量＝5.0～50.0％。该发明的优点在于反应温度低，反应稳定易于控制，反应副产物少，收率高，更突出的优点是能得到高纯度的N－甲酰吗啉产品。