[发明专利]一种在超临界条件下制备3-氨基丙腈的方法

说明书

本发明公开了一种在超临界条件下制备3‑氨基丙腈的方法。以液氨与丙烯腈为原料，在不加催化剂和溶剂的条件下，在管道式反应器中直接加成反应得到3‑氨基丙腈。本发明反应在液氨的超临界条件下进行，避免了以往报道中用液氨时催化剂和溶剂的使用，通过连续精馏，即可得到产品，未反应原料可以直接套用，本工艺安全环保，未引入非反应原料的物质，符合绿色化学理念。本发明丙烯腈的转化率可达99.5‑100.0％，选择性可达85.5‑95.8％，具有较高的工业化应用价值。

技术领域

本发明涉及精细化工领域，具体地说涉及一种在超临界条件下制备3-氨基丙腈的方法。

背景技术

3-氨基丙腈，也称β-氨基丙腈(β-amino propionitrile，C₃H₆N₂，分子量：70.11，CAS号：151-18-8)，无色液体，有氨气味，是合成丙氨酸及泛酸的中间体；经还原可制得1，3-二氨基丙烷；与光气反应可制得异氰酸酯，与对硝基苯胺反应可制得一种甜味剂，也用作医药中间体。

3-氨基丙腈的主要合成方法为丙烯腈与氨加成反应得到，反应式如下：

CH₂＝CHCN+NH₃→NH₂CH₂CH₂CN

主要副产物为3-氨基丙腈继续与丙烯腈反应得到3，3-亚氨基二丙腈，反应式如下：

NH₂CH₂CH₂CN+CH₂＝CHCN→NH(CH₂CH₂CN)₂

3-氨基丙腈的合成工艺比较成熟，国内外相关报道较多。传统工艺是在间歇釜式反应器中将过量浓氨水与丙烯腈搅拌进行反应，但这种方法产生大量的副产物(主要是3,3-亚胺基二丙腈)，3-氨基丙腈的收率很低，只有12～40％，产物需要去除大量的水，能耗大，同时大量的副产物需要经过后续处理才能获得氨基丙腈，使工艺复杂，工业化生产难度大。

为提高3-氨基丙腈的收率，同时避免使用氨水进行反应，后处理回收水需要大量的能耗，通常会用液氨替代了浓氨水，与丙烯腈反应得到3-氨基丙腈。

US4967006报道向1升不锈钢高压釜中加入408g(27.1摩尔)液氨，加热至50℃。在1小时内将214.5g(4.04摩尔)丙烯腈连续加入到高压釜中。将反应混合物在50℃下再搅拌1小时。冷却后排出未反应的氨。回收了约266g澄清的无色液体，通过气相色谱法分析为39.1％(重量)的氨基丙腈(APN)，59.3％(重量)亚氨基二丙腈(IBPN)和1.6重量％的杂质。

US2401429A报道了将200g丙烯腈和液氨在装有干冰冷凝器的真空瓶中回流反应7小时，然后移去冷凝器，混合物在真空瓶中静置2天，得到76％的双(2-氰基乙基)醚外还得到11％的3-氨基丙腈。

虽然使用液氨与丙烯腈直接反应避免水的加入，但仍然有大量的副产物亚氨基二丙腈生成，3-氨基丙腈的收率并没有显著的提高。为了提高收率，本领域人员通过在体系中加入溶剂或催化剂提高产品选择性，或者采用连续反应的方式使亚氨基二丙腈继续与氨反应生成3-氨基丙腈，以提高产品收率。

文献Przemysl Chemiczny，44，2(1965)报道了在118℃，1.2MP下，将丙烯腈和氨溶于甲醇中反应制备3-氨基丙腈，反应时间10分钟，收率可达81％。专利JP07017935A报道了在醇溶剂(如异丙醇，2-丁醇，2-戊醇，2-甲基-3-戊醇，2-己醇等)中丙烯腈与氨的反应，采用异丙醇为溶剂时，丙稀腈的转化率可达100％，产物中3-氨基丙腈的选择性为75％。