专利名称：一种叔辛胺的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种化工技术领域的方法，具体的说，涉及的是一种叔辛胺的制备方法。
背景技术：
叔辛胺是一种重要的有机中间体，主要用于合成光稳定剂944及制造树脂，同时在金属萃取和制药领域也有应用。用作橡胶促进剂、杀虫剂及染料、药物制造的中间体。例如用于β-内酰胺酶抑制剂-克拉维酸的生产。
现有技术中叔辛胺的制备方法的部分文献报道，反应路线基本相同，在浓硫酸催化下，在冰醋酸溶液中二异丁烯与乙腈(或氰化钠)反应生成N-叔辛基乙酰胺，然后酸或碱催化水解得到叔辛胺。普遍存在缺陷为使用氰化钠等剧毒化学品，大量酸、碱，水解条件苛刻，而且污染环境。另有氰氯或叔丁基氯的报道，因收率低、原料费用高而不具备工业化价值。
经对现有技术的文献检索发现，中国专利申请号为CN02113120.1的专利，采用在冰醋酸中二异丁烯与乙腈(或氰化钠)反应生成N-叔辛基乙酰胺，然后氢氧化钠水溶液水解制备的方法叔辛胺，该方法解决了上述国外报道的制备方法中的醋酸回收并缩短了水解反应时间，但需要在高压釜中加热到180～280℃进行，对设备和操作的要求较高。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种叔辛胺的制备方法。本发明采用酰化酶代替强酸、强碱水解，条件温和、安全易于操作；减少了酸、碱量，具有环保优势；联产苯乙酸，提高效率和收益。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明以二异丁烯和苯乙腈为主要原料制备N-叔辛基苯乙酰胺，然后以酰化酶水解得到叔辛胺，包括以下步骤①以冰醋酸为溶剂，二异丁烯和苯乙腈在浓硫酸作用下反应生成N-叔辛基苯乙酰胺；
②在适当的溶剂体系中，加入N-叔辛基苯乙酰胺和酰化酶，使N-叔辛基苯乙酰胺被酰化酶充分水解；通过蒸馏和重结晶，分离得到叔辛胺和苯乙酸。
本发明反应路线如下 本发明所述的①，具体操作为将二异丁烯和苯乙腈加入冰醋酸中，水浴冷却下滴加浓硫酸，滴加完毕后控制温度为40～50℃搅拌，反应生成N-叔辛基苯乙酰胺。
本发明所述的①，加入冰水混合物和氢氧化钠溶液使N-叔辛基苯乙酰胺析出。
本发明所述的①中，原料摩尔百分比为苯7腈∶二异丁烯∶浓硫酸∶冰醋酸＝1.00∶1.20～3.00∶1.00～2.00∶5.00～10.00。酰胺化温度20~50℃，反应时间2～6小时。
本发明所述的②中，酰化酶水解温度25～28℃，反应时间1～4.5小时；酰化酶水解采用游离的酰化酶、含酰化酶的细胞、可反复使用的固定化酰化酶；酰化酶水解的溶剂采用均相水/有机溶剂体系、水/非极性溶剂(如甲苯)非均相体系；水解反应酰化酶与N-叔辛基苯乙酰胺配比为0.1~1MU∶1Mol。
与现有制备叔辛胺的技术相比，本发明以酰化酶代替强酸、强碱水解，具有设备简单、条件温和、副反应和副产物少等特点，本发明中N-叔辛基苯乙酰胺的收率可达到90％以上，酶裂解产生叔辛胺收率可达85％以上。易于实现工业生产，同时联产重要的制药化工原料苯乙酸而提高了产出价值，从而提升了其工业化应用价值，与现有制备方法相比具有重要的环保意义。
具体实施例方式
以下各实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于实施例。
实施例一二异丁烯93.2ml和苯乙腈57.6ml加入盛有286ml冰醋酸的反应瓶中，加入3ml水，搅拌下滴加浓硫酸50ml，水浴冷却控制温度不高于50℃。滴加完毕后继续在40～45℃搅拌反应6小时。检测，苯乙腈已反应完全。
反应料液减压蒸馏收集冰醋酸和未反应的二异丁烯，残留的黏稠液中加入500克冰水混合物，大量浅棕色固体析出，剧烈搅拌下加入5％的氢氧化钠水溶液调PH至5.0，0～5℃静置6小时，过滤、洗涤、干燥，得N-叔辛基苯乙酰胺111.6克。
N-叔辛基苯乙酰胺99克溶于400ml二甲基亚砜中，加入0.5N的磷酸缓冲液600ml，加入固定化青霉素酰化酶(含酶0.20MU)。室温搅拌1小时，检测N-叔辛基苯乙酰胺水解接近完全，终止反应。过滤收集固定化青霉素酰化酶，缓冲液冲洗后保存备重复使用。
滤液加入乙酸乙酯萃取2次，每次300ml。合并乙酸乙酯相，蒸馏回收溶剂，残留物水蒸汽蒸馏得到油状的叔辛胺47.1克。残留粘稠固体重结晶得到苯乙酸48.6克。
实施例二二异丁烯232.9ml和苯乙腈57.6ml加入盛有428ml冰醋酸的反应瓶中，加入3ml水，搅拌下滴加浓硫酸75ml，水浴冷却控制温度不高于50℃。滴加完毕后继续在20～45℃搅拌反应5小时。检测，苯乙腈已反应完全。
反应料液减压蒸馏收集冰醋酸和未反应的二异丁烯，蒸至蒸馏瓶中料液明显粘稠且馏分蒸出速度缓慢时停止减压蒸馏。残留的黏稠液中加入冰水混合物，剧烈搅拌下加入5％的氢氧化钠水溶液调PH，静置，过滤、洗涤、干燥，得N-叔辛基苯乙酰胺118.3克。
N-叔辛基苯乙酰胺99克溶于400ml二甲基亚砜中，加入0.5N的磷酸缓冲液600ml，加入游离的青霉素酰化酶0.04MU，室温搅拌3小时，TLC显示N-叔辛基苯乙酰胺水解接近完全。
终止反应，后处理条件同实施例一，得苯乙酸47.8克，叔丁胺58.6克。
实施例三二异丁烯116.2ml和苯乙腈57.6ml加入盛有400ml冰醋酸的反应瓶中，加入3ml水，搅拌下滴加浓硫酸80ml，水浴冷却控制温度不高于50℃。滴加完毕后继续在40～50℃搅拌反应4小时。检测，苯乙腈已反应完全。
反应料液减压蒸馏收集冰醋酸和未反应的二异丁烯，蒸至蒸馏瓶中料液明显粘稠且馏分蒸出速度缓慢时停止减压蒸馏。残留的黏稠液中加入冰水混合物，剧烈搅拌下加入5％的氢氧化钠水溶液调PH，静置，过滤、洗涤、干燥，得N-叔辛基苯乙酰胺112.8克。
N-叔辛基苯乙酰胺99克溶于400ml二甲基亚砜中，加入0.5N的磷酸缓冲液600ml，加入含青霉素酰化酶0.32MU的细胞，室温搅拌150分钟，TLC显示N-叔辛基苯乙酰胺水解接近完全。
终止反应，后处理条件同实施例一，得苯乙酸11.1克，叔丁胺11.8克。
实施例四二异丁烯186.4ml和苯乙腈57.6ml加入盛有572ml冰醋酸的反应瓶中，加入3ml水，搅拌下滴加浓硫酸100ml，水浴冷却控制温度不高于50℃。滴加完毕后继续在20～25℃搅拌反应5小时。检测，苯乙腈已反应完全。
反应料液减压蒸馏收集冰醋酸和未反应的二异丁烯，蒸至蒸馏瓶中料液明显粘稠且馏分蒸出速度缓慢时停止减压蒸馏。残留的黏稠液中加入冰水混合物，剧烈搅拌下加入5％的氢氧化钠水溶液调PH，静置，过滤、洗涤、干燥，得N-叔辛基苯乙酰胺118.1克。
游离的青霉素酰化酶0.1MU悬浮于0.5N的磷酸缓冲液150ml中，室温搅拌搅拌下加入N-叔丁基苯乙酰胺99克的甲苯溶液500ml，室温搅拌120分钟，TLC显示N-叔丁基苯乙酰胺部分水解。继续反应150分钟，水解仍未完全。停止搅拌，静置分相，水相过滤收集固定化酰化酶。
有机相中加入6N盐酸500ml萃取，分相，水相调PH至8.0，析出未反应的N-叔丁基苯乙酰胺38.5克。
有机相蒸除溶剂，残液水蒸汽蒸馏得到油状的叔辛胺25.3克。残留固体重结晶得到苯乙酸19.2克。
权利要求
1.一种叔辛胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤①以冰醋酸为溶剂，二异丁烯和苯乙腈在浓硫酸和水作用下反应生成N-叔辛基苯乙酰胺；②在溶剂体系中，加入N-叔辛基苯乙酰胺和酰化酶，使N-叔辛基苯乙酰胺被酰化酶充分水解，通过蒸馏和重结晶，分离得到叔辛胺和苯乙酸。
2.根据权利要求1所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的①，具体操作为将二异丁烯和苯乙腈加入冰醋酸中，水浴冷却下滴加浓硫酸和水，滴加完毕后控制40～50℃继续搅拌，反应生成N-叔辛基苯乙酰胺。
3.根据权利要求1或者2所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的①，加入冰水混合物和氢氧化钠溶液使N-叔辛基苯乙酰胺析出。
4.根据权利要求1或者2所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的①中，原料摩尔百分比为苯乙腈∶二异丁烯∶浓硫酸∶冰醋酸＝1.00∶1.20～3.00∶1.00～2.00∶5.00～10.00。
5.根据权利要求1或者2所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的①中，酰胺化温度20~50℃，反应时间2～6小时。
6.根据权利要求1所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的②中，酰化酶水解温度25～28℃，反应时间1～4.5小时。
7.根据权利要求1或者6所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的②中，酰胺水解采用游离的酰化酶、含酰化酶的细胞、可反复使用的固定化酰化酶。
8.根据权利要求1或者6所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的②中，酰胺水解的溶剂采用均相水/有机溶剂体系、水/非极性溶剂非均相体系。
9.根据权利要求1或者6所述的一种叔辛胺的制备方法，其特征是，所述的②中，N-叔辛基苯乙酰胺水解过程中的酶与底物的比例为0.1～1MU∶1Mol。
全文摘要
本发明公开了一种叔辛胺的制备方法，属于化工技术领域。本发明制备过程为①以冰醋酸为溶剂，二异丁烯和苯乙腈在浓硫酸和水作用下反应生成N－叔辛基苯乙酰胺；②在适当的溶剂体系中，加入N－叔辛基苯乙酰胺和酰化酶，使N－叔辛基苯乙酰胺被酰化酶充分水解，通过蒸馏和重结晶，分离得到叔辛胺和苯乙酸。与现有叔辛胺的制备方法相比，本发明不仅可以提高收率，而且同时联产苯乙酸，可显著提高综合经济效益。而且水解条件温和、环保。
文档编号C07C211/00GK1824785SQ200610025218
公开日2006年8月30日 申请日期2006年3月30日 优先权日2006年3月30日
发明者张健存, 陈尧, 章丽辉, 彭英丹, 刘文陆, 崔大军 申请人:上海交通大学