本发明涉及一种有机合成中间体的合成方法，具体涉及一种N-甲基苯乙醇胺及其盐酸盐的合成方法，属于有机合成技术领域。
背景技术：
N-甲基苯乙醇胺，化学式为：
N-甲基苯乙醇胺盐酸盐，化学式为：
N-甲基苯乙醇胺及其盐酸盐可广泛应用于诸多领域的中间体,也可用于合成阴离子交换树脂，水处理阳离子絮凝剂，聚氨酯催化剂，树脂助溶剂，水性体系pH调节剂，环氧树脂低温聚合促进剂，医药中间体，纺织助剂，阻蚀防垢剂及染料合成中间体等。N-甲基苯乙醇胺盐酸盐熔点为103.5℃-104.2℃。
现有技术中有关N-甲基苯乙醇胺的文献有以下几种：
1、European Journal of Medicinal Chemistry；vol.13；nb.3；(1978)；p.277-288；及Chemistry-A European Journal；vol.13；nb.27；(2007)；p.7780-7784，均涉及了一种N-甲基苯乙醇胺的合成，该方法以原料甲胺基苯乙酮盐酸盐进行硼氢化钠还原得到N-甲基苯乙醇胺，具体合成反应式如下：
又如Angewandte Chemie-International Edition；vol.42；nb.27；(2003)；p.3133-3136，涉及了一种N-甲基苯乙醇胺的合成，具体合成反应式如下：
这几种方法中均使用硼氢化钠，然而硼氢化钠易燃，遇水、醇类产生氢气极易发生危险，进而导致原料成本、设备损耗以及后处理成本的大幅度上升。
2、Journal of Molecular Catalysis B:Enzymatic；vol.122；(2015)；p.29-34，涉及了一种N-甲基苯乙醇胺的合成，具体合成反应式如下：
该方法需以中毒的环氧苯乙烷为原料进行反应，且该方法的收率仅为34％。
3、Tetrahedron；vol.44；nb.2；(1988)；p.519-542，涉及了一种N-甲基苯乙醇胺的合成，具体合成反应式如下：
该方法中使用苯甲醛和N-甲基甘氨酸为原料，在硅胶的催化下反应，收率仅为30％。
4、Tetrahedron Asymmetry；vol.8；nb.3；(1997)；p.459–467；Tetrahedron；vol.48；nb.19；(1992)；p.3977-3982，涉及了一种N-甲基苯乙醇胺的合成，具体合成反应式如下：
该方法中使用了剧毒的氰化钠为反应物，与苯甲醛反应得到氰基醇苯环底物，具有危险性，不适合工业化生产。
技术实现要素：
本发明针对现有技术的缺陷，提供一种合成简单，成本低，收率高的N-甲基苯乙醇胺的合成方法。
本发明的第一个目的在于提供一种N-甲基苯乙醇胺的合成方法，所述的合成方法包括如下步骤：
S1、将苯乙烯、氯化钠溶于混合溶剂，并在-5～5℃下依次加入硫酸水溶液、高碘酸钠，加热搅拌反应完毕后，加入硫代硫酸钠水溶液淬灭反应，并调节pH至8，萃取浓缩得中间体(Ⅰ)；
S2、向反应瓶中加入甲胺水溶液，并缓慢将中间体(Ⅰ)滴加到反应瓶中，滴加完毕后室温搅拌过夜，HPLC检测反应完毕后减压浓缩得N-甲基苯乙醇胺；
中间体(Ⅰ)，N-甲基苯乙醇胺。
在本发明中第一步浓硫酸和氯化钠原位生产氯化氢，同时苯乙烯在高碘酸钠的催化及作用下原位得到氧化苯乙烯，氯化氢进攻氧化苯乙烯得到中间体，然后甲胺进攻第一步得到的中间体分子的氯，得到产品N-甲基苯乙醇胺。高碘酸钠既做为氧化剂，也作为催化剂，由于浓硫酸与氯化钠反应放热，且生成的氯化氢容易挥发，所以反应温度控制在-5-5℃之间。氯化氢的生产以及环氧苯乙烯的生成需要低温进行，但生成的氯化氢和氧化苯乙烯反应又需要加热才能进行。待反应完毕后，加入还原剂硫代硫酸钠破坏高碘酸钠，使得后处理操作更安全。由于产品为碱性化合物，在pH＝8的体系下，粗品更容易被萃取到有机层里面，提高收率。第二步甲胺取代氯的反应较慢，升温虽然可以提高反应速度，但同时反应会产生消除的副产物，所以通过延长反应时间，室温搅拌过夜来提高反应收率。
在上述N-甲基苯乙醇胺的合成方法中，步骤S1中苯乙烯：高碘酸钠：氯化钠的物质量之比为1:0.05-0.5:1.2-2.0。在本发明中若高碘酸钠和氯化钠物质的量过低则反应收率降低，反应进行不完；相反若高碘酸钠和氯化钠物质的量过多，反应后处理难度加大，成本也会上升。
在上述N-甲基苯乙醇胺的合成方法中，步骤S1中所述的混合溶剂为有机溶剂与水的混合溶剂。
作为优选，所述的有机溶剂与水的质量百分比分别为20-80％、20-80％。在混合溶剂中，若有机溶剂过少则底物不能完全溶于体系，会大幅度提高成本。
进一步优选，所述的有机溶剂为甲醇、乙醇、四氢呋喃、丙酮中的一种或多种。
在上述N-甲基苯乙醇胺的合成方法中，步骤S1中加热搅拌的温度为60-80℃，搅拌时间为15-20h。氯化氢的生产以及环氧苯乙烯的生成需要低温进行，但生成的氯化氢和氧化苯乙烯反应需要加热进行。若加热的温度过低则反应速度变慢，反应时间延长；加热的温度太高则反应物氯化氢逸出反应体系，反应不完全。
作为优选，加热搅拌的温度为65-75℃，搅拌时间为16-18h。
本发明的另一个目的在于提供一种N-甲基苯乙醇胺盐酸盐的合成方法，该合成方法包括如下步骤：将通过如上方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺溶于溶剂，通入氯化氢气体至饱和，调节pH至1，至大量白色固体析出，搅拌后抽滤，固体用冷却后的溶剂清洗，烘干得N-甲基苯乙醇胺盐酸盐。
pH＝1的条件下才可以保证N-甲基苯乙醇胺能完全变成盐酸盐形式，而固体以冷却的溶剂淋洗不仅可以减少损失，提高收率，且易于烘干。
作为优选，所述的溶剂为甲叔醚、甲苯、乙酸乙酯、石油醚、正己烷、正庚烷、二甲苯、醋酸异丙酯中的一种或多种。
作为优选，所述的搅拌温度为-5～5℃，搅拌时间为0.5-2h。
本发明合成方法的化学反应式如下：
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明合成N-甲基苯乙醇胺的方法中所用的原料价廉易得，所用的试剂均为价廉的常规试剂，合成成本低。
2、本发明合成N-甲基苯乙醇胺的方法中反应条件温和，转化率高，最终得到的产品N-甲基苯乙醇胺及其盐酸盐的收率和纯度高，产品质量好。
附图说明
图1为采用本发明方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺盐酸盐的液相色谱图。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
将104克苯乙烯、70.2克氯化钠溶于乙腈/水(400mL/200mL)混合溶剂中形成反应液，于0℃下，向反应液中依次滴加20％硫酸水溶液50mL，20％高碘酸钠水溶液100克，于70℃下加热搅拌18小时，反应完毕后向反应液加入5％硫代硫酸钠水溶液100mL，加入碳酸氢钠调节反应液pH至8，用乙酸乙酯萃取反应液，浓缩，得液体中间体(Ⅰ)148克，TLC检测后直接投下一步。
于1L反应瓶内加入400g40％甲胺水溶液，缓慢滴加上一步产品中间体(Ⅰ)，滴加完毕后室温搅拌过夜，HPLC检测反应完毕后，减压浓缩至干得N-甲基苯乙醇胺138克，收率91.5％，纯度99.3％
实施例2
将208克苯乙烯、172克氯化钠溶于甲醇/水(800mL/400mL)混合溶剂中形成反应液，于-2℃下，向反应液中依次滴加20％硫酸水溶液100mL，20％高碘酸钠水溶液170克，于65℃下加热搅拌18小时，反应完毕后向反应液加入5％硫代硫酸钠水溶液200mL，加入碳酸氢钠调节反应液pH至8，用甲苯萃取反应液，浓缩，所得液体中间体(Ⅰ)，TLC检测后直接投下一步。
于1L反应瓶内加入800g40％甲胺水溶液，缓慢滴加上一步产品中间体(Ⅰ)，滴加完毕后室温搅拌过夜，HPLC检测反应完毕后，减压浓缩至干得N-甲基苯乙醇胺278克，收率92.1％，纯度99.1％
实施例3
将156克苯乙烯、105克氯化钠溶于四氢呋喃/水(600mL/600mL)混合溶剂中形成反应液，于3℃下，向反应液中依次滴加20％硫酸水溶液75mL，20％高碘酸钠水溶液111克，于75℃下加热搅拌15小时，反应完毕后向反应液加入5％硫代硫酸钠水溶液150mL，加入碳酸氢钠调节反应液pH至8，用甲苯萃取反应液，浓缩，所得液体中间体(Ⅰ)，TLC检测后直接投下一步。
于1L反应瓶内加入600g40％甲胺水溶液，缓慢滴加上一步产品中间体(Ⅰ)，滴加完毕后室温搅拌过夜，HPLC检测反应完毕后，减压浓缩至干得N-甲基苯乙醇胺215克，收率95％，纯度99.5％。
实施例4
将52克苯乙烯、35.1克氯化钠溶于丙酮/水(200mL/100mL)混合溶剂中形成反应液，于-5℃下，向反应液中依次滴加20％硫酸水溶液25mL，20％高碘酸钠水溶液37克，于60℃下加热搅拌20小时，反应完毕后向反应液加入5％硫代硫酸钠水溶液50mL，加入碳酸氢钠调节反应液pH至8，用甲苯萃取反应液，浓缩，所得液体中间体(Ⅰ)，TLC检测后直接投下一步。
于1L反应瓶内加入200g40％甲胺水溶液，缓慢滴加上一步产品中间体(Ⅰ)，滴加完毕后室温搅拌过夜，HPLC检测反应完毕后，减压浓缩至干得N-甲基苯乙醇胺68克，收率90％，纯度99.0％。
实施例5
将实施例1合成得到的反应残余物溶于100mL甲叔醚中，通入氯化氢气体至饱和，调节溶液pH至1，至大量白色固体析出，0℃下搅拌1小时后抽滤，固体以冷却的100mL甲叔醚淋洗一次后，60℃下烘干得160克N-甲基苯乙醇胺盐酸盐，收率91％，纯度99.5％。
实施例6
将实施例2合成得到的反应残余物溶于100mL甲苯中，通入氯化氢气体至饱和，调节溶液pH至1，至大量白色固体析出，-2℃下搅拌2小时后抽滤，固体以冷却的100mL甲苯淋洗一次后，55℃下烘干得310克N-甲基苯乙醇胺盐酸盐，收率90％，纯度99.5％。
实施例7
将实施例3合成得到的反应残余物溶于100mL乙酸乙酯中，通入氯化氢气体至饱和，调节溶液pH至1，至大量白色固体析出，3℃下搅拌1.5小时后抽滤，固体以冷却的100mL乙酸乙酯淋洗一次后，65℃下烘干得254克N-甲基苯乙醇胺盐酸盐，收率95％，纯度99.1％。
实施例8
将实施例4合成得到的反应残余物溶于100mL正己烷中，通入氯化氢气体至饱和，调节溶液pH至1，至大量白色固体析出，5℃下搅拌0.5小时后抽滤，固体以冷却的100mL正己烷淋洗一次后，70℃下烘干得77克N-甲基苯乙醇胺盐酸盐，收率92％，纯度99.5％。
其中，物质的量＝质量/分子量，在实施例1中苯乙烯：高碘酸钠：氯化钠的物质量比为(104g/104g/mol)：(100*20％g/213g/mol)：(70.2g/57.5g/mol)＝1:0.09:1.22，其他实施例中也用这种换算方式计算。
随即抽取采用本发明方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺盐酸盐样品通过液相色谱进行检测。
检测条件：仪器：安捷伦1100高效液相色谱仪；
色谱柱：Luna C18,4.6mm×250mm,5μm；
柱温：25℃；
流速：1.0ml/min；
检测波长：210nm；
进样体积：5.0μl；
流动相：乙腈：0.1％磷酸水溶液＝60：40(v/v)；
运行时间：25min。
检测后样品的液相色谱图如图1所示；分析结果如表1所示。
表1：采用本发明方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺盐酸盐样品色谱分析结果
从图1和表1可以看出：采用本发明方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺盐酸盐纯度较高，达到99.538％。另外，测得采用本发明方法合成得到的N-甲基苯乙醇胺盐酸盐的熔点为103.7-104.5℃。
本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。
尽管对本发明已作出了详细的说明并引证了一些具体实施例，但是对本领域熟练技术人员来说，只要不离开本发明的精神和范围可作各种变化或修正是显然的。