本发明属于有机合成技术领域，涉及一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法。
背景技术：
2-氨基-2-甲基-1-丙醇，简称amp，为白色结晶块或无色液体。amp有着广泛的用途，它能与羧酸类化合物形成衍生物用于气相色谱分析，同时也能改善涂料的耐擦洗性、遮盖力、黏度稳定性以及展色性等，并且能提高和强化许多涂料组分，增强其它助剂的效果，另外，amp在金属加工领域可用作生物稳定和ph值稳定剂，amp还具有防钴析出、低泡等优点。
现有的2-氨基-2-甲基-1-丙醇的工业化生产技术主要是采用2-硝基丙烷与甲醛水溶液反应，然后浓缩为含70％2-甲基-2-硝基-1-丙醇的水溶液，后加入硝基物重量5％的骨架镍，催化反应生成2-氨基-2-甲基-1-丙醇。该路线原料2-硝基丙烷易燃易爆，不易储存运输，且产物后处理复杂，纯度低。因此，研究一种新的合成2-氨基-2-甲基-1-丙醇的路线具有重要的现实意义。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，该方法所用原料廉价易得，反应条件温和，制备过程安全，收率高。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：
提供一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，其步骤如下：
1)制备2-卤代醛：在-5-0℃下，将卤源加入到异丁醛中反应，gc跟踪检测异丁醛含量，待反应完全后结束，在n2保护下，常压蒸馏分离得到2-卤代醛；
2)制备2-卤代醇：将步骤1)所得2-卤代醛溶于异丙醇中，所述2-卤代醛与异丙醇摩尔比为1：3-10，加入催化剂异丙醇铝和助催化剂，升温至60-65℃反应，tlc跟踪(dnp显色，薄层色谱中针对醛基和酮基的显色剂)至2-卤代醛反应完全，随后将反应液精馏处理，除去异丙醇及反应生成的丙酮后加入蒸馏水洗涤，随后过滤，滤液静置分层，收集并用无水na2so4干燥有机层，过滤，得到2-卤代醇；
3)制备2-氨基-2-甲基-1-丙醇：将步骤2)所得2-卤代醇在过量的氨解剂及氨解助催化剂中进行氨解反应，其中氨解助催化剂用量为2-卤代醇质量的1-10％，反应液脱去氨解剂后，减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，得到2-氨基-2-甲基-1-丙醇。
优选的是，异丁醛与卤源的物质的量之比为1:1-1.5。
按上述方案，步骤1)所述卤源为氯气、液溴、ncs(n-氯代丁二酰亚胺)、nbs(n-溴代丁二酰亚胺)中的一种或几种；当卤源为ncs或nbs时，先用溶剂将异丁醛溶解得到异丁醛溶液再与卤源反应，所述的溶剂为乙醚、dcm(二氯甲烷)、dce(二氯乙烷)、thf(四氢呋喃)中的一种或几种。
优选的是，所述异丁醛溶液浓度为2-5mol/l。
按上述方案，步骤2)所述2-卤代醛与异丙醇摩尔比为1：3-5。
按上述方案，步骤2)所述助催化剂为三氯乙酸、三氟乙酸中的一种或几种。
按上述方案，步骤2)所述2-卤代醛、催化剂与助催化剂的摩尔比为100：5-20：0.5-6。
优选的是，步骤2)所述2-卤代醛、催化剂与助催化剂的摩尔比为100：8-12：0.8-2。
优选的是，步骤3)所述氨解剂摩尔量为2-卤代醇摩尔量的3-5倍。
按上述方案，步骤3)所述氨解剂为液氨、浓氨水、氨甲醇、氨乙醇中的一种或几种，所述氨解剂为液氨时，所述氨解反应条件为在2-4mpa压力下于150-160℃反应5-10h；所述氨解剂为浓氨水时，氨解反应条件为常压下于150-160℃反应20-25h；所述氨解剂为氨甲醇或氨乙醇时，氨解反应条件为在2-4mpa压力下于130-140℃反应10-12h。
按上述方案，步骤3)所述氨解助催化剂为nh4cl、nh4br、nh4i、kbr、ki中的一种或几种。
优选的是吗，所述氨解助催化剂用量为2-卤代醇质量的1-3％。
本发明的有益效果在于：本发明提供的制备2-氨基-2-甲基-1-丙醇的方法所用原料廉价易得，反应条件温和，制备过程安全，收率高，适合工业化生产。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，步骤如下：
取72.1g(1mol)异丁醛置于250ml装有温度计，通氯管和尾气吸收装置的四口烧瓶之中，将四口烧瓶置于避光处降温至0℃；磁力搅拌下，以0.5l/min的流速通入氯气，其中通氯管口置于液面上，接近液面处，氯气通入初期温度升至5℃后降温，适当调节流速，控制反应内温在-5-0℃，gc跟踪检测至异丁醛反应完全，反应结束后，在n2保护下，常压蒸馏，收集86-90℃的馏分，得到中间体2-氯-2-甲基-1-丙醛96.2g,收率为90.3％，gc检测产物纯度为94％。
在500ml的三口烧瓶中，投入180.3g(3mol)的异丙醇，搅拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛，搅拌均匀后，称入12.2g(0.06mol)异丙醇铝，充分搅拌并升温至60℃保温反应，tlc跟踪检测(dnp显色)至2-氯-2-甲基-1-丙醛反应完全，反应结束后，反应液精馏处理，除去过量的异丙醇以及生成的丙酮，剩余物质趁热加入100ml蒸馏水中，搅拌过滤后静置分层，用20ml蒸馏水洗涤有机相，反复水洗两次后合并有机相，加入适量na2so4搅拌过夜，过滤，收集滤液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇95.8g，收率为88.7％，gc检测其纯度为95％。
在250ml三口烧瓶之中，投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇，再量入150ml浓氨水(氨质量百分含量25％)，密封，快速升温至160℃反应6h，冷却至室温，反应液过滤除去铵盐，滤液通过gc检测，原料基本完全转化，滤液减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，得产物2-氨基-2-甲基-1-丙醇30.4g，收率为68.3％，纯度为93％。
实施例2
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，步骤如下：
取72.1g(1mol)异丁醛置于250ml装有温度计，通氯管和尾气吸收装置的四口烧瓶之中，加入0.7g(0.04mol)水，将四口烧瓶置于避光处降温至0℃；磁力搅拌下，以0.5l/min的流速通入氯气，其中通氯管口置于液面上，接近液面处，氯气通入初期温度升至5℃后降温，适当调节流速，控制反应内温在-5-0℃，gc跟踪检测至异丁醛反应完全。反应结束后，在n2保护下，常压蒸馏滤液，收集86-90℃的馏分，得到中间体2-氯-2-甲基-1-丙醛98.6g，收率为92.5％，gc检测产物纯度为95％。
在500ml的三口烧瓶中，投入180.3g(3mol)的异丙醇，搅拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛，搅拌均匀后，称入20.2g(0.1mol)异丙醇铝，充分搅拌后，升温至60℃保温反应，tlc跟踪检测(dnp显色)至2-甲基-2-氯-1-丙醛反应完。反应结束后，反应液精馏处理，除去过量的异丙醇以及生成的丙酮；剩余物质趁热加入100ml蒸馏水中，搅拌过滤后静置分层，用20ml蒸馏水洗涤有机相，反复水洗两次后合并有机相；加入适量na2so4搅拌过夜，过滤，收集滤液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇97.4g,收率为90.2％，gc检测纯度为94％。
在250ml的高压釜中，投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇，密封，通n2至压力0.1mpa后排空，如此循环置换3次，然后充氨气至压力2.0mpa，快速升温至160℃反应30h，冷却至室温，过滤反应液以除去生成的铵盐，滤液通过gc检测，原料转化率接近100％，滤液减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，得产物2-氨基-2-甲基-1-丙醇33.5g，收率75.1％，2-氨基-2-甲基-1-丙醇的纯度为96％。
实施例3
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，步骤如下：
室温下，将240ml乙醚置于500ml装有温度计的三口烧瓶中，然后一边搅拌一边加入72.1g(1mol)异丁醛，n2保护下，降温至0℃，分批加入140.2g(1.05mol)的ncs，控制加入速度，使整个加入过程中三口烧瓶内的温度不超过5℃，加完搅拌10min后自然升温至室温反应，gc跟踪反应至原料异丁醛反应完全，反应结束后，过滤，滤饼用60ml乙醚分两次洗涤后合并滤液，用100ml的冰的饱和食盐水分两次洗涤滤液，然后加入无水na2so4搅拌过夜，过滤，滤液在n2保护下，常压蒸馏，收集86-90℃的馏分，得2-氯-2-甲基-1-丙醛102.1g，收率为95.8％，gc检测产物纯度为96％。
在500ml的三口烧瓶中，投入180.3g(3mol)的异丙醇，搅拌加入106.5g(1mol)的2-氯-2-甲基-1-丙醛，搅拌均匀后，称入16.3g(0.08mol)异丙醇铝和1.31g(0.008mol)三氯乙酸，充分搅拌后，升温至60℃保温反应，tlc跟踪检测(dnp显色)至2-甲基-2-氯-1-丙醛反应完，反应结束后，反应液精馏处理，除去过量的异丙醇以及生成的丙酮，剩余物质趁热加入100ml蒸馏水中，搅拌过滤后静置分层，用20ml蒸馏水洗涤有机相，反复水洗两次后合并有机相，加入适量na2so4搅拌过夜，过滤，收集滤液得到2-氯-2-甲基-1-丙醇99.9g，收率为92.5％，gc检测纯度为96％。
在250ml的高压釜中，投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇，再量入100ml的甲醇，密封，通n2至压力0.1mpa后排空，如此循环置换3次，后充氨气至压力2.0mpa，在很短的时间内将温度提升至140℃，保温反应12h，冷却，反应液过滤除生成的铵盐，滤液gc检测，转化率近97％，减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，得产物2-氨基-2-甲基-1-丙醇35.9g，收率80.5％，纯度99％。
实施例4
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，步骤如下：
室温下，将240mldcm加入到500ml的装有温度计的三口烧瓶中，然后一边搅拌一边加入72.1g(1mol)异丁醛，n2保护下降温至0℃，分批加入186.9g(1.05mol)的nbs，控制加入速度，使整个加入过程中三口烧瓶内的温度不超过5℃，加完搅拌10min后自然升温至室温反应，gc跟踪反应至原料异丁醛反应完全，反应结束后，过滤，滤饼用60mldcm分两次洗涤后合并滤液，滤饼50℃真空干燥后与nabro反应生成nbs重新套用；滤液用100ml的冰的饱和食盐水分两次洗涤，然后加入无水na2so4搅拌过夜，过滤，滤液在n2保护下，常压蒸馏，收集100-105℃的馏分，得2-溴-2-甲基-1-丙醛142.3g，收率为94.3％，gc检测产物纯度为95％。
向500ml的三口烧瓶中，加入异丙醇180.3g(3mol)，搅拌加入150.9g(1mol)的2-溴-2-甲基-1-丙醛，搅拌均匀后，称入12.2g(0.06mol)异丙醇铝，充分搅拌，升温至60℃后保温反应，tlc跟踪检测(dnp显色)至2-溴-2-甲基-1-丙醛反应完全，反应结束后，反应液精馏处理，除去过量的异丙醇以及生成的丙酮，剩余物质趁热加入100ml蒸馏水中，搅拌过滤后静置分层，用20ml蒸馏水洗涤有机相，反复水洗两次后合并有机相，加入适量na2so4搅拌过夜，过滤，收集滤液得到2-溴-2-甲基-1-丙醇129.3g，收率为84.5％，gc检测其纯度为96％。
在250ml的高压釜中，投入76.5g(0.5mol)2-溴-2-甲基-1-丙醇，再量入100ml的甲醇，密封，通n2至压力0.1mpa后排空，如此循环置换3次，充氨气至内压2.0mpa，在很短的时间内将温度提升至140℃，保温反应12h，冷却，反应液过滤除生成的铵盐，滤液gc检测，转化率近97％，滤液减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，得产物2-氨基-2-甲基-1-丙醇36.3g，收率81.4％，纯度99％。
实施例5
一种2-氨基-2-甲基-1-丙醇的制备方法，步骤如下：
采用与实施例1相同的方法制备2-氯-2-甲基-1-丙醇。
在250ml的高压釜中，投入54.3g(0.5mol)2-氯-2-甲基-1-丙醇以及氯化铵1.34g(0.025mol)和0.54gkci，再量入100ml的甲醇，密封，通n2至压力0.1mpa后排空，如此循环置换3次，后充氨气至压力2.0mpa，在很短的时间内将温度提升至140℃，保温反应12h，冷却，反应液过滤除生成的铵盐，滤液gc检测，转化率近98％，滤液减压蒸馏，收集102-104℃馏分(8.50-8.66kpa)，称重38.4g，收率86.2％，纯度99％。