N,N’-二异丙基碳二亚胺的制备方法与流程

本发明属于有机合成技术领域，具体的涉及一种n,n’-二异丙基碳二亚胺的制备方法。

背景技术：

二异丙基碳二亚胺是一种化学物质，分子式是c7h14n2。n,n-二异丙基碳二亚胺(dic)，性状：无色透明液体；外观：无色至淡黄色液体；主含量≥99.0％；沸点：145-148℃；密度：0.815g/mlat20℃；闪点93°f；敏感性：吸水性；用途：主要用作多肽合成中的缩合剂。

目前碳二亚胺化合物被广泛用于聚合材料添加剂、杂环化合物的合成、生物化工、制药、工业染料中间体以及新型功能性(绝缘、阻燃)材料的制造，同时，它也是工业和实验室常用的合成醛、酮、氨基酸、酸酐、酯等化合物的低温脱水剂，是羧酸和胺(或醇)进行酰化反应最为重要的试剂之一，在合成贵重且来源稀少的大环内酯及大环内酰胺反应中也发挥着独特的作用。

n,n’-二异丙基碳二亚胺(dic)是一种重要的精细化工产品，具有较大的分子量，较高的沸点和较低的蒸汽压，具备一般碳二亚胺化合物的性能，并且在非催化剂条件下很稳定，而在催化条件下表现出很强的反应性，是一种良好的有机试剂。

现有技术中用于合成n,n’-二异丙基碳二亚胺的方法主要有以下几种：

(1)以工业异丙胺、二硫化碳为原料，通过加热回流脱除一分子的硫化氢，合成n,n’-二异丙基硫脲；再以氯代二乙胺为氧化剂，氧化脱除另一分子的硫化氢，制备n,n’-二异丙基碳二亚胺，本方法合成过程中产生的h2s有很强的毒性，并且能够直接妨碍肌体对氧的摄取和运输，造成细胞内呼吸酶失去活力，进而引起细胞缺氧窒息死亡；同时该法产生的废水量较大，危险性高；

(2)以n,n’-二异丙基硫脲与氧化铅反应，脱除硫化氢制得。除铅化合物对环境的污染外，本方法产生h2s有很强的毒性，因而本方法只在实验室中少量制备时使用。

(3)以异丙胺、甲醛缩异丙胺和过量的硫为原料，经过一系列处理得到n,n’-二异丙基碳二亚胺，使用该方法三废量大，工业生产困难。

这些方法不同程度地存在生产收率低、危险性高、对环境影响大等缺点，不适合大规模的工业化生产。

技术实现要素：

本发明的目的是克服现有技术的不足，提供一种n,n’-二异丙基碳二亚胺的制备方法。该制备方法产生的废水能够循环使用，无排放，对环境无污染；投料和后处理简单，生产成本低，收率高，纯度高。

本发明所述的n,n’-二异丙基碳二亚胺的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)先用异丙胺和二硫化碳在溶剂中合成n,n’-二异丙基硫脲，同时用氢氧化钠溶液吸收反应过程中生成的硫化氢气体，生成的硫化钠溶液用于二次氧化的脱硫反应；

(2)对步骤(1)制备的n,n’-二异丙基硫脲进行抽滤、烘干后进行一次氧化，连同片碱、催化剂、溶剂依次加入一次反应釜中，升温至55-60℃，加入氧化剂，在55℃～65℃下反应2小时，静置20-25min，弃去下层水相，水相过滤后用于下次氧化液的制备，不外排；

(3)进行二次氧化反应，加入催化剂和氧化剂，在60-65℃下反应1小时；

(4)进行脱硫处理，向氧化液中加入硫化钠溶液，升温至70-75℃，反应1-2小时；

(5)加片碱中和，水洗，分去水层，加干燥剂干燥，蒸出溶剂，减压精馏得到n,n’-二异丙基碳二亚胺。

其中：

步骤(1)中所述的氢氧化钠溶液的质量分数为30％。

步骤(1)中所述的溶剂为甲苯或二甲苯。

步骤(2)中所述的溶剂是苯、二甲苯或二氯甲烷中的一种；催化剂是聚乙二醇或苄基三乙基氯化铵中的一种。

步骤(2)和步骤(3)中所述的氧化剂是26％质量浓度的次氯酸钠溶液，氧化剂以滴加的方式加入，并控制在3小时内滴完。

步骤(3)中加入催化剂的量为n,n’-二异丙基硫脲质量的1.5％-3％。

步骤(5)中所述的干燥剂是氯化钙、硫酸盐或碳酸钾中的一种。

步骤(1)中所述的异丙胺和二硫化碳的质量比1:0.5-0.8。

步骤(2)中所述的一次氧化，加入的氧化剂的量是n,n’-二异丙基硫脲质量的6倍。

步骤(2)中所述的加入片碱的质量是n,n’-二异丙基硫脲质量的5％-10％；加入催化剂的质量是n,n’-二异丙基硫脲质量的15％-20％。

作为一个优选的技术方案，本发明所述的n,n’-二异丙基碳二亚胺的制备方法，具体包括以下步骤：

(1)先用异丙胺和二硫化碳在溶剂中合成n,n’-二异丙基硫脲，同时用30％的氢氧化钠溶液吸收反应过程中生成的硫化氢气体，生成的硫化钠溶液用于二次氧化的脱硫反应；

(2)对抽滤、烘干后的n,n’-二异丙基硫脲进行一次氧化，连同片碱、催化剂、溶剂依次加入一次反应釜中，升温至55℃，用3小时滴完预先配置好的氧化剂26％浓度的次氯酸钠溶液，在55℃-65℃下反应2小时，静止20分钟，弃去下层水相，水相过滤后用于下次氧化液的制备，不外排；

(3)进行二次氧化反应，加催化剂，滴加定量的次氯酸钠，在60℃下反应1小时；

(4)进行脱硫处理，向氧化液中加入硫化钠溶液，升温至70℃，反应1小时；

(5)加片碱中和，水洗，分去水层，加干燥剂干燥，蒸出溶剂，减压精馏得到n,n’-二异丙基碳二亚胺。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：

本发明所述的n,n’-二异丙基碳二亚胺的制备方法，产生的废水能够循环使用，无排放，对环境无污染；投料和后处理简单，生产成本低，收率高，纯度高。

附图说明

图1是本发明所述的n,n’-二异丙基碳二亚胺制备方法工艺流程图。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步描述。

实施例1

先将140kg异丙胺和400kg甲苯投入到反应釜中，启动搅拌，滴加70kg二硫化碳，温度控制在35℃以下，保温反应1小时，同时用30％质量分数的氢氧化钠溶液吸收反应过程中生成的硫化氢气体，生成的硫化钠溶液用于二次氧化的脱硫反应；降温，抽滤，烘干得到n,n’-二异丙基硫脲。

将100kgn,n’-二异丙基硫脲、400kg苯加入到另一反应釜中，加5kg片碱，15kg催化剂聚乙二醇，将釜温升到60℃，滴加600kg次氯酸钠，温度控制在55-65℃之间，反应2小时，静置20分钟，弃去下层水相；水相过滤后用于下次氧化液的制备，不外排。

将一次氧化完的氧化液转入另一釜中，加2kg催化剂，滴加100l次氯酸钠，温度控制在65℃左右，反应1小时。

向釜中加入150l硫化钠溶液，升温至70℃，反应1小时。

加碱5kg，水300kg，搅拌半小时，静置20分钟，分去水层，加10kg碳酸钾干燥，蒸去溶剂，减压精馏得到n,n’-二异丙基碳二亚胺。收率93％，纯度99.5％以上。

实施例2

先将140kg异丙胺和400kg甲苯投入到反应釜中，启动搅拌，滴加80kg二硫化碳，温度控制在30℃以下，保温反应1小时，同时用30％质量分数的氢氧化钠溶液吸收反应过程中生成的硫化氢气体，升温到110℃，保温反应1小时，降温，抽滤，烘干得到n,n’-二异丙基硫脲。

将n,n’-二异丙基硫脲100kg、400kg苯加入到另一反应釜中，加5kg片碱，15kg催化剂苄基三乙基氯化铵，将釜温升到60℃，滴加600kg次氯酸钠，温度控制在55-65℃之间，反应2小时，静置20分钟，弃去下层水相。

将一次氧化完的氧化液转入另一釜中，加2kg催化剂，滴加100l次氯酸钠，温度控制在65℃左右，反应1小时。

向釜中加入150l硫化钠溶液，升温至70℃，反应1小时。

加碱5kg，水300kg，搅拌半小时，静置20分钟，分去水层，加10kg碳酸钾干燥，蒸去溶剂，减压精馏得到n,n’-二异丙基碳二亚胺。收率94％，纯度99.5％以上。

实施例3

先将140kg异丙胺和400kg甲苯投入到反应釜中，启动搅拌，滴加70kg二硫化碳，温度控制在35℃以下，保温反应1小时，同时用30％质量分数的氢氧化钠溶液吸收反应过程中生成的硫化氢气体，降温，抽滤，烘干得到n,n’-二异丙基硫脲。

将n,n’-二异丙基硫脲120kg、400kg苯加入到另一反应釜中，加10kg片碱，20kg催化剂聚乙二醇，将釜温升到60℃，滴加600kg次氯酸钠，温度控制在55-65℃之间，反应2小时，静置20分钟，弃去下层水相。

将一次氧化完的氧化液转入另一釜中，加2kg催化剂，滴加100l次氯酸钠，温度控制在65℃左右，反应1小时。

向釜中加入150l硫化钠溶液，升温至70℃，反应1小时。

加碱5kg，水300kg，搅拌半小时，静置20分钟，分去水层，加10kg碳酸钾干燥，蒸去溶剂，减压精馏得到n,n’-二异丙基碳二亚胺。收率92％，纯度99.3％以上。