一种2-甲氧基乙胺的制备方法
阅读说明：本技术 一种2-甲氧基乙胺的制备方法 (Preparation method of 2-methoxy ethylamine ) 是由 瞿军 吴宏祥 掌鹏程 沈润溥 于 2020-12-14 设计创作，主要内容包括：本发明涉及有机合成化工技术领域内的一种2-甲氧基乙胺的制备方法,其以N,N’-双(2-甲氧基乙基)硫脲为起始原料,溶于溶剂中,在氧化剂的参与下,经氧化反应制备2-甲氧基乙胺。本发明提供的路线步骤简短,条件温和,产品收率高,为2-甲氧基乙胺的制备提供了一种通用的新方法。(The invention relates to a preparation method of 2-methoxy ethylamine in the technical field of organic synthesis chemical industry, which takes N, N' -bis (2-methoxy ethyl) thiourea as a starting material, dissolves in a solvent, and prepares the 2-methoxy ethylamine through oxidation reaction in the presence of an oxidant. The method provided by the invention has the advantages of short steps, mild conditions and high product yield, and provides a universal new method for preparing 2-methoxy ethylamine.)
技术领域
本发明属于有机合成化工技术领域，具体涉及一种2-甲氧基乙胺的合成新方法。
背景技术
2-甲氧基乙胺(式I)是一种重要的化工原料，具有良好的亲核特性，化学性质比较活泼，被广泛用于化学制药、高分子材料、阻燃剂、金属配体及精细化工等行业。例如，2-甲氧基乙胺可用于合成具有抗癌活性的端锚聚合酶抑制剂(式Ⅲ)、制备具有良好催化作用的金属配体(式Ⅳ)以及合成具有较好阻燃作用的功能性材料中间体(式Ⅵ)等。
目前，文献报道的2-甲氧基乙胺制备方法主要有以下几种：
(1)1951年，James等采用碱解Gabriel中间体(2-甲氧基-1-邻苯二甲酰亚胺)的方法制备2-甲氧基乙胺。该方法原子经济性不高，且易产生大量废渣，对环境影响较大。几年后，Harder等开发了利用三氟化硼催化环氨乙烷与甲醇的反应制备2-甲氧基乙胺。相对于James的方法，该方法操作简单，对环境的影响较小，但原料不易获得且难保存。目前，工业化生产2-甲氧基乙胺的方法，主要由乙二醇单甲醚与氨在镍或氧化铝催化下高温脱水制得，但是反应收率低，仅为6％-17％，且对反应设备要求较高。
(2)David Milstein等，在甲苯溶液中，利用钌(Ru)金属配体催化氧化2-甲氧基乙醇形成2-甲氧基乙醛并与氨气形成亚胺中间体，随后经配体插入和配体交换反应制备2-甲氧基乙胺；该反应操作简单且收率高，为94％，但是需要使用昂贵的金属Ru制备配体，成本高，不易工业化生产。
(3)专利CN 103936599A中，以乙醇胺和苯甲醛为反应原料，在甲苯中加热回流生成醛亚胺中间体，然后在碱性条件下甲基化，脱除保护并碱化后精馏，得到2-甲氧基乙胺纯品，其反应式如下：
该反应收率较高，为84％，但反应路线较为繁琐，且需使用氢氧化钠，对设备有一定的腐蚀性。
发明内容
为了克服上述方法的缺点，本发明提供了一种2-甲氧基乙胺的制备方法，使其反应步骤简短，条件温和，成本低，收率可达80％以上。
为此，本发明提供的技术方案如下：一种2-甲氧基乙胺的制备方法，以 N,N'-双(2-甲氧基乙基)硫脲(式Ⅱ)为起始原料，溶于溶剂中，在氧化剂的参与下，经氧化反应制备2-甲氧基乙胺，反应式如下：
反应所选的氧化剂为过氧化叔丁醇、双氧水、过硫酸钾(K2S2O8)、过硫酸钠(Na2S2O8)中的一种。
氧化剂优选为过硫酸钾，过硫酸钾与N,N'-双(2-甲氧基乙基)硫脲的用量摩尔比为(1-4)：1。最优用量是过硫酸钾与N,N'-双(2-甲氧基乙基)硫脲的用量摩尔比为3：1。
所述溶剂选自为乙醇、乙腈、二氯甲烷、水、乙腈/水中的一种。优选溶剂为乙腈和水的混合液，乙腈与水的体积比为1：(2.8-3.2)，乙腈与水的体积比最优为1：3。
反应温度为60℃-90℃，优选为80℃，反应时间为5-7小时。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
(1)本发明提供了一条2-甲氧基乙胺合成的新路线，以N,N'-双(2-甲氧基乙基)硫脲为原料，经氧化反应制备2-甲氧基乙胺。
(2)本发明制备路线简洁、反应溶剂符合绿色化学的要求。
(3)本发明提供的路线，反应条件温和，操作简单，具有良好的推广应用价值。
附图说明
图1为目标化合物的核磁氢谱；
图2为目标化合物的核磁碳谱。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
实施例中使用的分析仪器与设备：核磁共振仪(AVANCE DMX Ⅱ Ⅰ 400M， Bruker公司)。
实施例1：2-甲氧基乙胺的制备
在250ml的圆底烧瓶中依次加入N,N'-双(2-甲氧基乙基)硫脲(19.2g, 0.1mol)、40ml乙腈、120ml水、过硫酸钾(81g,0.3mol)，80℃加热回流 6h(GC跟踪反应进程)；反应式如下：
反应结束后，蒸出乙腈；冷却至室温，加100ml纯净水，用二氯甲烷 (40ml*3)萃取，分层，有机相用无水硫酸钠干燥、浓缩得粗品；经蒸馏纯化(收集87-90℃馏分)得纯品12.525g，收率83.5％。
产物的核磁氢谱及核磁碳谱数据如下：1H NMR(400MHz,CDCl3)δ3.38(t,J＝5.2Hz,2H)，3.34(s,3H),2.82(t, J＝5.2Hz,2H),1.56(s,2H).
13C NMR(100MHz,CDCl3)δ77.03,58.91,41.94.
产物的结构式如下式Ⅰ所示：
实施例2：氧化剂的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的氧化剂(原料II的3倍(摩尔比))进行实验，具体如表1所示：
表1
氧化剂
收率
1
过氧化叔丁醇
46.2％
2
双氧水
13.5％
3
过硫酸钾
83.5％
4
过硫酸钠
78.3％
由表1可见，当选用双氧水为氧化剂时反应收率最低，仅为13.5％，选用过硫酸钠为氧化剂时，反应收率为78.3％，而选用过硫酸钾为氧化剂时，反应收率最高，为83.5％；综上，本发明优选过硫酸钾作为反应氧化剂。
实施例3：过硫酸钾(K2S2O8)用量的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同剂量的K2S2O8进行实验，具体如表2所示：
表2
用量(mol)
收率
1
0.1
58.5％
2
0.2
71.3％
3
0.3
83.5％
4
0.4
84.0％
由表2可见，当过硫酸钾的用量为0.1mol时，反应收率仅为58.5％；当用量为0.3mol时，反应收率为83.5％，然而，继续增加过硫酸钾的用量，反应收率没有明显提高；综上，本发明选用0.3mol过硫酸钾最优。
实施例4：溶剂的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的反应溶剂进行实验，具体如表3所示：
表3
溶剂
收率
1
乙醇
68.0％
2
乙腈
46.2％
3
二氯甲烷
23.5％
4
乙腈/水
83.5％
5
水
76.5％
由表3可见，当选用二氯甲烷为溶剂时反应收率最低，仅为23.5％，而选用水为溶剂时，反应收率为76.5％，当选用乙腈和水混合溶剂时，反应收率最高，为83.5％；综上，本发明优选乙腈和水的混合液作为反应溶剂。
实施例5：混合溶剂的比例筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的溶剂混合比进行实验，具体如表4所示：
表4
乙腈：水
收率
1
1:1
65.2％
2
1:2
73.7％
3
1:2.5
76.8％
4
1:2.8
83.3％
5
1:3
83.5％
6
1:3.2
83.5％
7
1:4
83.6％
8
1:5
83.5％
由表4可见，当选用乙腈和水的混合比为1:1时反应收率最低，仅为65.2％，而选用乙腈和水的混合比为1:2时，反应收率为73.7％，乙腈和水的混合比为1:2.8时，反应收率为83.3％，当选用乙腈和水的混合比为1:3、1:3.2 时，反应收率最高，为83.5％，然而继续增加水的用量，反应收率没有明显提高；综上，本发明选用乙腈和水的混合比为1：(2.8-3.2)，优先1:3。
实施例6：反应温度的筛选
本实施例的实验条件、投料量与实施例1相同，选择不同的反应温度进行实验，具体如表5所示：
表5
温度℃
收率
1
60
55.3％
2
70
71.5％
3
80
83.5％
4
90
81.0％
由表5可见，当反应温度为60℃时反应收率最低，仅为55.3％，随着反应温度的升高，反应收率明显提高，当选用反应温度为80℃时，反应收率最高，为83.5％，然而继续升高温度，反应收率却有所下降；综上，本发明选用反应温度为80℃。
本发明并不局限于上述实施例，在本发明公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本发明的保护范围内。
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