畢業(yè)答辯2-氨基-4-甲基戊烷的合成

1、,2-氨基-4-甲基戊烷的合成,姓名：專業(yè)：制藥工程學(xué)號：,1. 背景介紹及意義2. 合成路線的確定3.2-氨基-4-甲基戊烷的表征4.檢測方法的建立5. 實(shí)驗(yàn)部分6. 結(jié)論7. 實(shí)驗(yàn)安全及環(huán)境影響評估8.參考文獻(xiàn),目錄,1.1 背景介紹,2-氨基-4-甲基戊烷，屬于脂肪族伯胺，分子式：C6H15N；沸點(diǎn)106 ℃~109 ℃，閃點(diǎn)12 ℃。其為無色、透明、可燃、不溶于水的油狀液體，具有揮發(fā)性?！?化學(xué)結(jié)構(gòu)式：,,

2、,,1.2 選題意義,◇ 本產(chǎn)品是用于醫(yī)藥、農(nóng)藥和其他有機(jī)化工品生產(chǎn)的中間體?！?在保健品中，其檸檬酸鹽能夠增加能量，提高機(jī)體活力?！?其鹽酸鹽可作為醫(yī)藥中間體，也用于保健品的功能性添加劑。,,,,2.1 文獻(xiàn)報(bào)導(dǎo)的相關(guān)路線,◇ 路線一◇ 路線二,,,◇ 路線三◇ 路線四,,,2.2 采用的合成路線,◇ 合成2-氨基-4-甲基戊烷采用如下步驟：◇ 將一定量氫氧化鈉溶于甲醇中，于低溫槽中溶解；將一定量酮

3、溶于甲醇中，在一定溫度下，加入鹽酸羥胺，緩慢加入溶解好的氫氧化鈉溶液，反應(yīng)得中間體肟；該中間體再經(jīng)合金催化制得2-氨基-4-甲基戊烷。并進(jìn)行多次條件實(shí)驗(yàn)，探索最佳合成條件。,,,,3 2-氨基-4-甲基戊烷的表征,◇ 合成2-氨基-4-甲基戊烷，分離得到其純品◇ 用FT-IR和1HNMR表征◇ 定性分析，兩圖均與標(biāo)準(zhǔn)品一致,,,,圖1 2-氨基-4-甲基戊烷的FT-IR圖,圖2 2-氨基-4-甲基戊烷的1HNMR圖,4 分析方法

4、的建立,圖3 2-氨基-4-甲基戊烷的氣相圖譜,◇ 色譜柱：DA-1，柱長30 m，內(nèi)徑320 μm， 膜厚0.5 μm◇ 檢測器：火焰離子化檢測器（FID）◇ 進(jìn)樣口溫度：200 ℃◇ 分流比：120:1◇ 色譜柱流速：1.2 mL/min◇ 檢測器溫度：250 ℃◇ 柱溫：程序升溫◇ 進(jìn)樣量：1 μL,氣相檢測條件,,,,,,,,,◇ 反應(yīng)式如下：◇ 分別改變酮和羥胺的配比、氫氧化鈉濃度、反應(yīng) 時(shí)間、溫度，

5、采用四因素三水平的正交實(shí)驗(yàn)，以此來分別探究這四種因素對肟濃度的影響。,5.1 肟化,,,,*配比表示n(酮):n(羥胺),表1 正交實(shí)驗(yàn)方案,試驗(yàn)號,,列號,表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果,續(xù)表2 正交實(shí)驗(yàn)結(jié)果,注：T表示肟濃度總和；Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分別表示對應(yīng)于1、2、3水平的肟濃度之和，Ⅰ/3、Ⅱ/3、Ⅲ/3是相應(yīng)的水平下的肟濃度平均值。μ 表示肟濃度的總平均值。,◇ 為了考察各因素對肟濃度影響，可以看它各水平下肟濃度的分散程度，用方差表示，計(jì)算如下

6、：◇ 因素A對肟濃度影響：◇ 計(jì)算同上，因素B、C、D的方差分別為 0.4014，0.3168，0.3300◇ 各因素對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響：A>B>D>C,,,,,◇ 選出的最佳條件為A3B3C1D1，即 酮和羥胺配比1:1.3 NaOH濃度15.8 % 反應(yīng)時(shí)間1.0 h 溫度15 ℃◇ 對以上所選最佳

7、條件進(jìn)行驗(yàn)證，得到肟的濃度 為98.84%,,,5.2 還原,◇ 反應(yīng)式如下：◇ 分別改變合金用量，氫氧化鈉濃度，溶劑甲醇用量以及反應(yīng)時(shí)間來進(jìn)行單因素條件實(shí)驗(yàn)，以此來分別探究這四種因素對胺濃度影響。,,,,催化劑用量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,,圖5 催化劑對反應(yīng)的影響,結(jié)論：原料肟5.0 g，甲醇45 mL，溫度15℃，時(shí)間2.0 h，NaOH 27 %，合金量為原料1.7倍，條件最佳。,NaOH濃度對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,結(jié)論：原料肟5

8、.0 g，合金量為原料1.7倍，甲醇45 mL，溫度15℃，時(shí)間2.0 h，NaOH 27 %，條件最佳。,圖6 氫氧化鈉濃度對反應(yīng)的影響,甲醇用量對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,結(jié)論：原料肟 5.0 g，合金量為原料1.7倍，NaOH 25 %，溫度15℃，時(shí)間2.0 h，甲醇45 mL，條件最佳。,圖7 甲醇量對反應(yīng)的影響,反應(yīng)時(shí)間對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響,結(jié)論：原料肟5.0 g，合金量為原料1.7倍，甲醇45 mL，NaOH 25 %，溫度15 ℃，

9、時(shí)間2.0 h，條件最佳。,圖8 時(shí)間對反應(yīng)的影響,最佳反應(yīng)條件,原料肟5.0 g 合金量為原料1.7倍 NaOH 27 % 甲醇45 mL 反應(yīng)時(shí)間2.0 h 反應(yīng)溫度15 ℃,5.3 平行實(shí)驗(yàn),時(shí)間/h,序號,胺濃度/%,,◇ 在最佳條件下進(jìn)行

10、三組平行實(shí)驗(yàn)：,,,表3 平行實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表,,5.4 放大實(shí)驗(yàn),◇ 對以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行總結(jié)后，進(jìn)行放大實(shí)驗(yàn)，放大倍數(shù)為十倍◇ 條件：原料肟50 g，合金量為原料1.7倍， NaOH 27 %，甲醇450 mL，時(shí)間1.0 h，溫度15℃◇ 實(shí)驗(yàn)所得濾液經(jīng)過萃取等后處理后，取樣進(jìn)行氣 相檢測，得到胺濃度為73.86 %,,,,圖9 2-氨基-4-甲基戊烷的氣相圖譜,6. 結(jié)論,◇ 以酮和羥胺為起始原料，經(jīng)肟化反

11、應(yīng)得到中間體甲基異丁基酮肟，該中間體經(jīng)催化加氫合成2-氨基-4-甲基戊烷?！?產(chǎn)物結(jié)構(gòu)經(jīng)FT-IR和1HNMR表征?！?優(yōu)化反應(yīng)，得出最佳合成條件。,,,,◇ 第一步反應(yīng)：溫度15 ℃，時(shí)間1.0 h n(酮):n(羥胺)=1:1.3 m(NaOH):v(CH3OH)=15.8%◇ 第二步反應(yīng)：溫度15 ℃

12、，時(shí)間2.0 h m(NaOH):v(H2O)=27.0% m(肟):m(合金)=1:1.7,,,7. 實(shí)驗(yàn)安全及環(huán)境影響評估,◇ 嚴(yán)格遵守操作規(guī)程進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)時(shí)要穿實(shí)驗(yàn)服，佩戴防護(hù)手套、口罩等?！?實(shí)驗(yàn)過程中產(chǎn)生的廢液分類收集存放，集中回收處理；使用過的合金回收并用水密封，防止

13、自燃?！?嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)定存放和保管化學(xué)藥品。,,,,8. 參考文獻(xiàn),◇ [1] Richard V. C. Carr, Barry J. Koehler. Process for producing aminopropanols: [P]. US 5426231 1995-06-20.◇ [2]Shyam Rele, Aspke Banerji and Sanjay Talukdar. Reductive amination

14、 of aliphatic carbonyls using low-valent titanium reagent: a convenient route to free primary amines [J]. J. Chem. Research (S), 2002, 253-254.◇ [3] 劉傳祥, 劉利剛, 丁文, 等. 一種1,3-二甲基戊胺鹽酸鹽的制備方法: [P]. CN 103467303 A 2013-12-25

15、.◇ [4]Schlatmann J. L. M. A., Korsloot J. G., Schut J. Synthesis of some 4-mono and 4,5-disubstituted homoadmantanes (tricyclo [4.3.1.13.8] undecanes) [J]. Terahedron 1970, 26 (3): 949-954.◇ [5]北京大學(xué)數(shù)學(xué)力學(xué)系概率統(tǒng)計(jì)組. 正交設(shè)計(jì)