專利名稱：席夫堿制備方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種席夫堿的制備方法，尤其是一種芳醛和芳胺類物質制備席夫堿的方法。
背景技術：
席夫堿是指由含有醛基和氨基的兩類物質通過加成消除反應而形成的含亞胺基或甲亞胺基的一類有機化合物，該化合物是一類重要的有機配位體，可以與許多金屬離子通過配位鍵形成配合物。自1931年Pfeifer等人首次合成席夫堿以后，直到20世紀60年代才開始得到化學工作者的重視，尤其是近年來，席夫堿在醫(yī)藥和農藥、緩蝕劑、催化劑、有機合成、新材料開發(fā)和研制領域以及分析化學方面廣泛應用，對其研究目前已成為配位化學和有機化學研究的熱點。
傳統(tǒng)的席夫堿合成方法，是在以無水乙醇為溶劑，回流條件下進行醛基和氨基的縮合。由于該反應是一個可逆反應，因而常常在體系中加入共沸劑把反應生成的水帶出反應體系而達到提高產(chǎn)率的目的，但反應的產(chǎn)率也只有60％-80％，并且還要消耗大量的有機溶劑，操作時間長，反應需要加熱，反應能耗高，對環(huán)境有一定的污染。近年來隨著科技的發(fā)展，部分研究人員采用固相反應法制備席夫堿，以球磨法和研磨法為代表，這兩種方法均不可避免的會將雜質引入到產(chǎn)品中，降低產(chǎn)品的品質。而且相對能耗較高，很難實現(xiàn)工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的，是提供一種反應時間短、產(chǎn)率高、產(chǎn)物純凈、可工業(yè)化規(guī)模生產(chǎn)的席夫堿制備工藝。其技術方案是一種席夫堿制備方法，包括步驟a、將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運動，相互摩擦，增強其反應活性；b、在芳醛和芳胺運動方向上設置固定靶，高速運動的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動能轉化為分子內能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。
所述芳醛是對羥基苯甲醛、對硝基苯甲醛、對二甲胺基苯甲醛中任一種；所述芳胺是對氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸中任一種。
所述芳醛和芳胺加速到1-3倍音速。
所述將芳醛和芳胺加速的方法是，將芳醛和芳胺與高速載體氣流混合，由載體氣流運載芳醛和芳胺運動。所述載體氣流是壓縮空氣。
所述步驟a、b周期性循環(huán)進行，芳醛和芳胺充分反應后收集席夫堿。
將收集的席夫堿真空干燥，干燥溫度≤90℃。
采用上述方法制備席夫堿，工藝簡單，流程短，使用設備少，能耗低，單次反應時間短，原料轉化率大于98％，產(chǎn)率高，生產(chǎn)能力大，反應條件溫和，不使用任何催化劑或溶劑，產(chǎn)物純凈，品質好，無三廢排放，無需環(huán)境治理。


圖1是本發(fā)明的工藝流程和裝置結構示意圖具體實施方式
參見圖1設置一個制備席夫堿的裝置，該裝置包括反應器4、膨脹腔3。膨脹腔3位于反應器4上方，膨脹腔3的出口連接反應器4的進口，反應器4的出口通過回流管7連接膨脹腔3的進口，構成一個閉路循環(huán)裝置。在膨脹腔3的頂部設有進料斗1，膨脹腔3的上部設有排氣口2。反應器4的一端設有壓縮空氣噴嘴5；反應器4的另一端面是靶面6。
下面以合成對羥基苯甲醛縮對氨基苯甲酸席夫堿為例，詳細說明本發(fā)明。
將對羥基苯甲醛和對氨基苯甲酸按化學計量比混合均勻，裝入進料斗1備用。
調試裝置開啟噴嘴5，向循環(huán)裝置通入壓縮空氣，作為反應物質的運載媒體，壓縮空氣依序經(jīng)反應器4、回流管7、膨脹腔3，從排氣口2排出。調整噴嘴5和排氣口2的開度，使循環(huán)裝置內的壓力穩(wěn)定在某一定值，并使噴出氣流的速度≥2倍音速。由于循環(huán)裝置各部分的通徑不同，壓縮空氣在各部分的流速也就不同，反應器4的通徑小，氣體流速高，膨脹腔3的通徑很大，氣體流速高就很低。
開啟進料斗1的閥門，將對羥基苯甲醛和對氨基苯甲酸混合物放進循環(huán)裝置，再開啟噴嘴5，通入壓縮空氣。經(jīng)噴嘴5噴出的壓縮空氣是一種成流氣，當反應物質進入反應器4時，與壓縮空氣混合，形成氣、固混合相物流，反應物被加速到≥2倍音速。此時，被加速的反應物具有兩個特點1.應物高速運動，具有很大的動能。
2.由于氣、固混合相物流并非絮流，固相物在流體中分布和運動都是紊亂的，高速運動的反應物會發(fā)生強烈摩擦，活性提高，斷鍵所需的能量降低。
當混合相物流進入反應器4的反應區(qū)時，固相反應物質與反應器4的靶面6發(fā)生劇烈碰撞，其運動方向上的速度瞬間降為零，動能轉化為反應物分子內能，分子斷鍵活化，此時，對氨基苯甲酸上的氨基與對羥基苯甲醛上的羰基發(fā)生親核加成，消除一個分子水，生成含亞胺基的席夫堿。從活化到重新化合在瞬間完成。
在本例中，兩種反應物質分別是對羥基苯甲醛和對氨基苯甲酸，生成產(chǎn)物是對羥基苯甲醛縮對氨基苯甲酸席夫堿，其反應式如下
通常，經(jīng)過一次加速、碰撞過程，反應還不充分，反應器4出口的混合相物流仍然含有尚未反應的反應物。當該混合相物流經(jīng)回流管7流進膨脹腔3時，由于膨脹腔3的容積非常大，物流被緩沖，體積驟然膨脹，流速急劇降低，氣、固分離，空氣壓力降低，從排氣口2排出，而固相物質在其重力作用下，自動沉降，再次與壓縮空氣混合，參加反應。如此周期性循環(huán)，直到反應充分，收集產(chǎn)物席夫堿。
另外，上述反應還生成水(H2O)，因此，收集到的席夫堿還需進行干燥處理，最好采用真空干燥法脫水，干燥溫度控制在≤90℃。
用本方法制備的席夫堿，技術性能優(yōu)良，經(jīng)分析檢驗，產(chǎn)物的IR，1H NMR，MS數(shù)據(jù)如下IR(KBr)υ3425.5cm-1(O-H)，1687.4cm-1(C＝O)，1609.2cm-1(C＝N)，1588.7cm-1、1570.6cm-1、1518.7m-1、1446.5cm-1(Ar的骨架振動)，1166.8cm-1(酚C-O伸縮振動)，836.3cm-1、778cm-1(鄰接氫芳烴的C-H振動)；1H NMR(DMSO，300MHz)δ8.47(s，1H，CH＝N)，10.23(s，1H，Ar-OH)，2.78(s，1H，COOH)，6.88～7.96(m，8H，Ar)；MSm/z240.1(M-H)，m/z196.1(M-CO OH)。同時結果顯示產(chǎn)物轉化率和產(chǎn)率都為100％。
以上只是本發(fā)明的一個具體應用實例，本工藝也適合用其它固態(tài)芳醛，如對羥基苯甲醛，對硝基苯甲醛，對二甲胺基苯甲醛等，其它固態(tài)的芳胺，如對氨基苯甲酸，鄰氨基苯甲酸等，制備相應的席夫堿。
本方法工藝條件溫和，容易滿足，故制備席夫堿的裝置結構簡單，易于加工，非常適合規(guī)?；I(yè)生產(chǎn)。
權利要求
1.一種席夫堿制備方法，包括步驟a.將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運動，相互摩擦，增強其反應活性；b.在芳醛和芳胺運動方向上設置固定靶，高速運動的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動能轉化為分子內能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。
2.根據(jù)權利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述芳醛是對羥基苯甲醛、對硝基苯甲醛、對二甲胺基苯甲醛中任一種；所述芳胺是對氨基苯甲酸、鄰氨基苯甲酸中任一種。
3.根據(jù)權利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述芳醛和芳胺加速到1～3倍音速。
4.根據(jù)權利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述將芳醛和芳胺加速的方法是，將芳醛和芳胺與高速載體氣流混合，由載體氣流運載芳醛和芳胺運動。
5.根據(jù)權利要求4所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述載體氣流是壓縮空氣。
6.根據(jù)權利要求1所述的席夫堿制備方法，其特征在于，所述步驟a、b周期性循環(huán)進行，芳醛和芳胺充分反應后收集席夫堿。
7.根據(jù)權利要求7所述的席夫堿制備方法，其特征在于，還包括席夫堿干燥步驟，將收集的席夫堿真空干燥，干燥溫度≤90℃。
全文摘要
本發(fā)明公開一種席夫堿的制備方法，包括步驟a.將固態(tài)芳醛和固態(tài)芳胺混合后加速，使其高速運動，相互摩擦，增強其反應活性；b.在芳醛和芳胺運動方向上設置固定靶，高速運動的芳醛和芳胺撞擊該固定靶，其動能轉化為分子內能，分子斷鍵活化，重新成鍵，合成席夫堿。步驟a、b周期性循環(huán)進行，使反應充分。反應物加速的方法是，將反應物與高速載體氣流混合，由載體氣流運載反應物質運動。本方法的優(yōu)點是，工藝簡單，流程短，使用設備少，能耗低，單次反應時間短，原料轉化率大于98％，產(chǎn)率高，生產(chǎn)能力大，反應條件溫和，不使用任何催化劑或溶劑，產(chǎn)物純凈，品質好，無三廢排放，無需環(huán)境治理。
文檔編號C07C249/02GK101074204SQ20071004931
公開日2007年11月21日 申請日期2007年6月16日 優(yōu)先權日2007年6月16日
發(fā)明者彭汝芳, 楚士晉, 聶福德, 左金, 譚碧生, 李鴻波, 蔡艷華 申請人:西南科技大學