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617-89-0 / 2-呋喃甲胺的应用

背景及概述[1][2]

2-呋喃甲胺,又名糠胺,能与水混溶,溶于乙醇、乙醚。在空气中吸收二氧化碳变质。用作医药原料。也用作抗腐蚀剂。由糠醛氨化、催化氢化而得。与一般的伯胺一样,糠胺可以在金属催化剂的作用下,由糠醛还原氨化制备,但由于糠醛性质活泼,通常反应得到的都是伯胺、仲胺以及叔胺的混合物,伯胺的选择性较低,而以糠醇为原料,目的产物糠胺的选择性较高,但目前由糠醇还原氨化制备糠胺的报道较少,且只有均相金属配合物催化剂被用于此反应。

如采用Ru-吖啶配合物为催化剂,催化糠醇接与NH3反应制备糠胺,糠醇10mmol,氨压7.5atm,溶剂甲苯3ml,回流反应12h,糠醇转化率达到100%,产物糠胺收率达到94.8%。又如采用Ru3(CO)12与吡咯配体为催化剂,催化糠醇与NH3反应制备糠胺,反应在氩气气氛下,将原料糠醇0.098g,羰基钌0.0128g,吡咯配体0.0204g,溶剂2-甲基-2-丁醇1ml加入50ml反应器中,20bar氩气压力吹扫反应器三次,然后加入0.6g氨,在150℃下反应20小时,转化率达到99%,糠胺的收率达到71%。但由于均相体系价格昂贵,且难以分离,因此,开发出一种非均相的催化反应体系具有重要的实用价值。

应用[4-7]

2-呋喃甲胺是一种重要的有机合成中间体和化工产品,2-呋喃甲胺及其衍生物广泛应用于医药工业,如与2,4-二氯-5-氨磺酞基苯甲酸缩合,可制得强效利尿药“速尿”,利尿作用强且效果快,是治疗严重水肿的必需药物;此外,2-呋喃甲胺还用作腐蚀抑制剂、助焊剂等。其应用举例如下:

1. 制备3-羟基-2-硝基吡啶,

包括以下步骤:在质量分数20~30%的盐酸溶液中,加入糠胺、双氧水,盐酸、糠胺(2-呋喃甲胺)、双氧水的摩尔比为1:5:1~2,反应完成后得到3-羟基吡啶;将3-羟基吡啶、乙酸乙酯、硝酸盐和乙酸酐在35-55℃的温度下反应,3-羟基吡啶、硝酸盐和乙酸酐的摩尔比为1~2:1~2:10,得到3-羟基-2-硝基吡啶,上述方法通过对糠胺氧化水解法工艺进行研究,使其和硝化反应组成叠缩反应,大大缩短了反应的后处理过程;同时硝化反应中采用金属硝酸盐替代混酸来进行硝化反应,避免了浓硫酸和浓硝酸的使用,不仅解决了设备腐蚀和环境问题,且大大提高了反应的产率。

2. 制备3-羟基-6-羟甲基吡啶。

它是将糠胺(2-呋喃甲胺)与甲醛反应生成5-羟甲基糠胺,在同一反应釜再加入溴素进行氧化重排生成3-羟基-6-羟甲基吡啶。本方法具有反应过程简单,反应时间短,不需要中间进行分离纯化,通过一锅煮,最后进行分离纯化。本工艺简单、原料易得、操作简便、收率高、易于工业化,从而达到降低生产成本的目的。

3. 制备呋塞米。

该制备方法包括如下步骤:(1)在有机溶剂存在下,2,4-二氯-5-磺酰胺基苯甲酸和碱反应得到反应液,经后处理得到2,4-二氯-5-磺酰胺基苯甲酸钠盐;(2)在有机溶剂存在下,所述2,4-二氯-5-磺酰胺基苯甲酸钠盐和糠胺反应;反应完毕后,减压蒸馏回收糠胺(2-呋喃甲胺)和溶剂,得到反应液,将所述反应液和异丙醇混合后,搅拌,析晶,过滤得到呋塞米钠盐;(3)将所述呋塞米钠盐,加水溶解,活性炭脱色,冰醋酸酸化,得呋塞米成品。该方法具有原料便宜易得,成本低,耗时少,反应步骤短,操作简单,产品质量好,收率高,溶媒可回收套用,对环境污染小等优点,适合工业化生产。

4. 制备一种拉挤成型用的可逆修复功能型基体树脂,

它有包括如下重量份的原料制成:4,4’-二烯丙基双酚A二缩水甘油醚环氧树脂30-60份、糠胺(2-呋喃甲胺)20-35份、4,4’-双马来酰亚胺二苯甲烷15-30份、液体环氧树脂0-25份、固化剂5-15份,将配方量4,4’-二烯丙基双酚A二缩水甘油醚环氧树脂溶于溶剂中,将糠胺缓慢加入反应容器中反应,再加入4,4’-双马来酰亚胺二苯甲烷、液体环氧树脂、固化剂,反应混合1h,减压蒸馏除去溶剂,冷却。

上述树脂具有以下有益效果:该基体树脂具有良好的成型工艺性,分子结构中含有呋喃和酰亚胺结构,通过Diels-Alder可逆反应可实现所制备的复合材料加热修复功能,还具有强度高、耐热性好的优点。

制备[2-3]

方法1:将0.5g糠醇加入25ml反应釜中,再加入15ml THF溶剂,0.25g雷尼镍催化剂,封闭反应釜后通氮气吹扫置换掉反应釜中的空气,然后通氨气使反应釜压力达到0.35MPa,常温下搅拌平衡20min,升温至160℃,反应时间24h,反应结束后,将反应釜冷却至室温,取样进行气相色谱检测,糠醇转化率24.0%,糠胺(2-呋喃甲胺)选择性92.5%。

方法2:以糠醛、甲醇、液氨、氢气为原料,以纳米镍为催化剂,制备糠胺,其化学反应式为:

2-呋喃甲胺的应用

其制备步骤如下:

步骤1:将糠醛、甲醇、液氨、纳米镍催化剂投入高压釜内并搅拌,它们的重量百分比为糠醛∶甲醇∶液氨=1∶(1~2)∶(0.3~0.45),纳米镍催化剂加入量为反应物糠醛加入量的0.2%~1.0%;

步骤2:向高压釜内通入压力氢气;

步骤3:将高压釜内的温度控制在50℃-120℃之间,使其充分反应,至不吸氢为止。

步骤4:当停止反应后,再保温0.5~1小时,将高压釜内的反应混合物冷却,并将反应混合物压入精置釜中,用精置分离法分离反应混合物中的纳米镍催化剂,便得到含有甲醇、氨、糠胺的粗品;

步骤5:将步骤4获得的上述粗品,投入精馏釜内精馏,80℃前脱氨并回收甲醇,100℃脱水,146℃-150℃收集糠胺。

主要参考资料

[1] 简明精细化工大辞典

[2] CN201710494558.3一种选择性制备糠胺或四氢糠胺的方法

[3] CN200410014995.3一种以纳米镍为催化剂制备糠胺的方法

[4] CN201510769632.9一种3-羟基-2-硝基吡啶的合成工艺

[5] CN200810197401.53-羟基-6-羟甲基吡啶的制备方法

[6] CN201610495908.3一种呋塞米的制备方法

[7] CN201410435325.2一种拉挤成型用的可逆修复功能型基体树脂及其制备方法