Алкилирование аминов
Наиболее многотоннажным производством является синтез алкиламинов. Так при алкилировании аммиака метанолом в присутствии дегидратирующих катализаторов (Al2O3, W2O5) в парах при температуре 350 оС и давлении 0,6 МПа получают смесь метиламина, диметиламина и триметиламина. В колонне при давлении 0,4 МПа отгоняют амины и аммиак, которые сжимают компрессором до 1,8 МПа и разделяют на ректификационной колонне. Триметиламин вновь направляют на первую стадию, где это соединение вступает в реакцию с аммиаком, давая как метиламин, так и диметиламин. Аналогично получают этиламин, диэтиламин и триэтиламин. Хотя аппаратурное оформление процесса довольно сложно, использование дешевых спиртов более рентабельно, чем диметилсульфата или диэтилсульфата.
Также высок тоннаж производства N-алкиланилинов:
Реакцию ведут в каскаде автоклавов непрерывным методом в присутствии каталитических количеств серной или фосфорной кислоты. Так же, как и при получении алкиламинов, образуется смесь моно- и диметиланилинов. Кислота в первую очередь связывается с аминогруппой анилина. Однако частично наблюдается и протонирование метанола с последующим разложением до метилкатиона и воды. Аналогично осуществляют этилирование анилина.
Реакцию ведут в каскаде из трех реакторов, температура в первом из них 200 оС, а в последнем 280 оС. В качестве катализатора используют PCl3. Полученную смесь направляют на ректификацию.
Еще одним из крупнотоннажных производств является синтез этаноламинов:
Смесь этаноламинов разделяют ректификацией. Моноэтаноламин и диэтаноламин применяют в синтезе лекарственных препаратов. Триэтаноламин хорошо растворяет сероводород и может быть использован для его улавливания. Заменой гидроксильных групп на хлор из триэтаноламина получают азотиприт. Взаимодействие этиленоксида с соляной кислотой дает этиленхлоргидрин, который широко используют в синтезе синтетических лекарственных средств.
Для введения диалкиламиноэтиленовой цепочки обычно этиленхлоргидрин превращают в N-диалкиламиноэтаноламин, а затем гидроксильную группу замещают на хлор. Полученный продукт является алкилирующим средством.
Для синтеза метильных производных применяют алкилирование диметилсульфатом, а этильных – диэтилсульфатом, которые являются промышленно производимыми продуктами. Как алкилирующее средство диэтилсульфат менее реакционноспособен, чем диметилсульфат. Поэтому этилирование малореакционноспособных веществ осуществляют этилбромидом. Алкилирование алкилгалогенидами обычно ведут в апротонных растворителях с использованием кислотосвязывающих средств: карбонат-, бикарбонат натрия, триэтиламин или пиридин. Если реагирующий амин дешев, то он может служить кислотосвязывающим средством.
Как уже неоднократно отмечалось, обычно при алкилировании аминов образуется смесь продуктов. В синтезе лекарственных средств необходимо получение веществ высокой чистоты. Разделение смесей редко дает хорошие результаты, к тому же удорожает производство. Наименьшие проблемы возникают при синтезе третичных аминов. Для получения первичных и вторичных аминов имеются специальные приемы.