求助了解环丙胺的高手

环丙胺是含有三元环的脂肪胺，是一种重要的精细化工中间体，广泛应用于医药、农药、有机合成等领域，主要用于合成新型抗菌素环丙沙星、环丙氟啶酸、斯帕沙星、恩氟沙星等；在农药行业中用于合成环丙草胺、环丙津、环丙氰津、丙基甲环基丙胺等化学除草剂。目前，环丙胺的合成方法主要有1，3-丙二醇法、乙酰乙酸乙酯法和γ-丁内酯法。前2种方法因产品质量差，三废污染严重已经被淘汰。Γ-丁内酯法是目前最具有经济价值的生产工艺，此法有γ-丁内酯五步法、γ-丁内酯三步法和α-乙酰基-γ丁内酯法等几条合成路线，其中报道最多，实际采用最广泛的是γ-丁内酯五步法。

γ-丁内酯五步法。该方法主要包括5个主要步骤：（1）γ-丁内酯的氯化反应。于高压釜中投入γ-丁内酯和新制ZnCl2，启动搅拌后开始通人干燥氯化氢气体，保持温度在120℃以下，直到压力达到2.1MPa，反应在120℃，2.1MPa压力下，搅拌反应2h，冷却得产物。该方法使用了高压设备，且反应温度较高。（2）γ--氯代丁酸的酯化反应。第一步反应制备的γ-氯代丁酸无需精制，直接加入甲醇，加热回流反应2h；然后蒸馏出过量甲醇，再减压蒸馏，于52-60℃蒸出γ-氯代丁酸甲酯。（3）γ-氯代丁酸甲酯环化反应。在反应釜中投人干燥的粉末状的甲醇钠和甲苯，加热至100℃，然后滴加y-氯代丁酸甲酯的甲苯溶液。滴加30min后开始回流，温度降至76℃，保持回流6h。反应完毕后蒸出甲醇，再减压蒸馏，得环丙甲酸酯，收率92%。该方法的缺点是采用于溶剂甲苯，并且在反应开始时需要加热至较高的温度。（4）环丙甲酯酰胺化反应。将甲醇钠溶于甲醇中后加入高压釜中，再加入甲苯、环丙甲酸酯，然后通入氨，使氨压力达到0.175MPa，搅拌、加热，反应5h。控制反应温度不高于80℃，压力不高于0.749MPa，反应完毕后，分离末反应的酯、醇等，循环使用。该方法工艺较成熟、稳定，一般生产中也多采用，但使用了高压釜和大量溶剂。（5）环丙甲酰胺进行Hoffmann重排。将NaOH溶于水中。冷却至0-5℃，通人Cl2，在反应器中加入环丙甲酰胺和水，同时用冰水循环冷却。分批加人次氯酸钠溶液，保温在0℃，用30min完全加完，冷却搅拌40min，再将另一部分NaOH溶于水中，加入反应器，在15min加完，搅拌30min后，将反应液加热到45-50℃，保持2h，放置过夜。最后用水蒸气蒸馏得环丙胺溶液。该方法所需冷却条件较为苛刻，且反应时间长。

上述五步法是工业中常釆用的方法，工艺成熟稳定，原材料来源厂泛；但在各步反应中不同程度存在着设备要求高、反应条件苛刻等缺点。通过改进可以使该反应得到一定程度的改善。

①首先采用将第一步与第二步反应(即氯化反应与酯化反应)同时进行的方法，以异丙醇代替甲醇，常压下合成了γ-氯代丁酸异丙酯。②采用异丙醇酯化工艺时，环化反应是在反应器中依次加入相转移催化剂，粉状NaOH及适量溶剂CH2C12，然后滴加γ-氯代丁酸异丙酯，50℃下回流一定时间，冷却后加适量水使固体溶解，分解出有机层，用CH2C12萃取水层，合并有机层，用无水NaSO4干燥，分去溶剂后，减压蒸馏，即得产物环丙烷甲酸异丙酯。③在进行第四步酰胺化反应时，也避免了使用高压设备。该步骤虽然避免了使用高压釜，但工艺较长，操作略显麻烦，需进一步改进和完善。④在第五步Hoffmann重排反应时，将环丙甲酰胺加入水中，在冰水循环下滴加新鲜次溴酸钠水溶液(保持在5℃以下)，滴完后再反应1h，再滴加50%NaOH水溶液，缓慢升温至50℃反应2h，经精馏，用无水硫酸钠干燥得产品，产率87.2%。该方法反应条件较温和，反应时间较短，值得进一步研究。

为缩短反应时间，可将第一步与第二步反应(即氯化反应与酯化反应)同时进行。将γ-丁内酯及氯化亚砜投入反应器，在加热搅拌下滴加醇(约15min)，然后在55℃下加热反应3-5h，将反应物倾入水中，用乙醚提取，提取液用无水硫酸钠干燥，蒸去溶剂，再减压蒸馏得'y-氯代丁酸酯。该方法不仅缩短了反应时间，不使用高压设备，而且不使用催化剂，避免了催化剂对后处理的影响。

上述第五步反应需在0-5℃下进行较长时间，要求苛刻。一种改进的方法是将环丙酰胺溶于水中，在10-20℃时，大约用40min加人次氯酸钠溶液，在20℃时搅拌1h左右，泵入-蒸馏装置，其中预先加入50%氢氧化钠的溶液，温度为20℃，在泵入期间温度升高并加热至70℃，底部温度达到88℃，因此沸点为49℃的环丙胺被蒸出，底部温度继续升高到108℃，顶部温度也快速达到98℃，收集到的馏分合并，并再次蒸馏，可得环丙胺产品，产率95.8%。该方法优点是反应温度较温和。另一种方法不仅改善了第五步反应苛刻的反应温度条件，而且将其改进为一个连续的过程。将制好的环丙酰胺悬浮到浓度20%NaOH水溶液中，保持温度10-15℃，分别加入两个搅拌釜A、B中，搅拌10miｎ，然后将0.5mol

10%次氯酸钠水溶液加入反应釜中，保持温度不超过15℃(大约需10min)，然后搅拌约20min，混合物变成均一的物料。约45min后，用泵将该物料泵人一个管式反应器，该管式反应器加热至80℃，物料在80℃的停留时间约1.5min，然后物料进人一个加热回流的容器当A釜的物料加完时，容器回流比为5：1，环丙胺被蒸出，盐溶液在容器底部用泵抽出，当A釜中物料加完时，用同样方法加B釜物料，而A釜再重复配置溶液，此步收率为93%。