顺式-2,6-二甲基吗啉的合成与分离研究

概述

顺式-2,6-二甲基吗啉是一种分子式为C₆H₁₃NO，分子量115.1735的化学物质，其密度比水小，约为0.863 g/cm³。一般情况下，顺式-2,6-二甲基吗啉表现为无色油状液体，关于其他物理性质，文献可查的数据如下：沸点146.60 ℃，闪点48.89 ℃。从闪点数据可知，顺式-2,6-二甲基吗啉的储存需要注意温度。

合成工艺

文献报道了一种顺式-2,6-二甲基吗啉的合成工艺，包括以下步骤：向反应釜中加入反式-2,6-二甲基吗啉或者反式-2,6-二甲基吗啉与顺式2,6二甲基吗啉混合物；加入催化剂，任选地在搅拌或不搅拌的条件下混合，反应釜升温；反应釜温度升至120℃以上时，通入氢气，至反应结束；经后处理，得到顺式-2,6-二甲基吗啉成品。本方法以高选择性和高产率获得纯度大于99%的顺式-2,6-二甲基吗啉，同时大大降低了三废的产生[1]。

分离研究

利用Aspen Plus化工模拟软件对顺,反-2,6-二甲基吗啉精馏过程进行模拟与优化。首先，利用物性估算功能估算出顺,反-2,6-二甲基吗啉的基本物性。然后基于NRTL模型，使用Aspen Plus化工模拟软件中的DSTWU模块先进行简单模拟。再之使用RadFrac模块进行精确精馏模拟，最后利用灵敏度分析模块对各工艺参数进行灵敏度分析与优化。最终得到在采用连续精馏方式下，精馏分离顺,反-2,6-二甲基吗啉的最佳条件，对于处理流量2000kg·d^-1的顺,反-2,6-二甲基吗啉的混合料(质量分数比为7:3)，精馏塔具有61块塔板时，原料进料位置在第31块塔板，回流比为10.1，塔顶顺式-2,6-二甲基吗啉质量分数可达97.0%，釜底反式-2,6-二甲基吗啉质量分数93.0%，精馏塔的分离效果和热负荷达到最优。上述模拟和优化的结果对工业化设计和生产具备指导意义[2]。

应用

顺式-2,6-二甲基吗啉除了作为有机合成原料，还可以用于医药合成，尤其是阿莫罗芬。该药物又名吗啉罗芬，是瑞士罗氏公司(Roche)1991年上市的外用抗真菌药，该药与现有其他抗真菌药作用机理不同，它是靠抑制麦角甾醇生物合成中的两个酶-还原酶和异构化酶发挥作用的[3]。

具体的，该药物的合成如下：以叔戊基苯为原料，经羟甲基化、溴代，生成 4 溴甲基叔戊基苯，再与甲基丙二酸二乙酯缩合，水解，脱羧，制得关键中间体2-甲基-3-(4-叔戊基苯基 )丙酸，该物质与顺式-2,6-二甲基吗啉反应成酰胺，还原得到阿莫罗芬[4]。

参考文献

[1]程荣华,吴邦元,施仲锋,等.一种顺式2,6-二甲基吗啉合成工艺.CN202010590170.5.

[2]蒋慧华.精馏分离顺,反2,6-二甲基吗啉的模拟与优化[J].化学工程师, 2016, 000(003):23-27,31.

[3]抗真菌药阿莫罗芬的合成. 重庆市,重庆医科大学,2007-01-01.

[4]冯志祥,张万年,周有骏.抗真菌药阿莫罗芬的合成[J].中国药物化学杂志, 2000, 10(1):2.DOI:10.3969/j.issn.1005-0108.2000.01.018.