Método de producción de N-formilmorfolina

Existen muchos métodos de síntesis para la N-formilmorfolina. Según los diferentes agentes acilantes, generalmente se puede dividir en método de ácido fórmico, método de formiato de metilo, método de cloruro de formilo, método de acilación de carbonilo y método de oxidación de morfolinamina. El método del ácido fórmico tiene menos reacciones secundarias y materias primas fáciles de obtener. Es una ruta de producción industrializada adecuada a las condiciones nacionales de China. La ecuación de reacción es la siguiente:

Esta reacción es una reacción exotérmica reversible. Para mejorar la tasa de conversión de la reacción, generalmente se elimina el agua del sistema de reacción para desplazar el equilibrio hacia la derecha. Hay dos métodos: uno es utilizar un agente portador de agua para eliminar el agua; el otro es separar el agua mediante destilación durante la reacción. La síntesis de N-formilmorfolina mediante el método del ácido fórmico es sencilla, no requiere agua y el equipo es menos corrosivo. Actualmente existen muchos estudios en el país y en el extranjero, entre los cuales el formiato de metilo es el más maduro como agente acilante anterior. La fórmula de reacción es la siguiente:

Ya en 1974, una patente alemana informó sobre la síntesis de. N-formilmorfolina mediante esterificación artesanal. La proporción molar de morfolina y formiato de metilo se controla en 1: (1 ~ 1,1) y el producto reacciona a 75 ~ 85°C durante 6 ~ 8 horas. Ni los reactivos ni los productos son ácidos, lo que evita los problemas de productos ácidos y corrosión del equipo. Sin embargo, este método tiene un rendimiento relativamente bajo y muchos subproductos, lo que da como resultado una baja pureza del producto. Una patente estadounidense informó sobre la producción de N-formilmorfolina mediante oxidación de morfolenamina en 1978. Este método consiste en disolver morfolina y aldehído con α hidrógeno en pirimidina o cloruro de metileno en una proporción molar de 1: 1,2, introducir oxígeno e irradiar con una lámpara de tungsteno de 500 W durante 40 minutos. Se produce una reacción de condensación entre la morfolina y el aldehído, y la deshidratación genera enamina. Luego, se agrega 1,2 veces el oxígeno de la morfolina a la reacción, se agrega hematoporfirina como fotosensibilizador para catalizar la reacción de oxidación y se rompe el doble enlace de la enamina para generar N-formilmorfolina.

Según el análisis GLPC, el rendimiento de N-formilmorfolina es solo del 70% y la fórmula de reacción es la siguiente: