2,4,6-三甲基吡啶的制备方法

2021年07月22日 阅读量:3

2,4,6-三甲基吡啶的制备方法背景技术

众所周知,重结晶法精制2,4,6_三甲基吡啶的关键在于选择合适的重结晶溶剂, 以便在析出2,4,6_三甲基吡啶盐结晶的同时,尽可能多的溶解其他杂质。而现有的制备方法中所使用的是无水乙醇作为重结晶溶剂,在2,4,6_三甲基吡啶的乙醇溶液中加入98% 的浓硫酸与之反应,生成磺酸盐,经冷却结晶过滤后,所得结晶用3倍重量的乙醇重结晶。 用氨水在室温下分解至Ph = 8,对其精馏,得纯度95%以上的2,4,6-三甲基吡啶。

然而上述的现有方法中的溶剂为无水乙醇,但无水乙醇不易反复使用,因而造成成本升高,资源浪费,工业价值低等问题。

因此,针对上述情况,一种新的可以在提供良好的纯度的2,4,6-三甲基吡啶的制备方法的发明势在必行。

2,4,6-三甲基吡啶的制备方法发明内容

本发明要解决的技术问题是现有方法中的溶剂为无水乙醇,但无水乙醇不易反复使用,因而造成成本升高,资源浪费,工业价值低等问题。

为了解决上述技术问题,本发明创新性的使用95%的工业乙醇作为重结晶的溶剂,并对后续的制备过程进行了相应的发明调整,经过试验后发现效果与原来相差不大,且成本更低,能反复使用,有巨大的工业价值。

即:一种2,4,6_三甲基吡啶的制备方法,其特征在于,其包括以下步骤:

将2,4,6_三甲基吡啶的原料与工业乙醇溶剂以及浓硫酸加入到反应器中,搅拌反应至反应器中出现结晶;

过滤或抽滤;

对滤后仍然包夹部分杂质的结晶进行高温洗涤;

对洗涤后仍有部分杂质包夹在2,4,6_三甲基吡啶硫酸盐的晶格进行重结晶。

优选使用与原料等体积的工业乙醇作为成盐结晶时的分散剂和溶剂,用与结晶等质量的工业乙醇作为重结晶的溶剂。

进行高温洗涤时,可用结晶质量两倍的工业乙醇,将结晶投入工业乙醇中,然后在回流搅拌的条件下加热,使工业乙醇沸腾,半小时后停止加热,继续搅拌并通冷却水降温, 当温度降到常温后,放出,过滤。所得结晶分解后浓度可达到97%〜98%。

所述进行重结晶时,将通过洗涤余下的仍有部分包夹杂质的2,4,6_三甲基吡啶硫酸盐的晶格中,选择水作为主要的重结晶溶剂、选则工业乙醇作为重结晶的分散剂和辅助溶剂;将洗涤过的盐结晶投入到结晶质量1.5倍的工业乙醇中,再向其中加入结晶质量 30%的水,其他条件与步骤与洗涤条件相同;重结晶后,所得结晶分解后浓度达99%以上。[0015] 所述将2,4,6_三甲基吡啶磺酸盐溶解于水中后,在搅拌状态下向其中加入固体氢氧化钠片剂,并控制反应进程,优选反应温度控制在45〜60摄氏度;当物料的ph值达到 8〜9时,继续搅拌半小时,确保反应完全后,停止搅拌,使物料静置分层,可从反应釜底部放出物料,下层为硫酸钠盐溶液,上层为含水2,4,6-三甲基吡啶产品。

所述滤液中含有部分2,4,6_三甲基吡啶硫酸盐和其他的杂质盐,可将质量分数 50 %的氢氧化钠溶液缓慢加入滤液中,分解其中的盐,通过过滤除去部分盐,其余滤液部分可以通过精馏获得工业乙醇,水和含2,4,6-三甲基吡啶的馏分。

本发明的有益效果是:利用吡啶系化合物的碱性性质,经过硫酸盐化、乙醇中结晶、重结晶、碱解,从初次精馏提取出来的粗2,4,6_三甲基吡啶馏分中提纯2,4,6_三甲基吡啶,确定实验条件,可将精制的2,4,6-三甲基吡啶浓度提高到97%〜98%,回收率无太大下降;并且可以在进一步的重结晶中提高到99%以上。

2,4,6-三甲基吡啶的制备方法具体实施方式

本发明是应用在化学领域的制备2,4,6-三甲基吡啶的方法,是在对现有的制备 2,4,6-三甲基吡啶的方法缺点的基础上作出的重大改进,具有非常重要的实践意义。

1、原料的选择

吡啶原料初次精馏167〜173°C提取出来2,4,6-三甲基吡啶馏分,其中2,4,6-三甲基吡啶含量为50〜70%。

2、溶剂的选择

2. 1溶剂种类的选择

现有的制备方法溶剂为无水乙醇,但无水乙醇不易反复使用。本发明使用95%的工业乙醇作为重结晶的溶剂,试验后发现效果与原来相差不大,且成本更低,能反复使用, 有工业价值。

2. 2溶剂用量的选择

反应的关键是乙醇可以将其他杂质溶解而尽量将2,4,6-三甲基吡啶硫酸盐结晶析出,用与原料等体积的工业乙醇作为成盐时的分散剂和溶剂,用与结晶等质量的工业乙醇作为重结晶的溶剂较为合适。

3、反应条件的选择

3. 1反应温度的选择

浓硫酸与原料反应会放出大量的热,由于将工业乙醇作为分散剂,而工业乙醇的沸点为75摄氏度,所以反应温度必须降低,为使反应中分散剂不会损失并保证反应速率, 将反应温度定位40摄氏度。

3. 2反应时间的选择

此反应为酸碱反应,反应速度很快,可视为瞬时反应,但为保证反应完全并使结晶充分析出,在浓硫酸完全滴加完毕后仍以40摄氏度搅拌半小时,然后取出,在搅拌状态下冷却至室温。

4、洗涤

过滤出的结晶中仍然包夹部分杂质。由于2,4,6_三甲基吡啶的硫酸盐在乙醇中的溶解度很小,所以想通过重结晶的方式进行提纯不仅无法工业化,而且2,4,6-三甲基吡啶的损失也很大。考虑到其他杂质盐在乙醇中溶解度很大,所以想要提纯2,4,6_三甲基吡啶仅需要高温洗涤即可。

4. 1洗涤的条件

为保证将2,4,6_三甲基吡啶硫酸盐中的杂质尽量去除,可用结晶质量两倍的工业乙醇,将结晶投入乙醇中,然后在回流搅拌的条件下加热,使乙醇沸腾,半小时后停止加热,继续搅拌并通冷却水降温,当温度降到常温后,放出,过滤。所得结晶分解后浓度可达到 97%〜98%

5、重结晶

通过洗涤可获得浓度在98%左右的2,4,6-三甲基吡啶硫酸盐结晶。但仍有部分杂质包夹在2,4,6-三甲基吡啶硫酸盐的晶格中,这些杂质通过单纯的洗涤是无法除去的, 因此必须通过重结晶去除此类杂质。由于2,4,6-三甲基吡啶硫酸盐在水中的溶解度比较大,所以选择水作为主要的重结晶溶剂。但由于水在重结晶时用量太少,在降温重新生成结晶时不易放出过滤,且容易将杂质重新包夹在晶格当中。所以选则乙醇作为重结晶的分散剂和辅助溶剂。重结晶时,可将洗涤过的盐结晶投入到结晶质量1.5倍的乙醇中,再向其中加入结晶质量30%的水。其他条件与步骤与洗涤条件相同。重结晶后,所得结晶分解后浓度可达99%以上。

6、磺酸盐分解

由于2,4,6-三甲基吡啶磺酸盐在100g水中的溶解度约为50g,所以可以将其溶解于水中后,在搅拌状态下向其中加入固体氢氧化钠片剂。由于该反应放热量很大,所以需要通冷却水控制反应温度,并控制反应进程。反应温度控制在45〜60摄氏度为宜。当物料的Ph值达到8〜9时,证明反应结束,继续搅拌半小时,确保反应完全后,停止搅拌,使物料静置分层,15分钟后,可从反应釜底部放出物料,下层为硫酸钠盐溶液,上层为含水2,4,6 -三甲基吡啶产品。

7、滤液的处理

滤液中含有部分2,4,6-三甲基吡啶硫酸盐和其他的杂质盐,任意排放不仅污染环境而且是一种浪费,需将其中的有用成分提取出来。可将质量丙基碳酸酯分数50%的氢氧化钠溶液缓慢加入滤液中,分解其中的盐,生成的硫酸钠在水中的溶解度不高,可通过过滤除去部分盐,其余滤液部分可以通过精馏获得工业乙醇,水和含2,4,6-三甲基吡啶的馏分。

综上所述:本发明创新性的使用95%的工业乙醇作为重结晶的溶剂,并对后续的制备过程进行了相应的发明调整,经过试验后发现效果与原来相差不大,且成本更低,能反复使用,有巨大的工业四硼酸钠价值。而利用吡啶系化合物的碱性性质,经过硫酸盐化、乙醇中结晶、 重结晶、碱解,从初次精馏提取出来的粗2,4,6-三甲基吡啶馏分中提纯2,4,6-三甲基吡啶,确定实验条件,可将精制的2,4,6-三甲基吡啶浓度提高到97 %〜98 %,回收率无太大下降;并且可以在进一步的重结晶中提高到99%以上。

上述优选实施例的描述使本领域的技术人员能制造或使用本发明。这些实施例的各种修改对于本领域的技术人员来说是显而易见的,这里定义的一般原理可以被应用于其它实施例中而不背离本发明的精神或范围。因此,本发明并不限于这里示出的实施例,而要符合与这里揭示的原理和新颖特征一致的最宽泛的范围。

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