CN101519365B - 一种水杨羟肟酸的改进生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:将计量的羟胺溶液加入反应容器,用强碱溶液把反应体系的pH值调到12.0左右,加热至33~38℃,加入乳化剂,再滴加水杨酸甲酯原液和强碱溶液,始终使反应体系的pH稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应,然后用酸把pH调至4.0-5.0,在20~30℃温度下陈化、过滤得到水杨羟肟酸固体。本发明由于减少羟胺和碱的用量,同时减少酸化时酸的用量,不但提高了水杨羟肟酸的收率,而且有效地减少甲醇排放量,从而减少环境污染。
Description
技术领域
本发明涉及一种水杨羟肟酸的改进生产方法,具体涉及一种利用水杨酸甲酯与羟胺在强碱条件下发生氨解反应,继而再将反应液酸化得水杨羟肟酸的生产方法。
背景技术
异羟肟酸是近年来在选矿工业应用广泛的高效捕收剂,主要用做稀土矿、氧化铜矿、氧化铅锌矿、金矿、高岭土等的捕收剂或萃取剂,有机合成中间体等。由于其特殊的结构及相应的物化性能,异羟肟酸还作为一类重要的金属络合剂,由于羟肟酸属于弱质子供体,因此它在酶抑制剂、铁载体蛋白、DNA切割、金属核酸酶、药物传输体系等方面有着广泛的应用。
目前,常见的生产方法有:羟胺与酰氯的N-酰化反应,羟胺与酯的氨解反应,硝基羧酸的还原缩合,醛与亚硝基化合物的亲核反应,仲胺氧化法,光电重排法、二氧化硒氧化法、浓硫酸重排以及固相合成法等方法也可用于异羟肟酸的制备,但这些方法皆因涉及反应条件难以控制,一般不经常采用。就固相合成法而言,虽然该类反应往往受动力学和拓扑化学原理控制,容易得到动力学控制的中间态化合物,但近年来的研究发现,有机合成反应若能通过固相法进行,多数比溶液中表现出高的反应效率和选择性。
目前国内主要采用羟胺法合成水杨羟肟酸,首先是把盐酸羟胺或硫酸羟胺溶液放入反应器,加入NaOH溶液反应一段时间游离出羟胺,滴加水杨酸甲酯,把溶液加热到50~60℃,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应4~5小时,加酸把pH调至2.0~3.0,过滤所得水杨羟肟酸固体。由于盐酸羟胺溶液或硫酸羟胺溶液与NaOH溶液的反应就是酸碱反应,羟胺在碱中也会发生分解并被溶解氧氧化,在这个工艺中,反应体系的pH一般都在14.0左右,加剧了盐酸羟胺溶液或硫酸羟胺溶液与NaOH溶液的反应,羟胺在碱中被溶解氧氧化的速率也增大。故此工艺反应过程中需要大量的过量羟胺和碱,原料利用率较低,并且生产工艺中还有其它的污染物产生,其中甲醇的危害性较大,氧化后的甲醛危害更大。
发明内容
本发明公开一种生产水杨羟肟酸的清洁生产方法,是对现有水杨羟肟酸生产方法的一种技术改进,其目的在于:减少羟胺和碱的用量,减少酸化时酸的用量,同时提高水杨羟肟酸的收率,克服现有工艺中污染物排放,尤其是甲醇排放量大,严重污染环境的弊端。
本发明是要在酯与羟氨反应前,尽量减少盐酸羟胺溶液与NaOH接触时间。另外,试验较低pH下反应是否可以进行,这样可以降低酯的水解速度和其他副反应。此外产品羟肟酸在无机酸存在时易生成NH2OH和羧酸,而且在强酸介质中羟肟酸也会发生重排反应,因此对酸化时间和酸化温度需要加以改善。
一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:将计量的羟胺溶液加入反应容器,用强碱溶液把反应体系的pH调到12.0左右,加热至33~38℃,加入乳化剂,再滴加水杨酸甲酯原液和强碱溶液,使反应体系的pH稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应,然后用酸把pH调至4.0-5.0,在20~30℃温度下陈化、过滤得到水杨羟肟酸固体。
所述的羟胺溶液为浓度5%~30%的盐酸羟胺、硫酸羟胺、乙酸羟胺盐和丙酸羟胺盐,优选盐酸羟胺和硫酸羟胺。
所述的强碱为浓度10~30%氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
所述的水杨酸甲酯与羟胺的摩尔当量比为1/1.05~1.15。
所述的酸为盐酸、硫酸、乙酸和丙酸。
本发明的优点和积极效果是:①由于将体系的pH值降低到12.0,并立即滴加酯原液和强碱溶液,并稳定反应体系的pH值在12.0左右,减少了碱的用量,减少肟化反应前羟胺溶液与NaOH的接触时间,降低羟胺溶液与NaOH溶液的反应时间,降低羟胺在碱中被溶解氧氧化率,提高了羟胺的利用率。②在不会明显降低肟化反应速度的情况下,把肟化反应的温度从原来50~60℃降低到33~38℃,降低水杨酸甲酯的水解速度,提高了水杨酸甲酯的利用率,减少了甲醇的排放量。③把酸化的pH值提高到4.0~5.0,减少了羟肟酸less重排反应,提高了产品的收率和质量。
具体实施方式
实施例1
把76.5g盐酸羟胺配成15%的盐酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为20%氢氧化钠溶液把反应体系的pH值调到12.0,加热到33~35℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~15%氢氧化钠溶液,保持反应体系pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应2小时,用浓盐酸把反应体系的调至pH到4.0~5.0,25℃下陈化2小时,过滤得到132.19g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为86.4%。
实施例2
把76.5g盐酸羟胺配成20%的盐酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为25%氢氧化钠溶液把反应体系的pH调到12.0,加热到35~38℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~15%氢氧化钠溶液,保持反应体系的pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应2小时,用浓盐酸把反应体系的调至pH到4.0-5.0,30℃下陈化2小时,过滤得到130.25g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为85.13%。
实施例3
把80.0g盐酸羟胺配成20~30%的盐酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为15~30%氢氧化钠溶液把反应体系的pH调到12.0,加热到33~38℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~20%氢氧化钠溶液,保持反应体系在反应过程中的pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保持温度静止反应2小时,用浓盐酸把反应体系的pH调至到4.0-5.0,25℃下陈化2小时,过滤得到132.19g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为86.4%。
实施例4
把84.0g盐酸羟胺配成25%的盐酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为20%氢氧化钠溶液把反应体系的pH调到12.0,加热到35~38℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~15%氢氧化钠溶液,保持反应体系在反应过程中的pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保持温度静止反应2小时,用浓盐酸把反应体系的pH调至到4.0-5.0,25℃下陈化2小时,过滤得到137.10g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为89.6%。
实施例5
把87g盐酸羟胺配成20~30%的盐酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为15~30%氢氧化钾溶液把反应体系的pH调到12.0,加热到33~38℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~20%氢氧化钾溶液,保持反应体系在反应过程中的pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保持温度静止反应2小时,用浓HCl把反应体系的pH调至到4.0-5.0,25℃下陈化2小时,过滤得到132.19g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为86.4%。
实施例6
把86g硫酸羟胺配成20~30%的硫酸羟胺溶液,加入反应容器,用浓度为15~30%氢氧化钠溶液把反应体系的pH调到12.0,加热到33~38℃并维持稳定,加入乳化剂,立即往反应容器中慢慢滴加152.0g水杨酸甲酯原液,同时滴加10~20%氢氧化钠溶液,保持反应体系在反应过程中的pH始终稳定在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保持温度静止反应2小时,用硫酸把反应体系的pH调至到4.0-5.0,25℃下陈化2小时,过滤得到131.16g水杨羟肟酸固体,水杨酸甲酯收率为85.7%。
Claims (5)
1.一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:将计量的羟胺溶液加入反应容器,用强碱溶液把反应体系的pH调到12.0左右,加热至33~38℃,加入乳化剂,再滴加水杨酸甲酯原液和强碱溶液,并稳定反应体系的pH值在12.0左右,待溶液中固体物溶解后,保温静止反应,然后用酸把pH调至4.0-5.0,在20~30℃温度下陈化、过滤得到水杨羟肟酸固体。
2.根据权利要求1所述的一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:所述的羟胺溶液为浓度5%~30%的盐酸羟胺、硫酸羟胺、乙酸羟胺盐和丙酸羟胺盐。
3.根据权利要求1所述的一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:所述的强碱为浓度10~30%氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
4.根据权利要求1所述的一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:所述的水杨酸甲酯与羟胺的摩尔当量比为1/1.05~1.15。
5.根据权利要求1所述的一种水杨羟肟酸的改进生产方法,其特征在于:所述的酸为盐酸、硫酸、乙酸和丙酸。
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