CN101612590B - 一种吡啶类脱溴催化剂的回收方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种回收7-去氢胆固醇生产工艺中吡啶类脱溴催化剂的方法。现有的回收方法存在操作困难、环境污染大、稳定性差及回收率低和生产成本高等缺陷，一度制约着7-DHC的大规模工业化生产。本发明的特征在于：经脱溴反应得到的脱溴残渣与溶媒混合后加入活化剂，然后反应体系升温至60-100℃进行保温反应，反应结束后进行过滤，所得的滤液为脱溴催化剂和溶媒的混合物，所述的活化剂为低沸点小分子类强极性物质。本发明具有反应条件温和、无污染、稳定性好及回收率高、生产成本低等优点，更简化了操作，副产较高纯度的溴化钠，适用于大规模工业化生产。

Description

一种吡啶类脱溴催化剂的回收方法

技术领域

本发明涉及一种回收7-去氢胆固醇生产工艺中吡啶类脱溴催化剂的方法。

背景技术

7-去氢胆固醇(以下简称7-DHC)是生产维生素D3的关键中间体，传统的制备方法是以胆固醇为原料，经酯化、上溴、脱溴和皂化得7-DHC，工艺路线如下：

在以上合成7-DHC过程中，前两步反应收率较高，但因脱溴反应中使用常规缚酸剂如碳酸钠、碳酸氢钠或氨气等，易大量生成4，6-双烯或2，4，6-三烯，使得脱溴收率低、后处理困难，多年来一直困扰着7-DHC的生产。近年来，随着一些新型的吡啶类缚酸剂在提高目标产物的立体选择性方面得到了广泛应用，脱溴反应的收率有了很大提高，但这类催化剂的价格一般比较昂贵，所以对其回收就显得尤为重要。现有的回收方法是：将脱溴后的残渣(内含催化剂和溴化氢形成的盐以及大量的稳定剂碳酸氢钠)投入二甲苯中，再投入液碱，常温搅拌反应至残渣全部溶解，然后静止分层，分去下水层，再蒸出溶媒和催化剂。该种回收方法在实际应用过程中存在以下几个问题：1、投入的液碱量不容易控制，过少使脱溴残渣不能溶解完全，过多会污染环境；2、脱溴残渣在溶解过程中易生成大量絮状物而出现在两相分界面，严重影响了分离操作；3、水相中还残留着相当多的催化剂没有被二甲苯萃取出来。正因为以上问题，使得现有的吡啶类脱溴催化剂回收方法存在操作困难、环境污染大、稳定性差及回收率低(＜40％)和生产成本高等缺陷，一度制约着7-DHC的大规模工业化生产。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是克服现有吡啶类脱溴催化剂回收方法中存在的缺陷，提供一种更为简单高效的方法来回收昂贵的吡啶类脱溴催化剂，以降低污染、简化操作，提高收率、降低成本，最终使其适应于工业化生产7-DHC。

为此，本发明采用的技术方案是这样的：一种吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于：经脱溴反应得到的脱溴残渣与溶媒混合后加入活化剂，然后反应体系升温至60-100℃进行保温反应至体系不再放出气泡为止(可做鼓泡视之)，反应结束后进行过滤，所得的滤液为脱溴催化剂和溶媒的混合物，所述的活化剂为低沸点小分子类强极性物质。

本发明从脱溴残渣的组成入手，利用相转移技术，通过加入一种常见的活化剂，顺利实现了吡啶类脱溴催化剂和溴化氢的分离，分离后的溴化氢再与碳酸钠或碳酸氢钠中和成盐；吡啶类脱溴催化剂和溶媒的混合物，再经简单蒸馏处理既能实现吡啶类脱溴催化剂的回收，也可以不经处理直接套用于脱溴反应中。

滤液视所用溶媒与脱溴反应溶媒相同与否而确定是否再经后处理，相同不用处理则可直接定量套用于脱溴反应中，亦可经简单蒸馏处理再应用于脱溴反应中，不同就必须经精馏分别回收溶媒和吡啶类脱溴催化剂，吡啶类脱溴催化剂以纯态形式套用于脱溴反应中。本发明所用的溶媒优选甲苯、二甲苯或N，N-二甲基甲酰胺(DMF)，更优选与脱溴反应中所用的溶媒相同。

上述吡啶类脱溴催化剂的回收方法，脱溴残渣∶溶媒∶活化剂的用量比例为1Kg∶0.5-5.0L∶20.0-50.0g，优选1Kg∶0.5-2.5L∶20.0-50.0g；所述的活化剂优选为醇类物质或水，醇类物质优选甲醇或乙醇。这类活化剂因为沸点低、分子量小且强极性，价格低廉且用量极少，因而便于分离除去，几乎不增加生产成本，对环境几乎不产生影响。

本发明具有反应条件温和、无污染、稳定性好及回收率高(＞80％)、生产成本低等优点，更简化了操作，副产较高纯度的溴化钠，适用于大规模工业化生产。

下面结合说明附图和具体实施方式对本发明作进一步说明。

附图说明

图1为回收套用催化剂和新催化剂对脱溴反应速度影响的对比图。

具体实施实方式

实施例1

在装有搅拌器、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中投入160g脱溴残渣(本处残渣是以γ-甲基吡啶为催化剂、过量碳酸氢钠为保护剂、二甲苯为溶剂作脱溴反应过滤后的滤饼，内含γ-甲基吡啶42.9g)，然后量取160ml二甲苯投入其中，开搅拌升温至60℃左右加入乙醇5g，继续水浴加热到80℃，内温78℃保温至系统不再放出气泡为止，反应停止后冷却到30℃左右过滤，用50ml二甲苯洗滤饼两次。收集滤液，称重约355.7g，经气相标定法测得γ-甲基吡啶含量为10.26％，折纯得γ-甲基吡啶36.5g，收率85.1％。滤液不经处理直接套用于脱溴反应，结果显示无异常(见表1，2及图1)。

表1 催化剂直接套用试验数据

表2 直接套用催化剂(滤液)和新催化剂对脱溴反应的影响

从上面的表1，2及图1可以看出本发明直接套用催化剂在反应速度、反应选择性方面对脱溴反应均没有影响。而用传统回收方法，结果如下表3：

表3 本发明和传统回收方法的比较

实施例2

在装有搅拌、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中投入160g如实施例1中一样的脱溴残渣，然后量取350ml甲苯投入其中，开搅拌升温至60℃左右加入水约3.8ml，慢慢升温至75℃，此时系统开始放出气体，保持温度使体系不再放出气体为止，冷却到30℃左右过滤，用50ml甲苯洗滤饼两次。收集滤液，常压精馏出甲苯等低沸点物质后，收集釜液再通过简单蒸馏蒸出沸点为143.5℃的γ-甲基吡啶35.8g，气相含量97.1％，收率81.0％。回收催化剂经脱溴小试验证，各项参数同回收前。

实施例3

在装有搅拌、温度计和冷凝回流装置的三口烧瓶中投入160g如实施例1中一样的脱溴残渣，然后量取90mlDMF投入其中，开搅拌升温至60℃左右加入甲醇约10ml，慢慢升温至73℃，此时系统开始放出气体，保持温度使体系不再放出气体为止，冷却到30℃左右过滤，用50mlDMF洗滤饼两次。收集滤液，常压精馏，先蒸出少量低沸物(主要为甲醇)，收集142～144℃馏份约33.1g，此即为γ-甲基吡啶，经气相检测含量为98.2％，收率75.8％，精馏剩余液经全回流充份洗涤后分析内含γ-甲基吡啶约1.8g，可用于下次催化剂的回收套用。回收催化剂经脱溴小试验证，各项参数同回收前。

本发明不限于以上具体实施例，以上实施例是优化实施例。

Claims (6)

1.一种吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于：经脱溴反应得到的脱溴残渣与溶媒混合后加入活化剂，然后反应体系升温至60-100℃进行保温反应，反应结束后进行过滤，所得的滤液为脱溴催化剂和溶媒的混合物，所述的活化剂为选用醇类物质或水。

2.根据权利要求1所述的吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于脱溴残渣∶溶媒∶活化剂的用量比例为1Kg∶0.5-5.0L∶20.0-50.0g。

3.根据权利要求2所述的吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于脱溴残渣∶溶媒∶活化剂的用量比例为1Kg∶0.5-2.5L∶20.0-50.0g。

4.根据权利要求1所述的吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于所述的醇类物质选用甲醇或乙醇。

5.根据权利要求4所述的吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于所述的溶媒选用与脱溴反应相同的溶媒，滤液不用处理直接套用于脱溴反应中。

6.根据权利要求4所述的吡啶类脱溴催化剂的回收方法，其特征在于所述的溶媒选用与脱溴反应不相同的溶媒，对滤液进行精馏，分别回收溶媒和吡啶类脱溴催化剂，吡啶类脱溴催化剂套用于脱溴反应中。

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