CN102363604B - 对甲砜基甲苯的工业化生产方法 - Google Patents
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Abstract
一种对甲砜基甲苯的工业化生产方法，用对甲苯磺酰氯与无水亚硫酸钠、碳酸氢钠在三级串联的还原反应釜中进行还原反应，生成对甲基亚磺酸钠，再在三级串联的甲基化釜中用氯甲烷将对甲基亚磺酸钠甲基化为对甲砜基甲苯，再用三级分液塔将有机层分离出来，经洗涤、结晶、脱水，制得对甲砜基甲苯产品。不采用剧毒化学品硫酸二甲酯，避免发生对人体和环境的危害；并且由于采用了多釜串联技术进行还原成盐反应和甲基化反应，使对甲苯磺酰氯成盐和对甲砜基甲苯合成的反应能充分进行，实现了连续化生产。
Description
技术领域
本发明涉及医药中间体砜的的工业化生产工艺，一种对甲砜基甲苯的工业化生产方法。
背景技术
对甲砜基甲苯是生产对甲砜基苯丝氨乙酯的主要原料，而对甲砜基苯丝氨乙酯又是合成国家二类新药佛洛芬和甲砜霉素的主要原料，市场需求大。现有成熟的对甲砜基甲苯的生产工艺，采用间歇式反应釜，以对甲苯磺酰氯为原料，经亚硫酸钠还原成对甲苯亚磺酸钠，再用硫酸二甲酯进行甲基化反应，制成对甲砜基甲苯。硫酸二甲酯是剧毒品，对人体和环境都有极大的危害。用间歇式的反应釜，环境污染大，劳动强度大，装置投资大。
申请号为200810162619.7的中国专利名称为“对甲砜基甲苯的生产工艺”，以及申请号为200910018412.7的中国专利名称为“对甲砜基甲苯的制备方法”，此两种方法皆采用间歇反应釜，劳动强调大，对于环境的污染也较大。
申请号为200910018223.X的中国专利名称为“一种对甲砜基甲苯的制备方法”，其缺点是需要在反应过程中加入活性炭进行循环回流过滤，工艺较复杂，不利于工业化的过程，而且用该方法精制，会降低产品的收率。
发明内容
本发明的目的在于提出一种不采用剧毒化学品硫酸二甲酯为原料，而且可连续化生产的对甲砜基甲苯的工业化生产方法。
这种对甲砜基甲苯的工业化生产方法用对甲苯磺酰氯与无水亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，生成对甲基亚磺酸钠，再用氯甲烷将对甲基亚磺酸钠甲基化为对甲砜基甲苯，其具体操作过程如下：
a、对甲苯磺酰氯成盐：还原反应在三级串联的还原反应釜中进行，按照拟定配方，将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠和对甲苯磺酰氯和水连续投入一级还原反应釜中进行反应，物料从一级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从二级还原反应釜的底部流入，再从二级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从三级还原反应釜的底部流入，最后从三级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，三个还原反应釜都进行搅拌，一级和二级还原反应釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃；
b、对甲砜基甲苯合成：合成反应在三级串联的甲基化釜中进行，来自步骤a的物料混合液，进入一级甲基化釜中，再从一级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从二级甲基化釜的底部流入，然后从二级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从三级甲基化釜的上侧部流入，最后从三级甲基化釜的底部流出，控制流量的氯甲烷气体通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与釜内的物料混合进行反应，未反应完全的氯甲烷气体从三级甲基化釜的顶部引出，通入二级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应，二级甲基化釜中的未反应完全的氯甲烷气体从二级甲基化釜的顶部引出，通入一级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应，三个甲基化釜都进行搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa；
c、分离：来自于步骤b的物料，进入分液塔，将上层有机层分离出来；
d、洗涤、结晶：将步骤c所得的有机液放入洗涤釜，并在洗涤釜内加入60℃以下的温水，进行搅拌，洗涤、结晶；
e、脱水：将步骤d所得物料放入连续式过滤离心机中脱水，得到对甲砜基甲苯产品。
这种对甲砜基甲苯的工业化生产方法不采用剧毒化学品硫酸二甲酯，避免发生对人体和环境的危害；由于采用了多釜串联技术进行还原成盐反应和甲基化反应，使对甲苯磺酰氯成盐和对甲砜基甲苯合成的反应能充分进行，实现了连续化生产。
附图说明
附图为这种对甲砜基甲苯的工业化生产方法的工艺流程图。
具体实施方式
如附图所示，这种对甲砜基甲苯的工业化生产方法为用对甲苯磺酰氯与无水亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，生成对甲基亚磺酸钠，再用氯甲烷将对甲基亚磺酸钠甲基化为对甲砜基甲苯。具体操作过程如下：
a、对甲苯磺酰氯成盐：还原反应在三级串联的还原反应釜中进行，按照0.72∶1∶1∶3的质量比将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠、对甲苯磺酰氯和水连续投入一级还原反应釜中进行反应，物料从一级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从二级还原反应釜的底部流入，再从二级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从三级还原反应釜的底部流入，最后从三级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，三个还原反应釜都进行搅拌，一级和二级还原反应釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃。
此反应的方程式如下：
Na2SO3+2NaHCO3+C7H7ClO2S→2CO2+H2O+NaCl+Na2SO4+C7H7SO2Na
b、对甲砜基甲苯合成：合成反应在三级串联的甲基化釜中进行，来自步骤a的物料混合液，进入一级甲基化釜中，再从一级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从二级甲基化釜的底部流入，然后从二级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从三级甲基化釜的上侧部流入，最后从三级甲基化釜的底部流出，控制流量的氯甲烷气体通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与釜内的物料混合进行反应，未反应完全的氯甲烷气体从三级甲基化釜的顶部引出，通入二级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应，二级甲基化釜中的未反应完全的氯甲烷气体从二级甲基化釜的顶部引出，通入一级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应。三个甲基化釜都进行搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa。氯甲烷气体经过三个甲基化釜后被全部利用，达到零排放。
此反应的方程式如下：
C7H7SO2Na+CH3Cl→C8H10SO2+NaCl
c、分离：来自于步骤b的物料，进入分液塔，将上层有机层分离出来。
如附图所示，分液塔可以为三级，来自于步骤b的物料从第一级分液塔的中部进入，从第一级分液塔经过初步分离的物料上层从一级塔顶放出，从第二级分液塔的中部进入，进行再次分液，再从第二级分液塔顶部放出分离完全的对甲砜基甲苯层，进入洗涤釜；从第一级分液塔经过初步分离的物料下层从一级塔底放出，从第三级分液塔的中部进入再次分液，从第三级分液塔顶部放出分离完全的对甲砜基甲苯层，也进入洗涤釜。分液塔分级后，可使物料具备足够的停留时间，保证有机相和水相的完全分离。
d、洗涤、结晶：步骤c所得的有机液进入洗涤釜，并在洗涤釜内加入60℃以下的温水，加以搅拌，进行洗涤、结晶。在这个温度下，熔融的甲砜甲苯在高速搅拌下即结晶为粉末状固体。
e、脱水：将步骤d所得物料放入连续式过滤离心机中脱水，得到对甲砜基甲苯产品。连续式过滤离心机可采用卧式双级活塞推料、连续操作过滤离心机，能在全速运转下连续进行进料、分离、洗涤、卸料等操作。
这种对甲砜基甲苯的工业化生产方法可以采用如下规格的设备：
还原反应釜：每级10000L，
甲基化釜；每级10000L，
分液塔：一级和三级塔高12m，6000L；二级分液塔塔高5.5m，1500L，
洗涤釜：5000L。
实施例1
将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠、对甲苯磺酰氯和水按照0.72∶1∶1∶3的质量比连续投入一级还原反应釜中。对甲苯磺酰氯的投料速度为490kg/h，无水亚硫酸钠的投料速度为352.8kg/h，碳酸氢钠的投料速度为490kg/h，水的投料速度为1470kg/h。开启搅拌，一级和二级还原釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃。物料从一级反应釜溢流口进入二级反应釜，再进入三级升温反应釜。然后进入甲基化的多釜串联系统。
进入不锈钢甲基化釜中的物料在甲基化釜中通过溢流的方式由前一个釜的液体自动流到后一个釜中，在反应釜中逐步参与反应。氯甲烷气体以16.6L/h的流量通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与物料混合进行反应，未反应完全的气体经过气路进入二级甲基化釜，再进入一级甲基化釜。开启搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa。
物料从三级甲基化釜下出口自流进入分液塔。经过三级分液塔充分分离后，上层对甲砜基甲苯层自流进入洗涤釜，在洗涤釜内同时加入60℃以下的温水，加以搅拌，进行洗涤、结晶。结晶状态的物料通过洗涤釜下出口放入离心机内进行连续分离脱水，得到对甲砜基甲苯产品。
系统运转15小时后，得到对甲砜基甲苯5.55t，出料速率为370kg/h。产品含量99.8％。
实施例2
将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠、对甲苯磺酰氯和水按照0.72∶1∶1∶3的质量比连续投入一级还原反应釜中。对甲苯磺酰氯的投料速度为490kg/h，无水亚硫酸钠的投料速度为352.8kg/h，碳酸氢钠的投料速度为490kg/h，水的投料速度为1470kg/h。开启搅拌，一级和二级还原釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃。物料从一级反应釜溢流口进入二级反应釜，再进入三级升温反应釜。然后进入甲基化的多釜串联系统。
进入不锈钢甲基化釜中的物料在甲基化釜中通过溢流的方式由前一个釜的液体自动流到后一个釜中，在反应釜中逐步参与反应。氯甲烷气体以16.6L/h的流量通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与物料混合进行反应，未反应完全的气体经过气路进入二级甲基化釜，再进入一级甲基化釜。开启搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa。
物料从三级甲基化釜下出口自流进入分液塔。经过三级分液塔充分分离后，上层对甲砜基甲苯层自流进入洗涤釜，在洗涤釜内同时加入60℃以下的温水，加以搅拌，进行洗涤、结晶。结晶状态的物料通过洗涤釜下出口放入离心机内进行连续分离脱水，得到对甲砜基甲苯产品。
系统运转50小时后，得到对甲砜基甲苯18.9t，出料速率为378kg/h。产品含量99.5％。
实施例3
将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠、对甲苯磺酰氯和水按照0.72∶1∶1∶3的质量比连续投入一级还原反应釜中。对甲苯磺酰氯的投料速度为490kg/h，无水亚硫酸钠的投料速度为3528kg/h，碳酸氢钠的投料速度为490kg/h，水的投料速度为1470kg/h。开启搅拌，一级和二级还原釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃。物料从一级反应釜溢流口进入二级反应釜，再进入三级升温反应釜。然后进入甲基化的多釜串联系统。
进入甲基化釜中的物料在甲基化釜中通过溢流的方式由前一个釜的液体自动流到后一个釜中，在反应釜中逐步参与反应。氯甲烷气体以16.6L/h的流量通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与物料混合进行反应，未反应完全的气体经过气路进入二级甲基化釜，再进入一级甲基化釜。开启搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa。
物料从三级甲基化釜下出口自流进入分液塔。经过三级分液塔充分分离后，上层对甲砜基甲苯层自流进入洗涤釜，在洗涤釜内同时加入60℃以下的温水，加以搅拌，进行洗涤、结晶。结晶状态的物料通过洗涤釜下出口放入离心机内进行连续分离脱水，得到对甲砜基甲苯产品。
系统运转120小时后，得到对甲砜基甲苯45.4t，出料速率为378.3kg/h。产品含量99.5％。
Claims (1)
1.一种对甲砜基甲苯的工业化生产方法，用对甲苯磺酰氯与无水亚硫酸钠、碳酸氢钠反应，生成对甲基亚磺酸钠，再用氯甲烷将对甲基亚磺酸钠甲基化为对甲砜基甲苯，其特征是具体操作过程如下：
a、对甲苯磺酰氯成盐：此还原反应在三级串联的还原反应釜中进行，按照拟定配方，将无水亚硫酸钠、碳酸氢钠和对甲苯磺酰氯和水连续投入一级还原反应釜中进行反应，物料从一级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从二级还原反应釜的底部流入，再从二级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，从三级还原反应釜的底部流入，最后从三级还原反应釜的上侧部的溢流口流出，三个还原反应釜都进行搅拌，一级和二级还原釜的温度维持在50～60℃，三级还原反应釜的温度维持在70～80℃；
b、对甲砜基甲苯合成：合成反应在三级串联的甲基化釜中进行，来自步骤a的物料混合液，进入一级甲基化釜中，再从一级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从二级甲基化釜的底部流入，然后从二级甲基化釜的上侧部的溢流口流出，从三级甲基化釜的上侧部流入，最后从三级甲基化釜的底部流出，控制流量的氯甲烷气体通入三级甲基化釜，通过鼓泡的方式与釜内的物料混合进行反应，未反应完全的氯甲烷气体从三级甲基化釜的顶部引出，通入二级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应，二级甲基化釜中的未反应完全的氯甲烷气体从二级甲基化釜的顶部引出，通入一级甲基化釜，通过鼓泡的方式与此釜内的物料混合进行反应，三个甲基化釜都进行搅拌，控制釜内温度70～80℃，釜内压力0.2～1MPa；
c、分离：来自于步骤b的物料，进入分液塔，将上层有机层分离出来；
d、洗涤、结晶：将步骤c所得的有机液放入洗涤釜，并在洗涤釜内加入60℃以下的温水，进行搅拌，洗涤、结晶；
e、脱水：将步骤d所得物料放入连续式过滤离心机中脱水，得到对甲砜基甲苯产品；
其中，步骤c所用的分液塔为三级，来自于步骤b的物料从第一级分液塔的中部进入，从第一级分液塔经过初步分离的物料上层从第一级分液塔塔顶放出，从第二级分液塔的中部进入，进行再次分液，再从第二级分液塔顶部放出分离完全的对甲砜基甲苯层，进入洗涤釜；从第一级分液塔经过初步分离的物料下层从第一级分液塔塔底放出，从第三级分液塔的中部进入再次分液，从第三级分液塔顶部放出分离完全的对甲砜基甲苯层，也进入洗涤釜。
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