CN103145601B - N-羟基丁二酰亚胺的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,将盐酸羟胺悬浮于醚类有机溶剂中,控制温度,在氮气保护下滴入浓度在5~30%范围内的无机碱的甲醇溶液,然后在氮气保护下滤去产生的NaCl固体盐,得到的滤液在室温下加入丁二酸酐和复合酸催化剂,进行升温反应,在升温反应过程中,先蒸出甲醇,然后升至105~130℃,反应时间控制在1~20hr范围内,减压蒸去醚类有机溶剂,得到HOSU粗品;将得到的粗品HOSU中加入乙酸乙酯,升温回流到HOSU粗品溶解,然后趁热过滤除去少量固体不溶物,冷却,HOSU结晶析出,过滤得到所需的HOSU产品。
Description
技术领域
本发明属于精细化工中间体领域,具体地涉及一种制备N-羟基丁二酰亚胺的方法。
背景技术
N-羟基丁二酰亚胺(下简称HOSU)是一种精细化工中间体,广泛用于制造氨基酸保护剂和化学电镀。HOSU制造工艺有两种,其一是水溶液法,将羟胺盐溶于水中,加入无机碱使羟胺呈游离态,然后加入丁二酸酐进行反应,生产HOSU。美国专利5.426.190中即报导了此方法。该方法采用价格较高的硫酸羟胺为原料,经碱化,反应,分离三个步骤得到HOSU产品,其工艺过程复杂,报导的收率仅72%以下。
另一种方法是采用有机溶剂体系制造HOSU。复旦大学专利CN2008.1020.1278中即报导了此方法。该专利中采用吡啶,三乙胺等有机碱用于中和(价格较低的)盐酸羟胺加入丁二酸酐反应后,所产生的有机碱盐酸盐与产品HOSU分离困难,需用大量乙酸乙酯多次萃取(为产品量的90倍),因此不适合于工业化生产。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明提供一种工艺简单,产品含量大于99.3%的制备N-羟基丁二酰亚胺的方法。
为实现上述方案,本发明采用如下技术方案实现:
N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,,包括以下步骤:
a、将盐酸羟胺悬浮于醚类有机溶剂中,控制温度范围在-10~30℃范围内,氮气保护下滴入浓度在5~30%范围内的无机碱的甲醇溶液,然后在氮气保护下滤去产生的NaCl固体盐,得到的滤液在室温下加入丁二酸酐和复合酸催化剂,进行升温反应,在升温反应过程中,先蒸出甲醇,然后升至105~130℃,反应时间控制在1~20hr范围内,减压蒸去醚类有机溶剂,得到HOSU粗品;
所述的盐酸羟胺与醚类有机溶剂的重量比为1︰5~1︰20;
所述的醚类有机溶剂选用:二氧六环,丁醚,二乙二醇甲醚或四氢呋喃中的一种;
无机碱选用NaOH或KOH中的任一种,所述的无机碱与盐酸羟胺的摩尔比为1:1;
所述的丁二酸酐与盐酸羟胺的摩尔比为0.6~1.2︰1.0;
所述的复合酸催化剂选用:硫酸、磷酸、乙酸、丙酸中的至少一种,其加入量为丁二酸酐重量的1~10%。
b、将步骤a得到的粗品HOSU中加入乙酸乙酯,升温回流到HOSU粗品溶解,然后趁热过滤除去少量固体不溶物,冷却至15℃~-10℃,HOSU结晶析出,过滤得到所需的HOSU产品;所述的乙酸乙酯,其加入量与HOSU粗品重量之比为1~10︰1。
所述的盐酸羟胺与醚类有机溶剂的重量比,优选为1︰5~1︰8。
所述的醚类有机溶剂优选:二氧六环。
所述的无机碱优选NaOH。
所述的无机碱的甲醇溶液浓度优选12~18%。
所述的丁二酸酐与盐酸羟胺的摩尔比优选0.9~1.1︰1.0。
所述的复合酸催化剂优选为:硫酸或乙酸,其加入量优选为丁二酸酐重量的3~5%。
所述的步骤a中,其滴加温度优选在0~5℃范围内。
所述的步骤a中,反应时间优选6~8hr。
所述的步骤b中,所述的乙酸乙酯,其加入量与HOSU粗品重量之比优选4~6︰1.
本发明的有益效果在于:本发明采用醚类有机溶剂,一种新的复合酸催化剂,是无机碱、盐酸羟胺与丁二酸酐发生反应,合成HOSU目标产物,具有工艺简单,分离收率达90%(以丁二酸酐计)以上,产品含量大于99.3%,极大地降低了制造成本,适合于HOSU的工业化生产。
具体实施方式
下面通过具体的实施例,对本发明做详细的描述:
实施例1
在带有搅拌、温度计、回流冷凝器、加料口的四口反应瓶中加了290ml二氧六环,48.7g盐酸羟胺(0.7ml)。与N2气保护下,用冰浴冷却至5℃以下。滴加15%的NaOH甲醇溶液191g(0.7ml),于5℃以下加入,3hr加完,再于5℃搅拌0.5hr;过滤,母液返回反应瓶内。将67.5g丁二酸酐(0.675mol)于室温下分批加入反应瓶中,1hr左右加完。从加料口加入复合酸催化剂(浓硫酸1.0g,乙酸2.8g)。将回流冷凝器改为蒸馏装置,升温反应。内温升至70℃,有甲醇开始蒸出。当内温升至90℃以上时,甲醇蒸尽,接收料并继续升温至120℃,蒸出二氧六环,当二氧六环蒸尽后,开真空泵至30mmHg真空度,于125~130℃保持2hr。冷却,N2气吹入返常压。称重得瓶内粗品HOSU:79.6g。
加入300ml乙酸乙酯,升温回流2hr,乘热过滤除去少量不溶物。溶液冷却至室温,并用冰水冷却至12℃保持1hr。过滤得精制品70.5gHOSU,HPLL分析含量为99.5%,产品收率以丁二酸酐计为90.8%。
Claims (10)
1.N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:
a、将盐酸羟胺悬浮于醚类有机溶剂中,控制温度范围在-10~30℃范围内,氮气保护下滴入浓度在5~30%范围内的无机碱的甲醇溶液,然后在氮气保护下滤去产生的NaCl固体盐,得到的滤液在室温下加入丁二酸酐和复合酸催化剂,进行升温反应,在升温反应过程中,先蒸出甲醇,然后升至105~130℃,反应时间控制在1~20hr范围内,减压蒸去醚类有机溶剂,得到HOSU粗品;
所述的盐酸羟胺与醚类有机溶剂的重量比为1︰5~1︰20;
所述的醚类有机溶剂选用:二氧六环,丁醚,二乙二醇甲醚或四氢呋喃中的一种;
无机碱选用NaOH或KOH中的任一种,所述的无机碱与盐酸羟胺的摩尔比为1:1;
所述的丁二酸酐与盐酸羟胺的摩尔比为0.6~1.2︰1.0;
所述的复合酸催化剂选用:硫酸、磷酸、乙酸、丙酸中的至少一种,其加入量为丁二酸酐重量的1~10%;
b、将步骤a得到的粗品HOSU中加入乙酸乙酯,升温回流到HOSU粗品溶解,然后趁热过滤除去少量固体不溶物,冷却至15℃~-10℃,HOSU结晶析出,过滤得到所需的HOSU产品;所述的乙酸乙酯,其加入量与HOSU粗品重量之比为1~10︰1。
2.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的盐酸羟胺与醚类有机溶剂的重量比,优选为1︰5~1︰8。
3.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的醚类有机溶剂优选:二氧六环。
4.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的无机碱优选NaOH。
5.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的无机碱的甲醇溶液浓度优选12~18%。
6.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的丁二酸酐与盐酸羟胺的摩尔比优选0.9~1.1︰1.0。
7.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的复合酸催化剂优选为:硫酸或乙酸,其加入量优选为丁二酸酐重量的3~5%。
8.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的步骤a中,其滴加温度优选在0~5℃范围内。
9.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的步骤a中,反应时间优选6~8hr。
10.根据权利要求1所述的N-羟基丁二酰亚胺的制备方法,其特征在于:所述的步骤b中,所述的乙酸乙酯,其加入量与HOSU粗品重量之比优选4~6︰1。
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