CN103408418A - 固体丙二酸的制备及提纯方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及固体丙二酸的制备及提纯方法，其通过氰乙酸酯水解制备丙二酸溶液，再通过酯类溶剂萃取提纯丙二酸，适用于从含有无机盐的丙二酸水溶液的提取丙二酸。该工艺简单、投资少；且通过酯类萃取，可以得到纯度非常高的丙二酸，能够满足现有工业上医药中间体的制备使用。

Description

固体丙二酸的制备及提纯方法
技术领域
本发明涉及一种通过氰乙酸酯水解制备丙二酸溶液，再通过酯类溶剂萃取提纯丙二酸的方法，属于有机化学合成和精制技术领域，尤其适用于从含有无机盐的丙二酸水溶液的提取丙二酸。
背景技术
丙二酸主要用于生产巴比妥酸盐和其他药物以及在农药、化妆品的领域有广泛的应用，传统的生产工艺是以氯乙酸为原料，通过中和、氰化、酸化、脱水等步骤实现，但收率较低。这主要是因为在脱水时必须要求将水完全脱尽，而随着水量的减少，脱水温度会逐渐升高到110度以上，从而使中间产品氰乙酸分解加剧，造成最终产品丙二酸收率较低。
另外一种方法是将氢氧化钙水溶液与一氯乙酸反应，产生氯乙酸钙，随后通入氰化氢气体，再投入氧化钙或氢氧化钙碱解，获得丙二酸钙溶液；将获得的丙二酸钙溶液在强无机酸存在下酸化水解，产生丙二酸；但是通过该方法得到的丙二酸产品含量只有90％左右，而且其中钙含量均较高，使它的应用受到限制。
发明目的
本发明的目的是针对现有技术缺陷，提出了一种利用氰乙酸酯水解制备丙二酸溶液，再用酯类萃取剂从含无机盐的丙二酸水溶液中提纯丙二酸的新方法。
技术方案
丙二酸水溶液是通过氰乙酸酯水解，酸化得到混合水溶液，过程包括：
1、丙二酸水溶液的制备
氰乙酸酯在微负压下经过加碱水解得到丙二酸钠，水解完毕同时将副产物氨和甲醇脱出，回收，用来做甘氨酸等。反应液再加入盐酸酸化，得到丙二酸和氯化钠的混合溶液。
微负压是指略低于常压的压力，通常在0.95-0.99个大气压的压力。
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2、丙二酸的萃取
选择包括甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯或丙酸乙酯的酯类溶剂萃取剂，萃取条件包括：水/有机相体积比为1：1-8，萃取温度30-100℃，每次萃取时间为10-20min，萃取次数3-9次。
3、浓缩
萃取液经减压蒸馏浓缩，得到含量99.5％以上的固体丙二酸，同时回收萃取剂和再使用。
4、回收盐
萃取剩余水相中的无机盐经蒸馏浓缩、过滤干燥可得到副产品氯化钠。
所述酯类溶剂萃取提纯丙二酸的方法，所述步骤2中萃取剂优选甲酸乙酯，水/有机相体积比优选为1：4-7，萃取温度优选为35-60℃。
所述步骤4中萃取剩余水相中的无机盐氯化钠进行结晶，可作为工业用原料。
有益效果
提出了一种新工艺，用氰乙酸酯，尤其是氰乙酸甲酯水解制备丙二酸的新方法。工艺简单、投资少；且通过酯类萃取，可以得到纯度非常高的丙二酸，能够满足现有工业上医药中间体的制备使用。整条工艺保证了高纯度、安全、环保，有很高的理论和使用价值。
附图说明
图1是工艺流程图。
最佳实施方式
实施例1：
将氢氧化钠溶液加入氰乙酸甲酯中，系统带上微负压，开始升温至105-115℃保温3小时，几乎无氨放出时停止水解。得到丙二酸钠液；将丙二酸钠液降温至50度以下，向其中缓慢加入盐酸，酸化温度严格控制在50度以下，加入盐酸后在此温度下保温0.5小时。即得到丙二酸混合溶液，测定丙二酸含量。计算丙二酸的生成率为92％。
将上述制备的丙二酸水溶液，萃取水溶液为水相(W)，甲酸乙酯(0)为有机相，采用间歇搅拌萃取。在一个配有搅拌器，温度计和冷凝器的三口瓶中，加入25mL水溶液和25mL甲酸乙酯，控制萃取温度，搅拌，使萃取剂甲酸乙酯与丙二酸水溶液接触。相比O/W＝1，萃取温度38℃，萃取时间＝15分钟，分相后，将有机相进行减压蒸馏，得到固体丙二酸，一次萃取丙二酸的收率为35％。连续萃取5次后，浓缩得到固体丙二酸进行合并。收率为90％。烘干后含量为99.6％。
实施例2：
将氢氧化钠溶液加入氰乙酸甲酯中，系统带上微负压，开始升温至110-120℃保温2.5小时，几乎无氨放出时停止水解。得到丙二酸钠液；将丙二酸钠液降温至50度以下，向其中缓慢加入盐酸，酸化温度严格控制在50度以下，加入盐酸后在此温度下保温0.5小时。即得到丙二酸混合溶液，测定丙二酸含量。计算丙二酸的生成率为95％。
将上述制备的丙二酸水溶液，萃取水溶液为水相(W)，甲酸乙酯(0)为有机相，采用间歇搅拌萃取。在一个配有搅拌器，温度计和冷凝器的三口瓶中，加入25mL水溶液和25mL甲酸乙酯，控制萃取温度，搅拌，使萃取剂甲酸乙酯与丙二酸水溶液接触。相比O/W＝1，萃取温度45℃，萃取时间＝10分钟，分相后，将有机相进行减压蒸馏，得到固体丙二酸，一次萃取丙二酸的收率为40％。连续萃取6次后，浓缩得到固体丙二酸进行合并。收率为4％。烘干后含量为99.7％。
上述实施例是对本发明的上述内容作进一步的说明，但不应将此理解为本发明上述主题的范围仅限于上述实施例。凡基于上述内容所实现的技术均属于本发明的范围。

Claims (7)

1.一种固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于包含以下步骤： 
(1)丙二酸水溶液的制备 
氰乙酸酷在微负压下经过加氢氧化钠水解得到丙二酸钠，水解完毕将副产物氨和甲醇脱出，反应液再加入盐酸酸化，得到丙二酸和氯化钠的混合溶液； 
微负压是指略低于常压的压力，通常在0.95-0.99个大气压的压力； 
(2)丙二酸的萃取 
选择甲酸乙酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯或丙酸乙酯作为萃取剂，萃取条件包括：水/有机相体积比为1：1-8，萃取温度30-100℃，每次萃取时间为10-20min，萃取次数3-9次； 
(3)浓缩 
萃取液经减压蒸馏浓缩，得到含量99.5％以上的固体丙二酸，同时回收萃取剂和再使用。 
(4)回收盐 
萃取剩余水相中的无机盐经蒸馏浓缩、过滤干燥可得到副产品氯化钠。 
2.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于步骤(2)中萃取剂为甲酸乙酯。 
3.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于步骤(2)中水/有机相体积比为1：4-7。 
4.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于步骤(2)中萃取温度为35-60℃。 
5.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于所述步骤(4)中萃取剩余水相中的无机盐氯化钠进行结晶，作为工业用原料。 
6.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于步骤如下： 
将氢氧化钠溶液加入氰乙酸甲酯中，系统带上微负压，开始升温至105-115℃保温3小时，几乎无氨放出时停止水解，得到丙二酸钠液；将丙二酸钠液降温至50℃以下，向其中缓慢加入盐酸，酸化温度严格控制在50℃以下，加入盐酸后在此温度下保温0.5小时，即得到丙二酸混合溶液；测定丙二酸含量，计算丙二酸的生成率为92％； 
将上述制备的丙二酸水溶液，萃取水溶液为水相，甲酸乙酯为有机相，采用间歇搅拌萃取；在一个配有搅拌器，温度计和冷凝器的三口瓶中，加入25mL水溶液和25mL甲酸乙酯，控制萃取温度，搅拌，使萃取剂甲酸乙酯与丙二酸水溶液接触；相比有机相/水相＝1，萃取温度38℃，萃取时间＝15分钟，分相后，将有机相进行减压蒸馏，得到固体丙二酸，一次萃取丙二酸的收率为35％；连续萃取5次后，浓缩得到固体丙二酸进行合并，收率为90％，烘干后含 量为99.6％。 
7.根据权利要求1所述的固体丙二酸的制备及提纯方法，其特征在于步骤如下： 
将氢氧化钠溶液加入氰乙酸甲酯中，系统带上微负压，开始升温至110-120℃保温2.5小时，几乎无氨放出时停止水解。得到丙二酸钠液；将丙二酸钠液降温至50℃以下，向其中缓慢加入盐酸，酸化温度严格控制在50℃以下，加入盐酸后在此温度下保温0.5小时，即得到丙二酸混合溶液；测定丙二酸含量，计算丙二酸的生成率为95％； 
将上述制备的丙二酸水溶液，萃取水溶液为水相，甲酸乙酯为有机相，采用间歇搅拌萃取；在一个配有搅拌器，温度计和冷凝器的三口瓶中，加入25mL水溶液和25mL甲酸乙酯，控制萃取温度，搅拌，使萃取剂甲酸乙酯与丙二酸水溶液接触，相比有机相/水相＝1，萃取温度45℃，萃取时间＝10分钟，分相后，将有机相进行减压蒸馏，得到固体丙二酸；一次萃取丙二酸的收率为40％，连续萃取6次后，浓缩得到固体丙二酸进行合并，收率为4％，烘干后含量为99.7％。 
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