CN104610074B - 一种氨基甘油的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于化工领域，具体涉及医药中间体的生产合成技术，主要是针对氨基甘油产品而提供的一种氨基甘油的制备方法。本发明提供的一种氨基甘油的制备方法，采用环氧氯丙烷和氨水作为主要原料，在水解反应及氨化反应过程中分别使用双组份催化剂，以及通过分段升温水解反应釜内前后期反应温度，增加反应的选择性，减少副反应的发生，提高反应速率，缩短反应时间，节省能耗。该制备方法具体操作流程为水解反应、中和、蒸馏、氨化反应、过滤、蒸馏、离心、精馏。同时本发明能够使催化剂达到回收循环利用，节约成本的目的，而且本制备方法还具有安全性高、产品质量稳定、纯度高等优点。

Description

一种氨基甘油的制备方法

技术领域

本发明属于化工领域，具体涉及医药中间体行业，主要是针对氨基甘油产品而提供的一种新型的氨基甘油(3-氨基-1,2-丙二醇)的制备方法。

背景技术

氨基甘油(3-氨基-1,2-丙二醇)，主要用于生产X-CT非离子型造影剂碘海醇，是碘海醇生产合成中主要原料之一。在80年代及以前，世界上所用造影剂市场都是用离子型X一线造影剂，尽管离子型造影剂有效解决了造影密度的问题，但这种高渗透性造影剂同时会引发血管内血液体增多和血管扩张，肺静脉压升高，血管内皮损伤，且神经毒性较大。因此从对人体安全的考虑出发，人们已越来越多认同和接受了非离子造影剂的广泛使用，从本世纪起，非离子造影剂碘海醇已进入世界发达国家医院，并正式全面进入了医药临床使用。

目前，氨基甘油的制备方法根据其使用原料的不同有多种生产工艺，如环氧丙烷法、氯代甘油法、缩水甘油法、甘油醛法、胺化剂有氨水法等等，同时从生产工艺上都有所不同，如低压法、中压法、高温高压法，或者是连续法和间歇法等等，中国专利号(CN10164888.1)公开了一种环氧氯丙烷生产氨基甘油生产合成工艺，虽然此生产工艺较传统工艺有了较大进步，但采用此生产工艺，仍然存在着成品收率低、生产周期长、产品质量不稳定、杂质多、副产物多，特别是产品的主含量还不能稳定达到99.5％以上，严重影响了企业的经济效益，也影响了该产品的使用效果。

发明内容

本发明就是针对现有技术的不足，提供一种收率高、含量纯度高、杂质少、生产成本低，产品质量稳定的一种氨基甘油(3-氨基-1,2-丙二醇)的制备方法。

技术方案：

一种氨基甘油(3-氨基-1,2-丙二醇)的制备方法，其特征包括如下步骤构成：

将原料环氧氯丙烷加入到水解反应釜中，同时投加催化剂为质量百分比浓度在0.6％～0.8％的甲磺酸水溶液，其投加质量为甲磺酸水溶液总质量的40～60％，以及质量百分比浓度在0.6％～1％的稀硫酸溶液，其投加质量为占稀硫酸溶液总质量的30～50％。边搅拌边加热，温度控制在58～62℃，搅拌30～40min，然后滴加剩余甲磺酸水溶液，滴加反应温度控制在80～85℃，时间在1～2h之间，接着滴加剩余稀硫酸溶液，滴加反应温度控制在100～105℃，时间在2～3h之间，水解反应完毕后，冷却水解釜内温至50～60℃，加入饱和碳酸钠溶液进行中和至不再产生气泡为止，继续搅拌15～20min，然后将水解釜内物料抽入蒸馏釜内，加热升温，开启真空进行负压蒸馏，收集真空度为-0.096～-0.1MPa、气相温度为92～96℃的冷凝液得到3-氯-1,2-丙二醇。

将3-氯-1，2-丙二醇与质量百分比浓度为25％～27％的氨水以质量比为1∶4～6的比例加入到氨化反应釜中，再加入3-氯-1，2-丙二醇质量份的0.15～0.25％的氨化催化剂，开启搅拌，加热升温，温度控制在45～50℃，压力控制在0.12～0.20MPa，反应1～2h，然后升温至50～55℃，压力控制在0.15～0.25MPa，反应2～3h，接着再升温至55～60℃，压力控制在0.2～0.28MPa，反应0.5～1h，氨化反应完成，打开氨化反应釜的放空阀排压，将多余氨排到氨吸收罐内，至氨化反应釜内无压力时，将氨化反应釜内物料压入过滤器后进入蒸馏釜，过滤器内得到的催化剂N-亚硝基二苯胺固体料，可回收后重复进行利用。

当物料移入蒸馏釜后，开启蒸馏釜夹套蒸汽进行加热升温，常压(1个标准大气压)蒸馏回收氨水，当气相温度达101～102℃时，开启真空泵机组进行负压蒸馏，待釜内温度在115～120℃，接收罐上部视镜中无液体流出时，停止蒸馏，冷却釜内物料降温至50～60℃,将蒸馏釜内物料移入离心机进行离心分离，固体料收集后集中处理，离心液进入成品精馏釜。

在物料移入精馏釜后，立即开启精馏釜夹套蒸汽进行加热升温，同时开启罗茨真空泵机组，接收罐真空度达到-0.0998MPa时，在气相温度低于125℃的冷凝液进入前馏分接收罐，气相温度在125-132℃冷凝液进入成品接收罐，成品罐中物料即为高纯度氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)。

所述的原料环氧氯丙烷与甲磺酸水溶液总质量和稀硫酸溶液总质量之和的比例为2.5～3∶1。甲磺酸与硫酸的质量比为1∶1.6～2.2。

所述的氨化催化剂为N-亚硝基二苯胺和对苯二酚的混合物，具体制备方法为：将质量比为2∶1的N-亚硝基二苯胺和对苯二酚混合后溶解于50℃的热乙醇中。

有益效果：本发明提供了一种氨基甘油制备方法，该制备工艺不仅在水解过程中采用甲磺酸和稀硫酸双组分为催化剂，分步滴加，分段升温，有效提高3-氯-1,2-丙二醇的纯度和收率，而且在氨化过程中还采用N-亚硝基二苯胺和对苯二酚双组分为氨化催化剂，增加反应的选择性，减少副反应的发生，可提高反应速率，缩短了反应时间、节省能耗。同时本发明在氨化后期处理还采用趁热离心除盐，离心液直接精馏获得氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)产品，省略了原有工艺中用NaOH处理以及加入乙醇等溶剂溶解、脱色、过滤等操作步骤，操作更为简便，缩短生产周期，降低生产成本。另外该制备方法能够使具有催化剂达到回收循环利用，节约成本，而且本制备方法还具有安全性高、产品质量稳定、纯度高等优点。

附图说明

图1为本发明的一种氨基甘油生产工艺流程示意图。

其中图中：1、水解反应，2、中和，3、蒸馏，4、氨化反应，5、过滤，6、蒸馏，7、离心，8、精馏，9、成品

具体实施方式

以下通过实施例对本发明的制备方法作进一步的阐述。

实施例1

1、水解反应

将1.97kg的甲磺酸慢慢加入到245kg无离子纯水中，混合均匀后抽入甲磺酸高位计量槽中。

将3.18kg、质量百分比浓度为98％的硫酸慢慢加入到442kg无离子纯水中，混合均匀后抽入稀硫酸高位计量槽中。

将1800kg原料环氧氯丙烷抽入3000L带搅拌、机械密封的搪玻璃水解反应釜中，然后分别将高位计量槽中120L甲磺酸水溶液、200L稀硫酸溶液加入到水解反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在58～62℃，搅拌30min后，滴加剩余甲磺酸水溶液，滴加时反应温度控制在80～85℃，滴加完成时间为1.5h，接着滴加剩余稀硫酸溶液，滴加时反应温度控制在100～105℃，滴加完成时间为2.5h，水解反应完毕。

水解反应完毕后，冷却水解反应釜内温度至50℃，加入饱和碳酸钠溶液进行中和，至釜内物料不再产生气泡为止，继续搅拌20min，然后将水解反应釜内物料抽入搪玻璃蒸馏釜内，开启夹套蒸汽加热升温，开启真空进行负压蒸馏，待真空度在-0.096MPa、气相温度低于92℃时的冷凝液进入前馏分接收罐，待真空度在-0.096～-0.1MPa、气相温度高于92℃的冷凝液进入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐，当气相温度开始下降，冷凝液量减少，同时取样分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于99％时，冷凝液重新转入前馏分接收罐，前馏分接收罐内物料在下一次蒸馏时加入重新蒸馏利用。

2、氨化反应

将氨化催化剂0.93kgN-亚硝基二苯胺和0.47kg对苯二酚加入到50℃、5L的热乙醇中，充分溶解。

将700kg3-氯-1，2-丙二醇抽入5000L带搅拌、机械密封的不锈钢氨化反应釜中，然后将3500L、质量百分比浓度为25％的氨水、以及配制完成的氨化催化剂加入到氨化反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在45～50℃，压力控制在0.15MPa时，反应1.5h，然后升温至50～55℃，压力控制在0.18MPa时，反应2h，再升温至55～60℃，压力控制在0.22MPa时，反应0.5h，氨化反应完毕。

氨化反应完毕后，慢慢开启氨化反应釜的放空阀排压，将多余氨排到氨吸收罐内，至氨化反应釜内无压力时，将氨化反应釜内物料压入过滤器后进入不锈钢蒸馏釜，过滤器内得到的催化剂N-亚硝基二苯胺固体料用无离子纯水漂洗后重复利用。

3、蒸馏

物料转入蒸馏釜后，开启蒸馏釜夹套蒸汽进行加热升温，常压(1个标准大气压)蒸馏回收氨水，当气相温度达101～102℃时，开启真空泵机组进行负压蒸馏，待釜内温度在115～120℃，接收罐上部视镜中无冷凝流出时，停止蒸馏，接收罐内低浓度氨水用于配制浓度25～27％的氨水使用。

蒸馏完毕后，冷却蒸馏釜内物料温度至55℃,蒸馏釜内有固体析出，然后将蒸馏釜内物料移入离心机进行离心分离，固体料(氯化铵)收集后处理，离心液进入不锈钢精馏釜。

4、精馏

物料转入精馏釜后，开启精馏釜夹套蒸汽进行加热升温，同时开启罗茨真空泵机组，待接收罐真空度达到-0.0998MPa后，在气相温度低于125℃的冷凝液进入前馏分接收罐，气相温度在125～132℃的冷凝液进入成品接收罐。前馏分接收罐内物料在下一次精馏时加入重新精馏利用，成品接收罐中物料即为高纯度氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)。

实施例2

1、水解反应

将1.38kg的甲磺酸慢慢加入到190kg无离子纯水中，混合均匀后抽入甲磺酸高位计量槽中。

将3.1kg、质量百分比浓度为98％的硫酸慢慢加入到380kg无离子纯水中，混合均匀后抽入稀硫酸高位计量槽中。

将1600kg原料环氧氯丙烷抽入3000L带搅拌、机械密封的搪玻璃水解反应釜中，然后分别将高位计量槽中115L甲磺酸水溶液、133L稀硫酸溶液加入到水解反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在58～62℃，搅拌35min后，滴加剩余甲磺酸水溶液，滴加时反应温度控制在80～85℃，滴加完成时间为1h，接着滴加剩余稀硫酸溶液，滴加时反应温度控制在100～105℃，滴加完成时间为2.8h，水解反应完毕。

水解反应完毕后，冷却水解反应釜内温度至52℃，加入饱和碳酸钠溶液进行中和，至釜内物料不再产生气泡为止，继续搅拌18min，然后将水解反应釜内物料抽入搪玻璃蒸馏釜内，开启夹套蒸汽加热升温，开启真空进行负压蒸馏，待真空度在-0.096MPa、气相温度低于92℃时的冷凝液进入前馏分接收罐，待真空度在-0.096～-0.1MPa、气相温度高于92℃的冷凝液进入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐，当气相温度开始下降，冷凝液量减少，同时取样分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于99％时，冷凝液重新转入前馏分接收罐，前馏分接收罐内物料在下一次蒸馏时加入重新蒸馏利用。

2、氨化反应

将氨化催化剂1.17kgN-亚硝基二苯胺和0.59kg对苯二酚加入到50℃、5L的热乙醇中，充分溶解。

将800kg3-氯-1，2-丙二醇抽入5000L带搅拌、机械密封的不锈钢氨化反应釜中，然后将3200L、质量百分比浓度为25％的氨水、以及配制完成的氨化催化剂加入到氨化反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在45～50℃，压力控制在0.18MPa时，反应1.5h，然后升温至50～55℃，压力控制在0.2MPa时，反应2.5h，再升温至55～60℃，压力控制在0.25MPa时，反应1h，氨化反应完毕。

氨化反应完毕后，慢慢开启氨化反应釜的放空阀排压，将多余氨排到氨吸收罐内，至氨化反应釜内无压力时，将氨化反应釜内物料压入过滤器后进入不锈钢蒸馏釜，过滤器内得到的催化剂N-亚硝基二苯胺固体料用无离子纯水漂洗后重复利用。

3、蒸馏

物料转入蒸馏釜后，开启蒸馏釜夹套蒸汽进行加热升温，常压(1个标准大气压)蒸馏回收氨水，当气相温度达101～102℃时，开启真空泵机组进行负压蒸馏，待釜内温度在115～120℃，接收罐上部视镜中无冷凝流出时，停止蒸馏，接收罐内低浓度氨水用于配制浓度25～27％的氨水使用。

蒸馏完毕后，冷却蒸馏釜内物料温度至55℃,蒸馏釜内有固体析出，然后将蒸馏釜内物料移入离心机进行离心分离，固体料(氯化铵)收集后处理，离心液进入不锈钢精馏釜。

4、精馏

物料转入精馏釜后，开启精馏釜夹套蒸汽进行加热升温，同时开启罗茨真空泵机组，待接收罐真空度达到-0.0998MPa后，在气相温度低于125℃的冷凝液进入前馏分接收罐，气相温度在125～132℃的冷凝液进入成品接收罐。前馏分接收罐内物料在下一次精馏时加入重新精馏利用，成品接收罐中物料即为高纯度氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)。

实施例3

1、水解反应

将1.18kg的甲磺酸慢慢加入到196kg无离子纯水中，混合均匀后抽入甲磺酸高位计量槽中。

将3.97kg、质量百分比浓度为98％的硫酸慢慢加入到430kg无离子纯水中，混合均匀后抽入稀硫酸高位计量槽中。

将1700kg原料环氧氯丙烷抽入3000L带搅拌、机械密封的搪玻璃水解反应釜中，然后分别将高位计量槽中79L甲磺酸水溶液、216L稀硫酸溶液加入到水解反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在58～62℃，搅拌40min后，滴加剩余甲磺酸水溶液，滴加时反应温度控制在80～85℃，滴加完成时间为2h，接着滴加剩余稀硫酸溶液，滴加时反应温度控制在100～105℃，滴加完成时间为2.2h，水解反应完毕。

水解反应完毕后，冷却水解反应釜内温度至55℃，加入饱和碳酸钠溶液进行中和，至釜内物料不再产生气泡为止，继续搅拌20min，然后将水解反应釜内物料抽入搪玻璃蒸馏釜内，开启夹套蒸汽加热升温，开启真空进行负压蒸馏，待真空度在-0.096MPa、气相温度低于92℃时的冷凝液进入前馏分接收罐，待真空度在-0.096～-0.1MPa、气相温度高于92℃的冷凝液进入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐，当气相温度开始下降，冷凝液量减少，同时取样分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于99％时，冷凝液重新转入前馏分接收罐，前馏分接收罐内物料在下一次蒸馏时加入重新蒸馏利用。

2、氨化反应

将氨化催化剂0.72kgN-亚硝基二苯胺和0.36kg对苯二酚加入到50℃、5L的热乙醇中，充分溶解。

将600kg3-氯-1，2-丙二醇抽入5000L带搅拌、机械密封的不锈钢氨化反应釜中，然后将3600L、质量百分比浓度为25％的氨水、以及配制完成的氨化催化剂加入到氨化反应釜中，采用边搅拌边加热方法，温度控制在45～50℃，压力控制在0.15MPa时，反应1h，然后升温至50～55℃，压力控制在0.2MPa时，反应2h，再升温至55～60℃，压力控制在0.25MPa时，反应0.5h，氨化反应完毕。

氨化反应完毕后，慢慢开启氨化反应釜的放空阀排压，将多余氨排到氨吸收罐内，至氨化反应釜内无压力时，将氨化反应釜内物料压入过滤器后进入不锈钢蒸馏釜，过滤器内得到的催化剂N-亚硝基二苯胺固体料用无离子纯水漂洗后重复利用。

3、蒸馏

物料转入蒸馏釜后，开启蒸馏釜夹套蒸汽进行加热升温，常压(1个标准大气压)蒸馏回收氨水，当气相温度达101～102℃时，开启真空泵机组进行负压蒸馏，待釜内温度在115～120℃，接收罐上部视镜中无冷凝流出时，停止蒸馏，接收罐内低浓度氨水用于配制浓度25～27％的氨水使用。

蒸馏完毕后，冷却蒸馏釜内物料温度至55℃,蒸馏釜内有固体析出，然后将蒸馏釜内物料移入离心机进行离心分离，固体料(氯化铵)收集后处理，离心液进入不锈钢精馏釜。

4、精馏

物料转入精馏釜后，开启精馏釜夹套蒸汽进行加热升温，同时开启罗茨真空泵机组，待接收罐真空度达到-0.0998MPa后，在气相温度低于125℃的冷凝液进入前馏分接收罐，气相温度在125～132℃的冷凝液进入成品接收罐。前馏分接收罐内物料在下一次精馏时加入重新精馏利用，成品接收罐中物料即为高纯度氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)。

通过本发明实施例，制得的氨基甘油(3-氨-1，2-丙二醇)性能指标测试结果见下表所示：

本发明提供了一种思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式。应当指出，对于本技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围内，本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (3)

1.一种氨基甘油的制备方法，其特征在于，该制备方法包括以下步骤：(1)将原料环氧氯丙烷加入到水解反应釜中，同时投加催化剂为质量百分比浓度在0.6％～0.8％的甲磺酸水溶液，其投加质量为甲磺酸水溶液总质量的40～60％，以及质量百分比浓度在0.6％～1％的稀硫酸溶液，其投加质量为占稀硫酸溶液总质量的30～50％，边搅拌边加热，温度控制在58～62℃，搅拌30～40min，然后滴加剩余甲磺酸水溶液，滴加反应温度控制在80～85℃，时间在1～2h之间，接着滴加剩余稀硫酸溶液，滴加反应温度控制在100～105℃，时间在2～3h之间，水解反应完毕后，冷却水解釜内温至50～60℃，加入饱和碳酸钠溶液进行中和至不再产生气泡为止，继续搅拌15～20min，然后将水解釜内物料抽入蒸馏釜内，加热升温，开启真空进行负压蒸馏，收集真空度为-0.096～-0.1MPa、气相温度为92～96℃的冷凝液得到3-氯-1,2-丙二醇；(2)将3-氯-1，2-丙二醇与质量百分比浓度为25％～27％的氨水以质量比为1∶4～6的比例加入到氨化反应釜中，再加入3-氯-1，2-丙二醇质量份的0.15～0.25％的氨化催化剂，开启搅拌，加热升温，温度控制在45～50℃，压力控制在0.12～0.20MPa，反应1～2h，然后升温至50～55℃，压力控制在0.15～0.25MPa，反应2～3h，接着再升温至55～60℃，压力控制在0.2～0.28MPa，反应0.5～1h，氨化反应完成，打开氨化反应釜的放空阀排压，将多余氨排到氨吸收罐内，至氨化反应釜内无压力时，将氨化反应釜内物料压入过滤器后进入蒸馏釜，过滤器内得到的催化剂N-亚硝基二苯胺固体料，回收后重复利用；(3)物料移入蒸馏釜后，开启蒸馏釜夹套蒸汽进行加热升温，常压蒸馏回收氨水，当气相温度达101～102℃时，开启真空泵机组进行负压蒸馏，待釜内温度在115～120℃，接收罐上部视镜中无液体流出时，停止蒸馏，冷却釜内物料降温至50～60℃,将蒸馏釜内物料移入离心机进行离心分离，固体料收集后集中处理，离心液进入成品精馏釜；(4)物料移入精馏釜后，开启精馏釜夹套蒸汽进行加热升温，同时开启罗茨真空泵机组，待接收罐真空度达到-0.0998MPa时，在气相温度低于125℃的冷凝液进入前馏分接收罐，气相温度在125-132℃冷凝液进入成品接收罐，成品罐中物料即为高纯度氨基甘油，所述氨基甘油为3-氨-1，2-丙二醇。

2.根据权利要求1所述的一种氨基甘油的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述的原料环氧氯丙烷与甲磺酸水溶液总质量和稀硫酸溶液总质量之和的比例为2.5～3∶1，甲磺酸与硫酸的质量比为1∶1.6～2.2。

3.根据权利要求1所述的一种氨基甘油的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的氨化催化剂为N-亚硝基二苯胺和对苯二酚的混合物，具体制备方法为：将质量比为2∶1的N-亚硝基二苯胺和对苯二酚混合后溶解于50℃的热乙醇中。