CN105906560A - 一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法 - Google Patents

一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，第一步：将2‑氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，缓慢滴加双氧水，生成2‑氯‑N‑氧吡啶溶液；第二步应：向第一步的2‑氯‑N‑氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液，生成2‑巯基‑N‑氧吡啶溶液；第三步：向第二步的 2‑巯基‑N‑氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸；第四步：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到8‑10；第五步：向第四步的2‑巯基‑N‑氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，制得片晶吡啶硫酮锌。该颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌在民用涂料、杀菌防霉剂等方面的应用具有相当重要的地位。

Description

一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法
技术领域
本发明涉及一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法。
背景技术
吡硫硫酮锌（Zinc pyrithione，ZPT） 又名吡啶翁锌、吡硫醇锌或奥麦丁锌，可用作防腐剂、防污剂、抗真菌药和去屑剂等，广泛应用于农业、工业、医药卫生以及化妆品等领域。因为吡啶硫酮锌具有去头屑作用，具有抑制细胞异常生长和抗微生物作用,渗透力较强，并能延缓头发衰老、减少发、推迟白发产生的时间。因此，ZPT广泛应用于皮肤清净剂，还可作为高级洗发香波去屑止痒剂使用。
目前，市售的吡啶硫酮锌产品粒径一般较大，有些粒径较小的产品则是经机械切片、研磨而得到的，存在着颗粒不规则、粒径分布宽等缺点。据一些文献可以看出，国内研究者分别以双氧水、乙酸做为反应催化剂，得出与2-氯吡啶的物质的量比分别为( 1. 55-1. 75) ︰ 1 和( 0. 85- 1. 34) ︰ 1、巯基化时体系的pH 值调节到9. 8- 10. 7成锌盐时体系的pH 值调节到4. 5- 5. 0 合成的ZPT 质量较好；还有以吡啶为原料制得ZPT质量一般；还有一些的研究者以2-卤代吡啶为原料，对N-氧化-2-巯基吡啶锌盐制取进行了研究；而美国学者以2-卤代吡啶为原料制得ZPT。
片晶状可以提高晶体的比表面积，能够更好的提高杀菌效果。该物质在民用涂料、杀菌防霉剂等方面的应用具有相当重要的地位。但是根据所查文献知道目前对于片晶状ZPT合成的研究较少，大多数合成是粒子状，合成片晶状难度较高。因此，对片晶状ZPT合成的研究，具有较高的经济价值和社会意义。
专利授权公告号 CN102603625B公开了一种吡啶硫酮锌提纯新方法，传统方法使用大量贵重溶剂，不仅不可取，而且成本高，无法工业化生产。本发明通过如下步骤：(1).用浓度为20%-50%的碱金属氢氧化物，在温度为75℃-90℃下溶解低含量吡啶硫酮锌，形成溶液；(2).在步骤(1)形成的溶液中，添加活性碳和还原剂脱色，脱色后的滤液用盐酸中和；(3).用浓度为3%-20%锌盐溶液将PH值调至5-7，过滤并用清水洗涤1-3次，然后干燥，得到洗涤化妆品需求质量的吡啶硫酮锌。但是该方法得到的吡啶硫酮锌粒径还是太大。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，能生产出颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其步骤为：
第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到50℃-60℃，搅拌1h-2.5h，缓慢滴加双氧水，升温到60℃-80℃，保温3h-5h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到6-8，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至8-10，在70℃-90℃的温度下搅拌1h-3h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到2-4；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到8-10，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在70℃-90℃下反应，保温1h-2h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
优选地，第一步和第二步中的搅拌速度为150r/min -300r/min。
优选地，第一步和第二步中的搅拌速度为200r/min。
优选地，第五步中的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为10%-16%，ZnSO4溶液的浓度为15%-26%。
优选地，第五步中的反应温度为80℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为12%，ZnSO4溶液的浓度为20%。
优选地，第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到55℃，搅拌1h，缓慢滴加双氧水，升温到70℃，保温4h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到7.5，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至9，在80℃的温度下搅拌2h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到3；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到9，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在80℃下反应，保温1h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
如上所述，本发明的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，具有以下有益效果：本方法生产出颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌，可以提高片晶吡啶硫酮锌的比表面积，能够提高杀菌效果。该颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌在民用涂料、杀菌防霉剂等方面的应用具有相当重要的地位。
附图说明
图1为具体实施例1生产出的吡啶硫酮锌片晶的电镜扫描图。
图2为具体实施例2生产出的吡啶硫酮锌片晶的电镜扫描图。
图3为具体实施例3生产出的吡啶硫酮锌片晶的电镜扫描图。
图4为具体实施例4生产出的吡啶硫酮锌片晶的电镜扫描图。
图5为具体实施例5生产出的吡啶硫酮锌片晶的电镜扫描图。
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图5。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。
本发明提供一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其步骤为：
实施例1：
第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到55℃，搅拌1h，缓慢滴加双氧水，升温到70℃，保温4h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到7.5，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
其具体反应如下：
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至9，在80℃的温度下搅拌2h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
其具体反应如下：
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到3；
具体反应如下：
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到9，然后进行抽滤；
具体反应如下：
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在80℃下反应，保温1h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌；
具体反应如下：
在本实施例中，第一步和第二步中的搅拌速度为200r/min，第五步中的反应温度为80℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为12%，ZnSO4溶液的浓度为20%。
实施例2：第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到50℃，搅拌1h，缓慢滴加双氧水，升温到60℃，保温3h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到6，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至8，在70℃的温度下搅拌1h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到2；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到8，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在70℃下反应，保温1h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
在本实施例中，第一步和第二步中的搅拌速度为300r/min，第五步中的反应温度为60℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为16%，ZnSO4溶液的浓度为26%。
实施例3：
第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到60℃，搅拌2.5h，缓慢滴加双氧水，升温到80℃，保温5h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到8，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至10，在90℃的温度下搅拌3h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到4；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到10，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在90℃下反应，保温2h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
在本实施例中，第一步和第二步中的搅拌速度为150r/min，第五步中的反应温度为60℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为10%，ZnSO4溶液的浓度为15%。
实施例4：和实施例1的不同之处在于，第一步和第二步中的搅拌速度为300r/min，第五步中的反应温度为80℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为16%，ZnSO4溶液的浓度为26%。
实施例5：和实施例2的不同之处在于，第一步和第二步中的搅拌速度为200r/min，第五步中的反应温度为80℃，2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为14%，ZnSO4溶液的浓度为20%。
用电子天平称取适量的SPT溶液和助剂加入4口烧瓶中，用水浴锅加热，开启搅拌；用电子天平称取适量的ZnSO4溶液和助剂放入烧杯中，用电炉加热到相应的温度；再将ZnSO4溶液加入SPT溶液中进行反应，保温；最后用去离子水清洗并抽滤。
图1可看出制得的吡啶硫酮锌晶体呈片状，晶体形貌为六边形，较为规格。图2可看出制得的吡啶硫酮锌晶体呈片晶状，晶体大小较为均匀。图3可看出制得的吡啶硫酮锌晶体较小，晶体分布较为均匀。图4可看出制得的吡啶硫酮锌晶体呈片状，晶体大小较均匀。图5可看出制得的吡啶硫酮锌晶体呈片晶状，晶体分布较为均匀。根据以上的实验，改变不同的反应条件所得到的电镜扫描图，经过分析，最终发现在反应温度为80℃、搅拌速度为200r/min、12%的SPT溶液和20%的ZnSO4溶液等条件下进行得到的片晶更为均匀。
如上所述，本发明提供的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，本方法生产出颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌，可以提高片晶吡啶硫酮锌的比表面积，能够提高杀菌效果。该颗粒均匀的小粒径片晶吡啶硫酮锌在民用涂料、杀菌防霉剂等方面的应用具有相当重要的地位。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (5)

1.一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其特征在于：其步骤为：
第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到50℃-60℃，搅拌1h-2.5h，缓慢滴加双氧水，升温到60℃-80℃，保温3h-5h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到6-8，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至8-10，在70℃-90℃的温度下搅拌1h-3h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到2-4；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到8-10，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在70℃-90℃下反应，保温1h-2h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
2.根据权利要求1所述的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其特征在于：第一步和第二步中的搅拌速度为150r/min -300r/min。
3.根据权利要求2所述的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其特征在于：第一步和第二步中的搅拌速度为200r/min。
4.根据权利要求1或2所述的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其特征在于：第五步中的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的浓度为10%-16%，ZnSO4溶液的浓度为15%-26%。
5.根据权利要求1所述的一种生产均匀片晶吡啶硫酮锌的方法，其特征在于：
第一步：氧化反应：将2-氯吡啶、催化剂和去离子水加入到反应釜中，升温到55℃，搅拌1h，缓慢滴加双氧水，升温到70℃，保温4h，然后滴加氢氧化钠调节pH值到7.5，生成2-氯-N-氧吡啶溶液；
第二步：巯基化反应：向第一步的2-氯-N-氧吡啶溶液的反应釜中滴加硫氢化钠溶液和氢氧化钠溶液调节pH至9，在80℃的温度下搅拌2h，生成2-巯基-N-氧吡啶溶液；
第三步：剥酸反应：向第二步的 2-巯基-N-氧吡啶溶液的反应釜中加入盐酸，调节pH值到3；
第四步：成盐反应：将第三步的溶液中加入氢氧化钠溶液调pH值到9，然后进行抽滤；
第五步：络合反应：向第四步的2-巯基-N-氧吡啶钠盐的反应釜中加入ZnSO4溶液，在80℃下反应，保温1h，然后抽滤、水洗、烘干，制得片晶吡啶硫酮锌。
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