CN106478549A - 吗啡啉的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了化学合成技术领域中的一种吗啡啉的制备方法，其化学反应方程式为：
Description
技术领域
本发明涉及化学合成技术领域，具体涉及一种吗啡啉的制备方法。
背景技术
吗啡啉，分子式C4H9NO，或写成O(CH2CH2)2NH。又称吗啡林，常温下是一种无色油状液体。熔点-4.76℃，沸点128.3℃。密度1.0005g/cm3(20℃)。折射率1.4548。闪点38℃（开杯）。与水、丙酮、苯、醚、醇、乙二醇、亚麻子油、松节油、蓖麻油混溶。有吸湿性和氨的气味。可由二乙醇胺经硫酸脱水环化制备。工业上主要由二甘醇和氨在临氢条件和催化剂存在下制取。主要用于制橡胶硫化促进剂，还用于表面活性剂、纺织印染助剂、医药和农药的合成。还用作金属缓蚀剂和防锈剂。也是染料、树脂、蜡、虫胶、干酪素等的溶剂。
但是用二甘醇法生产的吗啡啉的时候，需要用到催化剂，这些催化剂主要为Cu、Ni、Cr、Co、Mg、Mn、Pd、Pt和Rh，这些金属的氧化物或其混合物，可是，这些已知催化剂在应用于二甘醇的氨解环化反应中，普遍存在活性金属含量过高，易粉化，会使中间体二甘醇胺(DGA)生成量过大等缺陷，且在在稳定性、活性、选择性及强度等方面还有需要改进之处。
发明内容
本发明意在提供一种利用二乙醇胺法制备吗啡啉的工艺，已解决现有技术使用二甘醇法生产吗啡啉因催化剂的影响造成副产物多，收率低的问题。
本发明的技术方案为：吗啡啉的制备方法，其化学反应方程式为：
，
具体步骤为：
步骤一、脱水：往脱水罐加入浓硫酸，搅拌下滴加二乙醇胺液，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比为1.8：1~1.9：1，反应后温度升高，控制温度在190~210℃范围内，反应时间为80~100min，滴完后水冷降温至60℃；
步骤二、中和：向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，至pH为8-9，得到中和液；
步骤三、真空蒸出：中和液放至卧式蒸馏釜，釜内设置有水平搅拌桨，搅动釜底的硫酸钠，真空蒸出吗啡啉；
步骤四、副产物的处理：蒸镏釜内硫酸钠，通过搅拌刮出，收集回收，滤液和洗釜水放至回收池沉放处理。
本发明的工作原理及有益效果：本发明将事先对储存在脱水罐内的浓硫酸进行搅拌，在逐步滴加二乙醇胺，再滴加的过程中，严格控制其反应的温度、时间以及投料比，确保反应朝向不断生成吗啡啉的方向进行，并减少二乙醇胺液的使用量，进而降低生产成本；反应时，浓硫酸始终处于过量状态，是因为生成的吗啡啉会与硫酸反应生成一种类似于络合物的硫酸盐，因此也就使得硫酸的用量大大增加，为了保证反应效果，将反应中浓硫酸和二乙醇胺液的投料比严格控制在1.8：1~1.9：1的范围内，温度在190~210℃范围内以及反应时间控制在80~100min；反应后，向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，不仅能中和掉溶液中的硫酸，同时还会与吗啡啉竞争吸附水分子，破坏吗啡啉与硫酸两者之间的结合，可以有效地提高吗啡啉的分离效率，进而提高反应的收率，同时也不会生产其他类似中间体二甘醇胺(DGA)的副产物；本发明的工艺能最大限度的节约原料成（二乙醇胺液使用量减少）同时流程简单，废水也仅是洗滤水，可回收利用，不会对环境造成影响，且本发明的收率在85%以上，更利于工业应用。
进一步，所述步骤一中浓硫酸和二乙醇胺液的最适投料比为1.8：1。对反应进行单因素试验验证得出，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比从1：1开始，随着浓硫酸和二乙醇胺液的投料比的值变大，例如1：16变化到1.8:1，吗啡啉反应的收率逐渐升高，到达1.8:1时为峰值，超过1.8：1~1.9：1时，收率平缓并稍有下降了，超过1.9：1时，收率迅速降低，因此1.8:1为最适宜的投料比。
进一步，所述步骤一中反应的最适宜温度为190℃。对反应进行单因素试验验证得出，与投料比类似的，反应温度从常温上升到190℃的过程中，吗啡啉反应的收率逐渐升高，到达190℃的时候为峰值，超过190℃，收率迅速降低，因此190℃为最适宜的反应温度。
进一步，所述步骤一中最适宜的反应时间为90min。反应进行单因素试验验证得出，与投料比类似的，当二乙醇胺与浓硫酸的摩尔比为1:1.8，反应温度为190℃条件下，随着反应时间的增加，吗琳收率不断提高，当时间超过90min后，二乙醇胺基本反应完全，曲线趋于平缓，收率变化不大，因此反应时间定为90min即可。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：
实施例1：吗啡啉的制备方法，具体步骤为：
步骤一、脱水：往脱水罐中加入浓浓硫酸，在搅拌下滴加二乙醇胺液，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比为1.8：1，反应后温度升高，控制温度在190℃范围内，反应时间为80min，滴完后对脱水罐内的容易水冷降温至60℃；
步骤二、中和：向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，至pH为8-9，得到中和液；
步骤三、真空蒸出：将中和液放至卧式蒸馏釜内，在釜内设置有水平搅拌桨，利用水平搅拌桨搅动釜底的硫酸钠，真空蒸出吗啡啉，真空度为-0.05MPa~-0.2MPa；
步骤四、副产物的处理：蒸镏釜内硫酸钠，通过搅拌刮出，收集回收，滤液和洗釜水放至回收池沉放处理。
实施例2：吗啡啉的制备方法，具体步骤为：
步骤一、脱水：往脱水罐中加入浓浓硫酸，在搅拌下滴加二乙醇胺液，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比为1.85：1，反应后温度升高，控制温度在200℃范围内，反应时间为85min，滴完后对脱水罐内的容易水冷降温至60℃；
步骤二、中和：向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，至pH为8-9，得到中和液；
步骤三、真空蒸出：将中和液放至卧式蒸馏釜内，在釜内设置有水平搅拌桨，利用水平搅拌桨搅动釜底的硫酸钠，真空蒸出吗啡啉，真空度为-0.05MPa~-0.2MPa；
步骤四、副产物的处理：蒸镏釜内硫酸钠，通过搅拌刮出，收集回收，滤液和洗釜水放至回收池沉放处理。
实施例3：吗啡啉的制备方法，具体步骤为：
步骤一、脱水：往脱水罐中加入浓浓硫酸，在搅拌下滴加二乙醇胺液，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比为1.9：1，反应后温度升高，控制温度在210℃范围内，反应时间为90min，滴完后对脱水罐内的容易水冷降温至60℃；
步骤二、中和：向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，至pH为8-9，得到中和液；
步骤三、真空蒸出：将中和液放至卧式蒸馏釜内，在釜内设置有水平搅拌桨，利用水平搅拌桨搅动釜底的硫酸钠，真空蒸出吗啡啉，真空度为-0.05MPa~-0.2MPa；
步骤四、副产物的处理：蒸镏釜内硫酸钠，通过搅拌刮出，收集回收，滤液和洗釜水放至回收池沉放处理。
以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。本申请要求的保护范围应当以其权利要求的内容为准，说明书中的具体实施方式等记载可以用于解释权利要求的内容。
Claims (4)
1.吗啡啉的制备方法，其特征在于，其化学反应方程式为：
，
具体步骤为：
步骤一、脱水：往脱水罐加入浓硫酸，搅拌下滴加二乙醇胺液，浓硫酸和二乙醇胺液的投料比为1.8：1~1.9：1，反应后温度升高，控制温度在190~210℃范围内，反应时间为80~100min，滴完后水冷降温至60℃；
步骤二、中和：向脱水罐滴加20%氢氧化钠溶液，至pH为8-9，得到中和液；
步骤三、真空蒸出：中和液放至卧式蒸馏釜，釜内设置有水平搅拌桨，搅动釜底的硫酸钠，真空蒸出吗啡啉；
步骤四、副产物的处理：蒸镏釜内硫酸钠，通过搅拌刮出，收集回收，滤液和洗釜水放至回收池沉放处理。
2.根据权利要求1所述的吗啡啉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中浓硫酸和二乙醇胺液的最适投料比为1.8：1。
3.根据权利要求2所述的吗啡啉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中反应的最适宜温度为190℃。
4.根据权利要求3所述的吗啡啉的制备方法，其特征在于：所述步骤一中最适宜的反应时间为90min。
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| CN201610869070.XA CN106478549A (zh) | 2016-09-30 | 2016-09-30 | 吗啡啉的制备方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109928939A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-25 | 上海卡洛化学有限公司 | 一种2,2,6,6-四甲基吗啉的制备方法 |
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2016
- 2016-09-30 CN CN201610869070.XA patent/CN106478549A/zh active Pending
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 李朋伟: ""吗啉合成方法的研究"", 《广西大学硕士学位论文》 * |
| 李颖: ""二乙醇胺脱水环化法制取吗啉工艺条件的探讨"", 《科技情报开发与经济》 * |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109928939A (zh) * | 2019-02-27 | 2019-06-25 | 上海卡洛化学有限公司 | 一种2,2,6,6-四甲基吗啉的制备方法 |
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