CN108117560B - 一种异山梨醇制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种异山梨醇制备方法,该方法步骤如下:1)向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM‑5分子筛,进行脱水反应得到固液混合物;2)将固液混合物进行过滤,得到过滤液;3)将过滤液进行活性炭脱色,并再次过滤,得到滤过液;4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;5)将离子交换液缩至Brix为75‑90%,进行一次降温结晶;离心后,得到粗异山梨醇晶体;6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为70‑85%,二次降温结晶;离心并烘干,得到异山梨醇晶体产品。本发明和现有技术相比,采用此方法生产异山梨醇收率较高,副产物少,稳定性较强,从而使制备异山梨醇的工艺简化、成本降低。
Description
技术领域
本发明涉及异山梨醇加工技术领域,具体地说是一种异山梨醇制备方法。
背景技术
异山梨醇是山梨醇的脱水衍生物,由于其具有的功能性和结构性,使得其在医药方面和化工方面都有比较广泛的应用,对于医药方面如其具有的强药物性,可以用于治疗颅内增压症的优良降压药和利尿剂,也可用于作为医药中间体,用于制备治疗冠心病特效药。对于工业方面可应用于新型高分析材料的合成。另外其在电子、国防领域也有不小的应用,如作为共聚单体合成改性的商业聚合物,用来改善聚合物的高温性能和冲击性能、提高材料的透明性及降解性能。
目前国内异山梨醇的制备方法中大多采用减压蒸馏、有机溶剂萃取结晶等工艺,过程复杂、对反应设备的要求高、资源浪费、环境污染严重,导致生产异山梨醇的成本居高不下。
发明内容
本发明的技术任务是提供一种异山梨醇制备方法。
本发明的技术任务是按以下方式实现的,该方法步骤如下:
1)向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM-5分子筛,在150-300℃,氮气充装压力为3-10Mpa的条件下搅拌3-7小时,进行脱水反应得到固液混合物;
2)将固液混合物进行过滤,得到过滤液;
3)将过滤液进行活性炭脱色,活性炭添加量为溶液干物质重量的1-10%,60-80℃下保温20-40min,并过滤,得到滤过液;
4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;
5)将离子交换液缩至Brix为75-90%,进行一次降温结晶;离心后,得到粗异山梨醇晶体,HPLC检测其纯度达到95%以上;
6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为70-85%,二次降温结晶;离心并烘干,得到异山梨醇晶体产品,HPLC检测其纯度达到99%以上。
所述的步骤1)中山梨醇溶液配制方法如下:
将固体山梨醇溶解于水中,配成Brix为10-50%的溶液;或将液体山梨醇加水稀释到Brix为10-50%。
所述的步骤1)中磷改性HZSM-5分子筛的添加量为山梨醇溶液干物质重量的2-15%。
所述的步骤5)中一次降温结晶是将温度最终维持在0-8℃,时间为6-10小时。
所述的步骤6)中二次降温结晶是将温度最终维持在0-6℃,时间为3-7小时。
所述的步骤5)和步骤6)中的离心工艺采用预冷离心机预冷。
所述的步骤6)中的烘干是真空低温烘干。
本发明的一种异山梨醇制备方法和现有技术相比,具有以下特点:
1)在最初反应阶段,采用的原料是山梨醇溶液,打破使用固态山梨醇作为原料的传统方法,转化稳定,副产物少;
2)采用磷改性HZSM-5分子筛作为催化剂,降低了反应条件和反应设备参数,转化率较高,稳定性较强;
3)提纯过程中,采用梯度降温两次结晶的方式大大提高了异山梨醇的纯度,避免了传统方法中有机溶剂的使用,也避开了精馏提纯能耗高、效率低的问题;
4)可以满足不同的生产需要,还能降低生产成本,保护环境,绿色生产。
附图说明
附图1为异山梨醇反应溶液液相色谱(HPLC)图。
具体实施方式
实施例1:
该异山梨醇制备方法步骤如下:
1)将固体山梨醇溶解于水中,配成质量分数为10%的溶液;向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM-5分子筛,磷改性HZSM-5分子筛的添加量为山梨醇溶液干物质重量的15%;在150℃,氮气充装压力为3Mpa的条件下搅拌3小时,进行脱水反应得到固液混合物;
2)将固液混合物进行过滤,去除不溶物,得到过滤液,过滤液经过HPLC检测,液体中异山梨醇纯度为77%,如图1和表1所示;
3)将过滤液进行活性炭脱色,活性炭添加量为溶液干物质重量的1%,80℃下保温40min,并过滤,得到滤过液;
4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;
5)将离子交换液缩至Brix为75%,进行一次降温结晶,将温度最终维持在8℃,时间为10小时;采用冰水冲洗离心机离心后,得到粗异山梨醇晶体,HPLC检测其纯度达到95.7%;
6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为70%,二次降温结晶,将温度最终维持在0℃,时间为7小时;采用冰水冲洗离心机离心,并进行真空低温烘干,得到异山梨醇晶体产品,HPLC检测其纯度达到99.2%。
山梨醇液各组分保留时间及纯度表
峰号 | 化合物名 | 保留时间 | 面积% |
1 | 7.092 | 1.648 | |
2 | 7.774 | 0.618 | |
3 | 8.095 | 0.467 | |
4 | 9.437 | 0.190 | |
5 | 10.371 | 0.400 | |
6 | 11.881 | 4.877 | |
7 | 13.538 | 13.097 | |
8 | 14.875 | 0.193 | |
9 | 15.264 | 0.564 | |
10 | 异山梨醇 | 15.971 | 77.280 |
11 | 18.161 | 0.165 | |
12 | 21.397 | 0.500 | |
总计 | 100.000 |
实施例2:
该异山梨醇制备方法步骤如下:
1)将液体山梨醇加水稀释到Brix为30%的溶液;向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM-5分子筛,磷改性HZSM-5分子筛的添加量为山梨醇溶液干物质重量的8%;在220℃,氮气充装压力为7Mpa的条件下搅拌5小时,进行脱水反应得到固液混合物;
2)将固液混合物进行过滤,去除不溶物,得到过滤液,过滤液经过HPLC检测,液体中异山梨醇纯度达81%;
3)将过滤液进行活性炭脱色,活性炭添加量为溶液干物质重量的5%,70℃下保温30min,并过滤,得到滤过液;
4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;
5)将离子交换液缩至Brix为82%,进行一次降温结晶,将温度最终维持在5℃,时间为8小时;采用冰水冲洗离心机离心后,得到粗异山梨醇晶体,HPLC检测其纯度达到96%;
6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为80%,二次降温结晶,将温度最终维持在4℃,时间为5小时;采用冰水冲洗离心机离心,并进行真空低温烘干,得到异山梨醇晶体产品,HPLC检测其纯度达到99.8%。
实施例3:
该异山梨醇制备方法步骤如下:
1)将固体山梨醇溶解于水中,配成质量分数为50%的溶液;向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM-5分子筛,磷改性HZSM-5分子筛的添加量为山梨醇溶液干物质重量的2%;在300℃,氮气充装压力为10Mpa的条件下搅拌7小时,进行脱水反应得到固液混合物;
2)将固液混合物进行过滤,去除不溶物,得到过滤液,过滤液经过HPLC检测,液体中异山梨醇纯度达78%;
3)将过滤液进行活性炭脱色,活性炭添加量为溶液干物质重量的10%,60℃下保温20min,并过滤,得到滤过液;
4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;
5)将离子交换液缩至Brix为90%,进行一次降温结晶,将温度最终维持在0℃,时间为2小时;采用冰水冲洗离心机离心后,得到粗异山梨醇晶体,HPLC检测其纯度达到96.4%;
6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为85%,二次降温结晶,将温度最终维持在6℃,时间为3小时;采用冰水冲洗离心机离心,并进行真空低温烘干,得到异山梨醇晶体产品,HPLC检测其纯度达到99.4%。
名词解释:
Brix是指产品中的可溶性固形物的含量,又叫白利度。
HPLC检测是高效液相色谱法(High Performance Liquid Chromatography\HPLC)又称“高压液相色谱”、“高速液相色谱”、“高分离度液相色谱”、“近代柱色谱”。
通过上面具体实施方式,所述技术领域的技术人员可容易的实现本发明。但是应当理解,本发明并不限于上述的几种具体实施方式。在公开的实施方式的基础上,所述技术领域的技术人员可任意组合不同的技术特征,从而实现不同的技术方案。
Claims (7)
1.一种异山梨醇制备方法,其特征在于,该方法步骤如下:
1)向山梨醇溶液中加入磷改性HZSM-5分子筛,在150-300℃,氮气充装压力为3-10Mpa的条件下搅拌3-7小时,进行脱水反应得到固液混合物;
2)将固液混合物进行过滤,得到过滤液;
3)将过滤液进行活性炭脱色,活性炭添加量为溶液干物质重量的1-10%,60-80℃下保温20-40min,并过滤,得到滤过液;
4)将滤过液依次经过D301阴树脂、001×7阳树脂、D301阴树脂进行离子交换,得到离子交换液;
5)将离子交换液缩至Brix为75-90%,进行一次降温结晶;离心后,得到粗异山梨醇晶体,HPLC检测其纯度达到95%以上;
6)向粗异山梨醇晶体中加水,并加热溶化,使其Brix为70-85%,二次降温结晶;离心并烘干,得到异山梨醇晶体产品,HPLC检测其纯度达到99%以上。
2.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤1)中山梨醇溶液配制方法如下:
将固体山梨醇溶解于水中,配成Brix为10-50%的溶液;或将液体山梨醇加水稀释到Brix为10-50%。
3.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤1)中磷改性HZSM-5分子筛的添加量为山梨醇溶液干物质重量的2-15%。
4.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤5)中一次降温结晶是将温度最终维持在0-8℃,时间为6-10小时。
5.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤6)中二次降温结晶是将温度最终维持在0-6℃,时间为3-7小时。
6.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤5)和步骤6)中的离心工艺采用预冷离心机预冷。
7.根据权利要求1所述的一种异山梨醇制备方法,其特征在于,所述的步骤6)中的烘干是真空低温烘干。
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Dehydration of sorbitol to isosorbide over H-beta zeolites with high Si/Al ratios;Hirokazu Kobayashi等;《Green Chemistry》;20151231;第17卷;第2732-2735页 * |
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