CN109206320A - 一种连续生产金刚烷胺盐酸盐的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于提供一种高温捏合‑螺旋推进反应器连续生产金刚烷胺盐酸盐的方法,与传统的间歇反应釜相比较,反应设备体积小,反应稳定性好,连续化反应生产金刚烷胺产品,提高了生产效率,更重要的是避免体系飞温的问题,具有很好的安全性。本发明的突出特点是:采用高温捏合‑螺旋推进反应器作为反应设备,可以连续生产氨解物料,可以控制氨解物料在设备内的保留时间,减少副反应的生成,可以分时段把设备内氨解物料移出设备,在加料过程,避免体系温度剧烈飞升,在反应收率高的条件下,设备体积小,操作安全、简单,具有很好的工业化应用价值。
Description
技术领域
本发明涉及一种高温捏合-螺旋推进反应器连续生产金刚烷胺盐酸盐的方法。
背景技术
金刚烷胺盐酸盐是一种对称的三环状胺,金刚烷胺盐酸盐能较好的预防与治疗病毒感染引起的感冒,是一种重要的医药化工原料和药物中间体。同时金刚烷胺盐酸盐通过氧化反应可以制备3-羟基金刚烷胺,后者通过与(S)-1-(2-氯乙酰基)吡咯烷-2-甲腈进行反应可制备治疗糖尿病药物---维格列汀。
目前已见公开的合成金刚烷胺盐酸盐的合成路线,主要有金刚烷/三氯化氮反应后酸化法、溴代金刚烷胺/乙腈后水解酸化法、溴代金刚烷胺/尿素胺解后水解酸化法。这些方法在收率、可操作性、安全性等方面存在不同程度的缺陷。
公开号为CN102050744A的中国专利文献一种金刚烷胺盐酸盐的合成方法,在三氯化铝和三氯乙烷体系中四氢二聚环戊二烯异构化得到金刚烷,反应温度在-10℃时向体系滴加三氯化氮-三氯乙烷溶液,得到胺化反应液,进一步水解、精制得到金刚烷胺盐酸盐,反应总收率46.0-50.0%。反应产生大量酸性废水,三氯化氮为易挥发有毒性液体,该物质极不稳定,稍有震动或光照就会发生爆炸性分解,工业化生产存在极大的安全风险。其反应过程如下式所示:
U.S.Pat.No.3283001使用1-溴代金刚烷和乙腈为原料,在浓硫酸催化下反应得到1-乙酰胺金刚烷,进一步水解和精制得到金刚烷胺盐酸盐,反应过程要用到大量浓硫酸,后处理产生大量废酸,碱解温度高达170℃,对反应设备要求高,不符合绿色经济的生产原则,该工艺广泛被“尿素法”所取代。其反应过程如下式所示:
兰州大学化学系研究人员采用1-溴代金刚烷和尿素为原料,二苯醚为介质,也就是工业上生产采用的“尿素法”,在160℃下进行氨解反应,得到氨解物进一步水解和精制得到金刚烷胺盐酸盐,收率高达96.0%,达到反应温度点,反应过程放热剧烈,温度升幅达80℃,温度快速升到240℃,同时二苯醚回收套用困难,该方法存在飞温的可能性,存在极大的危险性。其反应过程如下式所示:
本发明人在验证过程中发现,该方法虽然原料易得,但是1-溴代金刚烷与尿素进行氨解反应时,反应剧烈,存在反应温度飞升的问题,存在极大的安全隐患,而且生产效率较低。
发明内容
为了解决现有合成工艺的诸多缺陷,本发明的目的在于提供一种高温捏合-螺旋推进反应器连续生产金刚烷胺盐酸盐的方法,与传统的间歇反应釜相比较,反应设备体积小,反应稳定性好,连续化反应生产金刚烷胺产品,提高了生产效率,更重要的是避免体系飞温的问题,具有很好的安全性。
本发明制备金刚烷胺盐酸盐的方法中以1-溴代金刚烷和尿素为原料,为实现上述目的,具体工艺包括以下步骤:
(1)对1-溴代金刚烷和尿素进行粉碎,混合均匀;
(2)将混合物料加入高温捏合-螺旋推进反应器内进行氨解反应;
(3)将步骤(2)得到氨解物料加入蒸馏釜进行水蒸气蒸馏;
(4)将步骤(3)得到金刚烷胺加入精制釜进行处理,得到金刚烷胺盐酸盐。
其反应过程如下式所示:
氨解物料
上述步骤(1)中的1-溴代金刚烷与尿素的摩尔比为1:1.5~1.9;上述步骤(2)中混合物料的加入方式为:开启高温捏合-螺旋推进反应器,待腔体温度升至反应温度加入混合物料。
上述步骤(2)中加入混合物料的腔体内温度为160~240℃。采用自动控温设备调控腔体反应温度。
上述步骤(2)中高温捏合-螺旋推进反应器腔体长度0.5~2.0m,优选腔体长度为1.0m。
上述步骤(2)中1-溴代金刚烷与尿素混合物料的加料速度为2.0~6.0kg/h。
上述步骤(3)中氢氧化钠用量以调节体系pH=14为基准。
上述步骤(3)中反应终点以体系没有金刚烷胺被蒸出为基准。
上述步骤(4)中采用稀盐酸进行成盐、脱色、结晶、过滤和干燥等操作得到金刚烷胺盐酸盐。
本发明人在研究过程中发现,使用高温捏合-螺旋推进反应器作为反应设备,在高温下加入1-溴代金刚烷和尿素的混合物料,得到氨解物进行水解和精制得到金刚烷胺盐酸盐,收率可以稳定在92% ~97%。
本发明的突出特点是:采用高温捏合-螺旋推进反应器作为反应设备,可以连续生产氨解物料,可以控制氨解物料在设备内的保留时间,减少副反应的生成,可以分时段把设备内氨解物料移出设备,在加料过程,避免体系温度剧烈飞升,在反应收率高的条件下,设备体积小,操作安全、简单,具有很好的工业化应用价值。
具体实施方式
以下就本发明的实施事例举例说明。
实施例1
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至160℃,将11.25Kg的1-溴代金刚烷和尿素(摩尔比1.0:1.5)混合物料加入加料器,打开加料阀,控制加料速度为6.0Kg/h,连续进样物料在腔体内保温反应,氨解物在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱水进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,进行过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色,升温至70℃,搅拌1.0小时,过滤,结晶得到金刚烷胺盐酸盐6.4Kg,含量99.2%,收率92%。
实施例2
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至180℃,将11.25Kg 的1-溴代金刚烷和尿素(摩尔比1.0:1.6)混合物料加入加料器,打开加料阀,控制加料速度为5.0Kg/h,连续进样物料在腔体内保温反应,氨解物在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱水进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,进行过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色,升温至70℃,搅拌1.0小时,过滤,结晶得到金刚烷胺盐酸盐6.3kg,含量99.5%,收率92%。
实施例3
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至200℃,将11.25Kg 的1-溴代金刚烷和尿素(摩尔比1.0:1.7)混合物料加入加料器,打开加料阀,控制加料速度为4.0Kg/h,连续进样物料在腔体内保温反应,氨解物在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱水进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,进行过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色,升温至70℃,搅拌1.0小时,过滤,结晶得到金刚烷胺盐酸盐6.2kg,含量99.1%,收率93%。
实施例4
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至220℃,将11.25Kg 的1-溴代金刚烷和尿素(摩尔比1.0:1.8)混合物料加入加料器,打开加料阀,控制加料速度为3.0Kg/h,连续进样物料在腔体内保温反应,氨解物在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱水进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,进行过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色,升温至70℃,搅拌1.0小时,过滤,结晶得到金刚烷胺盐酸盐6.4kg,含量99.3%,收率97%。
实施例5
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至240℃,将11.25Kg 的1-溴代金刚烷和尿素(摩尔比1.0:1.9)混合物料加入加料器,打开加料阀,控制加料速度为2.0Kg/h,连续进样物料在腔体内保温反应,氨解物在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱水进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,进行过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色,升温至70℃,搅拌1.0小时,过滤,结晶得到金刚烷胺盐酸盐6.1kg,含量99.5%,收率95%。
以上所述仅是本发明的优选实施例,应当指出,对于本技术领域内的普通技术人员来说,在不脱离本发明的原理的前提下,还可以做出若干改进和优化,这些改进和优化也应视为本发明的保护范围。
捏合机反应器:见说明书附图。
图1是本发明中反应器的A-A剖视图。
部件序号1、出料口2、气体放空口3、加料口4、减速器5、电机6、连接轴7、电机8、螺旋推进器9、搅拌10、腔体11、导热油。
Claims (9)
1.一种制备金刚烷胺盐酸盐的方法,其特征在于,以1-溴代金刚烷和尿素为原料,采用高温捏合-螺旋推进反应器作为反应设备,经过以下步骤:
向高温捏合-螺旋推进反应器夹套通入热的导热油,将反应器腔体预热至160~240℃,将1-溴代金刚烷和尿素进行粉碎,混合均匀后加入加料器,打开加料阀,控制加料速度,氨解物料在螺旋推进器的作用下持续被移出,得到的氨解物料进入蒸馏釜加入碱液进行溶解,进行水蒸气蒸馏,得金刚烷胺收集物,过滤得到金刚烷胺粗品,将金刚烷胺粗品加入精制釜进行成盐,加入盐酸调节体系至pH为3-4,加入活性炭脱色、过滤、结晶、过滤及干燥得到金刚烷胺盐酸盐。
2.按照权利要求1的方法,其中所述的1-溴代金刚烷与尿素的加料温度为160~240℃。
3.按照权利要求2的方法,其中所述的1-溴代金刚烷与尿素的摩尔比为1:1.5~1.9。
4.按照权利要求3的方法,其中所述的高温捏合-螺旋推进反应器腔体长度0.5~2.0m,优选腔体长度为1.0m。
5.按照权利要求1的方法,其中所述的1-溴代金刚烷与尿素混合物料的加料方式为:待腔体温度升至反应温度,开启高温捏合-螺旋推进反应器,加入混合物料。
6.按照权利要求5的方法,其中所述的1-溴代金刚烷与尿素混合物料的加料速度为2.0~6.0kg/h。
7.按照权利要求1的方法,其中所述的碱液为氢氧化钠溶液。
8.按照权利要求7的方法,其中所述氢氧化钠溶液用量为调节氨解物料体系pH=14为基准。
9.按照权利要求1的方法,采用稀盐酸进行成盐、脱色、结晶、过滤和干燥等操作得到金刚烷胺盐酸盐。
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