CN109516936A - 一种甲基氨基硫脲的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种甲基氨基硫脲的合成方法，按一定比例向四口瓶内加入甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯，负压升温，85‑87℃开始回流，全回流3h，然后10:1采水，采出2‑3h后瓶内析出晶体，继续升温采水，至顶温113℃停止采出，降温至80℃加200mL水，搅拌降温至30℃抽滤，抽滤后烘干，母液进行溶剂回收重复利用。本发明的方法合成甲基氨基硫脲收率达到93.0％以上，比其它工艺高出4‑5％。这种工艺操作简单，减少人力劳动，只需投料和出料即可。另外，此工艺是二甲苯和水分层，方便回收利用。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种甲基氨基硫脲的合成方法。
背景技术
甲基氨基硫脲是头孢三嗪的重要中间体，随着中国头孢类抗生素生产的发展，市场上对三嗪环的需求很大。目前，该产品合成工艺为甲基肼与硫氰酸盐反应，一步制得产品，路线简单。但是甲基肼为高毒化合物，其化学性质活泼，生产工艺较为复杂，运输困难，价格较高，造成以一步法合成甲基氨基硫脲的厂家生产成本较高，利润较低。
鉴于甲基氨基硫脲在有机合成中广阔的应用前景，为其开发一种简单实用、绿色经济的合成新工艺将具有十分重要的意义。
发明内容
本发明的目的在于提供一种工艺操作简单、产品收率高、母液可进行溶剂回收重复利用的甲基氨基硫脲的合成方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种甲基氨基硫脲的合成方法，步骤如下：
按一定比例向四口瓶内加入甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯，负压升温，85-87℃开始回流，全回流3h，然后10:1采水，采出2-3h后瓶内析出晶体，继续升温采水，至顶温113℃停止采出，降温至80℃加200mL水，搅拌降温至30℃抽滤，抽滤后烘干，母液进行溶剂回收重复利用。
具体地，所述甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯的质量比为1:1.05:2。
具体地，所述负压为-0.05MPa。
本发明具有以下有益效果：本发明的方法合成甲基氨基硫脲收率达到93.0％以上，比其它工艺高出4-5％。这种工艺操作简单，减少人力劳动，只需投料和出料即可。另外，此工艺是二甲苯和水分层，方便回收利用。
具体实施方式
以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明的保护范围之内。
实施例1
一种甲基氨基硫脲的合成方法，步骤如下：
按质量比1:1.05:2向四口瓶内加入甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯，-0.05MPa负压升温，85-87℃开始回流，全回流3h，然后10:1采水，采出2-3h后瓶内析出晶体，继续升温采水，至顶温113℃停止采出，降温至80℃加200mL水，搅拌降温至30℃抽滤，抽滤时用100mL水淋洗，抽滤后烘干，母液进行溶剂回收重复利用。
此工艺是微负压，既保证反应向正向进行，又不损失原料。溶剂二甲苯，最后需要水洗一次。
原材料的检测数据及成分分析：
甲基肼： 分子式：CH3-NH-NH2 检测含量：40-41％
硫氰酸铵： 分子式：NH4SCN
①旧工艺厂家提供硫氰酸铵：(多次检测的平均值)
含量：99.02％ 水分：0.79％
②旧工艺厂家提供硫氰酸铵烘干后(备注：105℃烘干2小时)：(多次检测的平均值)
含量：98.57％ 水分：0.19％
①新工艺厂家提供硫氰酸铵：(多次检测的平均值)
含量：98.99％ 水分：1.75％
②新工艺厂家提供硫氰酸铵烘干后(备注：85℃烘干3小时多次检测的平均值)
含量：99.50％ 水分：0.29％
原料的选择：
A、甲基肼原料的选择：
根据检测数据及实验数据江苏南通的甲基肼合成一步三嗪环硫脲收率在96-97％之间并且保证质量：故实验选甲基肼作为实验主原料进行实验。
B、硫氰酸铵的选择：
根据检测数据及实验数据故硫氰酸铵的选择是：新工艺提供的产品原料：
①不经过烘干的新工艺硫氰酸铵 分子式：NH4SCN进行实验验证
②经过烘干以后的新工艺硫氰酸铵分子式：NH4SCN进行实验验证
C、二甲苯：分子式：C6H4(CH3)2 车间现有的回收套用的二甲苯
工艺路线的选择：
第一条工艺路线及实验验证数据如下：基本跟现有车间工艺相同：首先将硫氰酸铵及甲基肼投入四口瓶中，后采水析晶后加入二甲苯然后脱净水最后加水精制。
①实验验证数据如下：新工艺没有经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼：
②实验验证数据如下：新工艺经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼
③实验结论：本工艺得到硫脲收率在92.6-94.3％波动，小试数据在188.6-189.5g之间波动收率计算(188.3/200.86-189.5/200.86)。本工艺存在的短板与缺陷为：1、无论何时加入二甲苯都会不可避免的造成釜内温度的迅速下降(下降到50℃左右中断反应，影响硫脲质量与收率)；2、根据相似相溶原理二甲苯与水是非均相体系，在投入二甲苯时，会改变物料体系的溶解度，使得没有反应的原料或者还没反应成硫脲，特别是硫氰酸铵会从水中析出来，影响反应，收率低，杂质多。
第二条工艺路线及实验验证数据如下：首先将硫氰酸铵及甲基肼投入反应瓶中，后采水析晶后滴加二甲苯，然后脱净水后加水精制。
①实验数据如下：新工艺没有经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼
②实验验证数据如下：新工艺经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼
③实验结论：本工艺得到硫脲收率在93.9-94.4％波动。小试数据在平均188.6-189.6g之间波动收率计算(188.6/200.86-189.6/200.86)。本工艺存在的短板与缺陷为：高温滴加二甲苯会因为滴加时候瞬间蒸发造成大量二甲苯的损失，所以只好在降温滴加，虽然没有改变体系的溶解度但是因为反应温度的降低，影响物料反应(下降到50℃左右中断反应影响质量与收率)。
第三条工艺路线及实验验证数据如下：首先将二甲苯、硫氰酸铵及甲基肼一起投入反应瓶中，后采水一直到脱净水、分离出二甲苯，最后产品单独加水精制。
①实验数据如下：新工艺没有经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼
②实验验证数据如下：新工艺经过烘干的硫氰酸铵；甲基肼
③实验结论：本工艺得到硫脲收率在94.84-95.40％波动。小试数据在平均188.6-189.6g之间波动收率计算(190.5/200.86-191.6/200.86)。本工艺存在的短板与缺陷为：成品硫脲的晶形不稳定，经常出现小球形状(检测熔点164℃左右)；本工艺的优点：反应温度均衡，没有降温、改变体系溶解度的现象发生，收率高。
结论：从以上工艺路线的实验室数据分析：最终的工艺路线是：1、二甲苯(500ml)硫氰酸铵(未烘干的158g、烘干后的155g)，甲基肼为220g，一次全部投入；2、采出水的速度为10ml左右，完成一批为12h左右时间；3、降温40℃以下抽滤出粗品；4、加入300ml水进行精制并且将釜内剩余的二甲苯分离出去，釜温升值到102-103℃然后降温；5、降温至28℃以后抽滤得到成品；6、烘干两个小时(烘干温度为105℃)。
注意事项：1、甲基肼CH3-NH-NH2的含量、质量变化的周期很重要；
2、搅拌的转速合理控制，使得釜内的物料尽量减少沾壁现象；
3、验证烘干的硫氰酸铵及未烘干的硫氰酸铵的数据情况。
三嗪环一步合成硫脲验证三嗪环的数据如下：
根据实验室验证硫脲的质量数：一般68-70g为正常，现在为69-72g为正常。
| 批次 | 硫脲质量 | 熔点 | 水分 | 白度 | 纯度 | 单一杂质 | 结论 |
| 1 | 70.52g | 248.5-248.6℃ | 0.26％ | 89.1 | 99.64％ | 0.0880％ | 合格 |
| 2 | 70.85g | 247.4-247.5℃ | 0.25％ | 88.1 | 99.73％ | 0.0510％ | 合格 |
| 3 | 71.0g | 248.0-248.2℃ | 0.28％ | 88.0 | 99.63％ | 0.0921％ | 合格 |
| 4 | 69.5g | 248.6-248.8℃ | 0.29％ | 86.2 | 99.64％ | 0.0961％ | 不合格 |
| 5 | 70.2g | 248.3-248.5℃ | 0.26％ | 90.4 | 99.70％ | 0.075％ | 合格 |
| 6 | 71.0g | 248.0-248.2℃ | 0.24 | 80.7 | 99.64％ | 0.066％ | 合格 |
结论：从以上数据分析：在保证三嗪环一步合成硫脲一次收率95-95.5％的前提下，质量达到车间现有标准。
废水处理及废水检测数据及分析：
废水检测的指标及分析数据
处理结论：每批含固体量为：16g(占废水总量的4.4％)-------用于回收硫脲。
蒸出水：循环套用，无废水产生。
Claims (3)
1.一种甲基氨基硫脲的合成方法，其特征在于，步骤如下：
按一定比例向四口瓶内加入甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯，微负压升温，85-87℃开始回流，全回流3h，然后10:1采水，采出2-3h后瓶内析出晶体，继续升温采水，至顶温113℃停止采出，降温至80℃加200mL水，搅拌降温至30℃抽滤，抽滤后烘干，母液进行溶剂回收重复利用。
2.如权利要求1所述的甲基氨基硫脲的合成方法，其特征在于，所述甲基肼、硫氰酸铵、二甲苯的质量比为1:1.05:2。
3.如权利要求1所述的甲基氨基硫脲的合成方法，其特征在于，所述负压为-0.05MPa。
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|---|---|---|---|---|
| CN105884668A (zh) * | 2016-04-22 | 2016-08-24 | 山东汇海医药化工有限公司 | 一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法 |
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