CN110590585A - 一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无溶剂氢化制备苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）的工艺，属于化工领域。本发明一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，包括如下步骤：（1）将对硝基苯甲酸乙酯加热，所述加热温度为大于100℃，并保持1小时以上；（2）加入催化剂和经过步骤（1）处理的对硝基苯甲酸乙酯；（3）在无溶剂的情况下，通入氢气，直至反应不吸氢后，经过后处理得到产品。
Description
技术领域
本发明涉及一种无溶剂氢化制备苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）的工艺，属于化工领域。
背景技术
苯佐卡因（Benzocaine）是对氨基苯甲酸乙酯的别称，作为紫外线吸收剂，主要用于防晒类和晒黑类化妆品，对光和空气的化学性稳定，对皮肤安全，还具有在皮肤上成膜的能力，能有效地吸收U．V．B区域280-320μm 中波光线区域的紫外线，添加量通常为4%左右。同时为局部麻醉药，作用于皮肤、黏膜的神经组织，阻断神经冲动的传导，使各种感觉暂时丧失，麻痹感觉神经末梢而产生止痛、止痒作用，可用于创伤面、溃疡面及痔疮等止痒止痛，使用浓度5%~20%。也用作药物合成和有机合成中间体。
苯佐卡因的通用现有技术是以现有技术对硝基苯甲酸在浓硫酸的催化下与乙醇进行酯化得到对硝基苯甲酸乙酯，以及对硝基苯甲酸乙酯经催化氢化得到苯佐卡因。中国专利文献CN105315168A公开了一种N-（4-乙氧基羰基苯基）-N'-甲基-N'-苯基甲脒中间体（也即苯佐卡因）的绿色制备工艺，该文献主要侧重的是酯化反应，利用回收处理的浓硫酸和乙醇作为反应的物料，既可以降低生产成本，而且能够获得较高的酯化反应收率，尤其是能够避免高盐废水的产生，减少对环境造成的污染，对于催化氢化则未涉及改进。另有专利文献CN108314627A也公开了一种苯佐卡因的绿色制备工艺，侧重的是以一种水作为溶剂的催化氢化反应的苯佐卡因绿色制备工艺，虽然不采用有机溶剂作为溶剂，但是反应过程中仍然有较多废水产生，同时水的用量也会对收率有较大影响。
有鉴于此，申请人为了解决上述方法中现有存在各自不同的问题，专门开发出一种无溶剂氢化制备苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）的工艺，本案由此产生。
发明内容
本发明希望提供一种无溶剂氢化制备苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）的工艺，具体方案如下：
一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，包括如下步骤：
（1）将对硝基苯甲酸乙酯加热，所述加热的温度为大于100℃，并保持1小时以上；
（2）加入催化剂和经过步骤（1）处理的对硝基苯甲酸乙酯；
（3）在无溶剂的情况下，通入氢气，直至反应不吸氢后，经过后处理得到产品。
所述催化剂为雷尼镍催化剂。
所述加热的温度优选120±2℃。
所述后处理具体指：继续保温保压数小时后终止反应，将得到物料压入水中结晶，降温至23-25℃后离心得到母液和湿品，母液用于下一批的结晶用水，湿品真空干燥得到产品。
所述催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比为1:0.005-0.05。
所述催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比为1:0.01-0.02。
所述步骤（3）的反应压强为0.3-0.7MPa。
所述步骤（3）的反应压强为0.3-0.5MPa。
苯佐卡因的熔点在88-90℃，申请人发现100℃以上的温度下苯佐卡因在反应容器内基本会变成熔融状态，在120℃以上的温度下进行氢化反应能顺利进行，同时其选择性和转化率都有提高。
本发明的反应方程式如下：
。
本发明对硝基苯甲酸乙酯在无溶剂的条件下经催化氢化制备得到苯佐卡因（对氨基苯甲酸乙酯）的工艺。在氢化反应过程中不使用溶剂，从而使整个苯佐卡因的制备过程减少了溶剂的挥发和有机废液的排放，也降低了污染。本发明的催化氢化反应不使用溶剂反应，能够获得较好的反应收率和产物纯度，同时降低了生产成本。同时本发明也无需使用浓硫酸等较为危险的化工产品。
具体实施方式
实施例1
将500g对硝基苯甲酸乙酯加入1L高压釜内，控温120℃，保温1h，再加入5g活化的雷尼镍催化剂，加完先用氮气置换三次，再用氢气置换三次，然后搅拌下通氢气至0.4MPa，并在120℃的温度下进行氢化反应，当压力不再下降时，氢化反应结束后，保温4h，排放掉氢气以停止反应。
取样分析得GC分析结果：苯佐卡因纯度为99.98%，对硝基苯甲酸乙酯未检测到，其余为未知组分。将物料经精密过滤器过滤，压入500g水中进行结晶，搅拌至温度将至25℃，离心得湿品，真空干燥12h后，得最终产品418.8g，收率为98.99%。
实施例2
将500g对硝基苯甲酸乙酯加入1L高压釜内，控温120℃，保温1h，再加入7.5g活化的雷尼镍催化剂，加完先用氮气置换三次，再用氢气置换三次，然后搅拌下通氢气至0.4MPa，并在120℃的温度下进行氢化反应，当压力不再下降时，氢化反应结束后，保温4h，排放掉氢气以停止反应。
取样分析得GC分析结果：苯佐卡因纯度为99.97%，对硝基苯甲酸乙酯未检测到，其余为未知组分。将物料经精密过滤器过滤，压入500g水中进行结晶，搅拌至温度将至25℃，离心得湿品，真空干燥12h后，得最终产品419.0g，收率为99.04%。
实施例3,4为放大实验
实施例3（实施例1的放大实验）
放大实验，将20kg对硝基苯甲酸乙酯加入50L高压釜内，控温120℃，保温2h，再加入200g活化的雷尼镍催化剂，加完先用氮气置换三次，再用氢气置换三次，然后搅拌下通氢气至0.4MPa，并在120℃的温度下进行氢化反应，当压力不再下降时，氢化反应结束后，保温4h，排放掉氢气以停止反应。
取样分析得GC分析结果：苯佐卡因纯度为99.97%，对硝基苯甲酸乙酯未检测到，其余为未知组分。将物料经精密过滤器过滤，压入20kg水中进行结晶，搅拌至温度将至25℃，离心得湿品，真空干燥12h后，得最终产品16.77kg，收率为99.1%。
实施例4（实施例2的放大实验）
放大实验，将20kg对硝基苯甲酸乙酯加入50L高压釜内，控温120℃，保温2h，再加入300g活化的雷尼镍催化剂，加完先用氮气置换三次，再用氢气置换三次，然后搅拌下通氢气至0.4MPa，并在120℃的温度下进行氢化反应，当压力不再下降时，氢化反应结束后，保温4h，排放掉氢气以停止反应。
取样分析得GC分析结果：苯佐卡因纯度为99.98%，对硝基苯甲酸乙酯未检测到，其余为未知组分。将物料经精密过滤器过滤，压入20kg水中进行结晶，搅拌至温度将至25℃，离心得湿品，真空干燥12h后，得最终产品16.754kg，收率为99.0%。
实施例5-16（用于研究对硝基苯甲酸乙酯的控温温度对于本发明的影响）
实施例5-19其余均与实施例1相同，对于对硝基苯甲酸乙酯的控温如下表：
实施例17-19（用于研究催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比对于本发明的影响）
实施例17-19其他均与实施例1相同，除了催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比如下表：
实施例20-22（用于研究催化氢化反应压力对于本发明的影响）
实施例20-22其他均与实施例1相同，除了催化氢化反应压力如下表：
上述实施例仅用于解释说明本发明的发明构思，而非对本发明权利保护的限定，凡利用此构思对本发明进行非实质性的改动，均应落入本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于，包括如下步骤：（1）将对硝基苯甲酸乙酯加热，所述加热的温度为大于100℃，并保持1小时以上；
（2）加入催化剂和经过步骤（1）处理的对硝基苯甲酸乙酯；
（3）在无溶剂的情况下，通入氢气，直至反应不吸氢后，经过后处理得到产品。
2.如权利要求1所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述催化剂为雷尼镍催化剂。
3.如权利要求1所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述加热的温度优选120±2℃。
4.如权利要求1所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于，所述后处理具体指：继续保温保压数小时后终止反应，将得到物料压入水中结晶，降温至23-25℃后离心得到母液和湿品，母液用于下一批的结晶用水，湿品真空干燥得到产品。
5.如权利要求1所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比为1:0.005-0.05。
6.如权利要求5所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述催化剂与对硝基苯甲酸乙酯的重量比为1:0.01-0.02。
7.如权利要求1所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述步骤（3）的反应压强为0.3-0.7MPa。
8.如权利要求7所述的一种无溶剂氢化制备苯佐卡因的工艺，其特征在于：所述步骤（3）的反应压强为0.3-0.5MPa。
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