CN110655489A - 一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法 - Google Patents

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张燕燕
杨红军
王本超
王骏
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    • C07D213/78Carbon atoms having three bonds to hetero atoms, with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals
    • C07D213/84Nitriles

Abstract

本发明提供了一种挥发再结晶纯化4‑氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:(1)4‑氰基吡啶熔融:在常压下,将4‑氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度,将结晶熔融;(2)挥发:控制反应器温度稳定,利用4‑氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4‑氰基吡啶挥发;(3)再结晶:挥发形成的4‑氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度,在结晶器壁上形成4‑氰基吡啶结晶;(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4‑氰基吡啶成品,促进再结晶过程。本发明采用提纯4‑氰基吡啶的方法,其生产工艺简单,对设备要求低;制得4‑氰基吡啶步骤少、整体产率、纯度高,无任何副产物污染物,原料利用率超过90%。

Description

一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法
技术领域
本发明涉及4-氰基吡啶生产技术领域,一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法。
背景技术
4-氰基吡啶,分子式为C6H4N2,分子量为104.11,是一种白色至淡黄色针状晶体,具特征性气味。溶于乙醇、乙醚和苯。主要用途是用于是医药、农药中间体产品。4-氰基吡啶主要来源于烷基吡啶的氨氧化合成,但是使用烷基吡啶合成4-氰基吡啶通常会伴有3-氰基吡啶生成,为了获得所需的高纯度中间体原料,必须对4-氰基吡啶粗品分离精制。
目前工业分离多采用减压精馏的方法分离提纯4-氰基吡啶,3-氰基吡啶和4-氰基吡啶均是易升华物质,且混合物中存在少量的副产物反丁烯二腈,精馏分离过程中反丁烯二腈很容易发生聚合反应,容易堵塞精馏装置设备而影响其正常运行,导致工业生产中4-氰基吡啶的分离效果差强人意,且操作运行成本高。
基于经济成本考虑,生产企业通常将含4-氰基吡啶的3/4-氰基吡啶同系混合物当废弃物处理,或者直接作为化工废料焚烧处理,导致氰基吡啶同系混合物的回收利用率低下,造成极大的浪费和环境污染。
发明内容
本发明目的是为了弥补已有技术缺陷,提供一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,实现对4-氰基吡啶的分离提纯,提高了4-氰基吡啶的产率。
为实现上述目的,本发明通过以下方案予以实现:
本发明提供了一种挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
优选地,步骤(1)中4-氰基吡啶粗品4-氰基吡啶的质量浓度为96.5~98.5%。
优选地,步骤(1)中熔融温度为80-90℃。
优选地,步骤(2)中挥发温度为75~90℃。
优选地,步骤(3)中结晶器壁温度为5~25℃。
优选地,步骤(4)中4-氰基吡啶成品4-氰基吡啶质量浓度>99.5%。
本发明的有益效果是:
(1)本发明提纯4-氰基吡啶的方法,其生产工艺简单,对设备要求低。通过提高比表面积,可以有效提高挥发效率,通过控制结晶器温度,则可以有效提高结晶的速率与晶形。
(2)本发明是提纯4-氰基吡啶的方法,制得4-氰基吡啶步骤少、整体产率、纯度高,无任何副产物污染物,原料利用率超过90%。
附图说明
图1为本发明实施例1中4-氰基吡啶成品的气相色谱图;
图2为本发明实施例2中4-氰基吡啶成品的气相色谱图;
图3为本发明实施例3中4-氰基吡啶成品的气相色谱图;
图4为本发明实施例4中4-氰基吡啶成品的气相色谱图;
图5为本发明实施例5中4-氰基吡啶成品的气相色谱图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例,对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶质量浓度为96.5%的4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度为82.0℃,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,在80℃条件下,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度在15℃,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
采用实施例1中的方法提纯4-氰基吡啶,得到的4-氰基吡啶成品一次收率为59.3%,成品4-氰基吡啶质量浓度为99.54%,成品的气相色谱图如图1所示。
实施例2
一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶质量浓度为96.8%的4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度为85.0℃,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,在75℃条件下,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度在25℃,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
得到的4-氰基吡啶成品一次收率为30.8%,成品4-氰基吡啶质量浓度为99.18%,成品的气相色谱图如图2所示。
实施例3
一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶质量浓度为96.8%的4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度为85.0℃,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,在90℃条件下,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度在5℃,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
得到的4-氰基吡啶成品一次收率为68.3%,成品4-氰基吡啶质量浓度为99.91%,成品的气相色谱图如图3所示。
实施例4
一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶质量浓度为96.8%的4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度为85.0℃,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,在100℃条件下,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度在5℃,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
得到的4-氰基吡啶成品一次收率为69.1%,成品4-氰基吡啶质量浓度为98.56%,成品的气相色谱图如图4所示。
实施例5
一种挥发再结晶提纯4-氰基吡啶的方法,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶质量浓度为97.2%的4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度为85.0℃,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,在85℃条件下,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度在10℃,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
得到的4-氰基吡啶成品一次收率为61.1%,成品4-氰基吡啶质量浓度为99.93%,成品的气相色谱图如图5所示。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
(1)4-氰基吡啶熔融:在常压下,将4-氰基吡啶粗品加入反应器,控制反应器温度,将结晶熔融;
(2)挥发:控制反应器温度稳定,利用4-氰基吡啶饱和蒸气压与杂质的差异,使4-氰基吡啶挥发;
(3)再结晶:挥发形成的4-氰基吡啶蒸汽进入结晶器,控制结晶器壁温度,在结晶器壁上形成4-氰基吡啶结晶;
(4)提取:在再结晶期间,通过刮刀及时刮取结晶器壁上的结晶,得到4-氰基吡啶成品,促进再结晶过程。
2.根据权利要求1所述的挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,所述步骤(1)中4-氰基吡啶粗品4-氰基吡啶的质量浓度为96.5~98.5%。
3.根据权利要求1所述的挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,所述步骤(1)中熔融温度为80~90℃。
4.根据权利要求1所述的挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,所述步骤(2)中挥发温度为75~90℃。
5.根据权利要求1所述的挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,所述步骤(3)中结晶器壁温度为5~25℃。
6.根据权利要求1所述的挥发再结晶纯化4-氰基吡啶的方法,其特征在于,所述步骤(4)中4-氰基吡啶成品4-氰基吡啶质量浓度>99.5%。
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