CN111100017A - 一种药用级乙二胺的精制方法 - Google Patents

一种药用级乙二胺的精制方法 Download PDF

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Abstract

本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种药用级乙二胺的精制方法。本发明提供的药用级乙二胺的精制方法，采用常压精馏、冷冻结晶相结合的方式进行精制，可将乙二胺中的杂质低于1‰，产品质量符合医药级乙二胺的标准要求，且该方法具有操作简单、能耗少，易于实现工业化生产等优点。

Description

一种药用级乙二胺的精制方法
技术领域
本发明属于节能环保技术领域，具体涉及一种药用级乙二胺的精制方法。
背景技术
乙二胺，英文通用名Ethylenediamine(分子结构式C2H8N2)，纯品为无色或微黄色澄明液体，具有氨的刺激性臭味。乙二胺的应用广泛，可用作电化学、分析化学中的溶剂，可精制汽油添加剂、润滑剂、鱼油、矿物油和醇，也用作纤维脘和蛋白脘等的溶剂，还可用作环氧树脂固化剂和医药、农药、染料、纺织品整理剂、金属螯合剂、防腐剂、离子交换树脂、胶乳稳定剂、橡胶硫化促进剂、防冻液等的制造原料。
工业上合成乙二胺的方法主要有二氯乙烷法(EDC)、乙醇胺法(MEA)。其中EDC法生产出的乙二胺质量较差，且该化学反应不仅会腐蚀仪器设备，而且会产生三废污染，而MEA法生产乙二胺的工艺清洁，且生产的乙二胺质量好，是很有发展潜力的一种乙二胺制备方法。但是MEA法生产的乙二胺粗品中含有氨、水、多乙烯多胺、哌嗪及其他环状副产物等杂质，需要进行精制处理。当前精制乙二胺的方法主要有共沸精馏法和萃取精馏法。
美国专利文献US3454645公开了一种含水乙二胺的提纯方法，该方法采用萃取精馏方法，将浓度为77％的含水乙二胺，以510g/h的流量加入萃取塔底，并将浓度48％的氢氧化钠溶液，以625g/h的流量加入萃取塔塔顶，通过循环萃取的方式进行精制，但该方法提纯后的乙二胺纯度不高。
中国专利文献CN201910446636.1用工业乙二胺盐酸盐为原料，加热熔融后，以固体氢氧化钠作为中和剂，经过隔水反应，再通过常压蒸馏得到乙二胺。然后对乙二胺产品通过分子筛、无水硫酸镁或氢氧化钠固体进行吸附脱水纯化，最终制得的产品纯度可高达99％，但是该方法会加入吸附剂，无法完全去除吸附剂的残留。
对于乙二胺的精制，现有技术普遍存在操作能耗大，不易于工业化生产，操作时间长，提纯质量不好等缺点。
发明内容
本发明的目的在于提供一种药用级乙二胺的精制方法，该方法可以极大地减少设备投资，且能耗低，操作简单，花费时间少，易于实现产业化生产，同时结晶产率高，产品纯度高。
本发明提供了一种药用级乙二胺的精制方法，包括如下步骤：
S1.常压精馏：取工业乙二胺投入高效填料精馏釜中，避光下加热回流，得到精馏后的乙二胺；
S2.晶种制备：取精馏后的乙二胺溶液，冷冻结晶得到晶种；
S3.程序降温：取精馏后的乙二胺溶液进行第一次降温，接着加入晶种后进行第二次降温，得到乙二胺晶体；
S4.脱水：取乙二胺晶体置于低温冷却液循环泵中，真空抽滤，得到精制乙二胺晶体；
S5.熔化：取精制乙二胺晶体，水浴熔化，得到药用级乙二胺。
进一步地，所述工业乙二胺是采用乙醇胺法制备的。
进一步地，所述步骤S1中的加热回流时间为0.5～5h，回流比为0.5～3。
进一步地，所述步骤S2中的冷冻结晶的温度为-2℃，冷冻结晶的时间为3～4h。
进一步地，所述步骤S3中的第一次降温的温度为0℃，保持时间为2～3h。
进一步地，所述步骤S3中的第二次降温的温度为-2℃，保持时间为2～3h。
进一步地，所述步骤S3中晶种的温度为0℃。
进一步地，所述步骤S4中真空抽滤的温度为0℃。
进一步地，所述步骤S5中水浴熔化时的温度为30～35℃。
在本发明中，采用精馏和程序降温冷冻结晶相结合的方式，有效去除乙二胺中水、哌嗪及其他环状物、多乙烯多胺等杂质，制得了药用级乙二胺。
与现有技术相比，本发明提供的技术方案，具有以下有益效果：
(1)本发明提供的药用级乙二胺的精制方法可有效去除乙醇胺法制备的乙二胺粗品中的水、哌嗪及其他环状物、多乙烯多胺、氨、铁、重金属等杂质，得到的药用级乙二胺的杂质含量低于1‰，符合药用乙二胺的质量标准。
(2)本发明提供的药用级乙二胺的精制方法得到的乙二胺结晶的产率高达50％，结晶效率高，生产周期短。
(3)本发明提供的药用级乙二胺的精制方法设备简单、操作方便、省时省力、节能环保，易于实现产业化生产。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步解释，但是应当注意的是，以下实施例仅用以解释本发明，而不能用来限制本发明，所有与本发明相同或相近的技术方案均在本发明的保护范围之内。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段，所用原料为市售商品。
实施例1、一种药用级乙二胺的精制方法
所述药用级乙二胺的精制方法，包括如下步骤：
S1、常压精馏：将乙二胺粗品投入50L高效填料精馏釜中，避光下开启加热回流，加热回流0.5h，回流比控制在0.5，即1:2(回1出2)，精馏时接前馏分1L舍去，开始接成品，得精制乙二胺；
S2、晶种制备：取S1步精馏后的乙二胺溶液100ml放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻3h，得到晶种；
S3、程序降温：先将精馏后的乙二胺溶液50L放入冰柜降温至0℃时保持3h，加入S2晶种，-2℃保持3h，获得乙二胺晶体；
S4、脱水：将步骤S3所得冷冻的结晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S5、熔化：将步骤S4所得乙二胺晶体进行35℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
实施例2、一种药用级乙二胺的精制方法
所述药用级乙二胺的精制方法，包括如下步骤：
S1、常压精馏：将乙二胺粗品投入50L高效填料精馏釜中，避光下开启加热回流，加热回流1h，回流比控制在0.5，即1:2(回1出2)，精馏时接前馏分1L舍去，开始接成品，得精制乙二胺；
S2、晶种制备：取S1步精馏后的乙二胺溶液100ml放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻3.5h，得到晶种；
S3、程序降温：先将精馏后的乙二胺溶液50L放入冰柜降温至0℃时保持2.5h，加入S2晶种，-2℃保持2.5h，获得乙二胺晶体；
S4、脱水：将步骤S3所得冷冻的结晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S5、熔化：将步骤S4所得乙二胺晶体进行30℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
实施例3、一种药用级乙二胺的精制方法
所述药用级乙二胺的精制方法，包括如下步骤：
S1、常压精馏：将乙二胺粗品投入50L高效填料精馏釜中，避光下开启加热回流，加热回流1h，回流比控制在0.5，即1:2(回1出2)，精馏时接前馏分1L舍去，开始接成品，得精制乙二胺；
S2、晶种制备：取S1步精馏后的乙二胺溶液100ml放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻4h，得到晶种；
S3、程序降温：先将精馏后的乙二胺溶液50L放入冰柜降温至0℃时保持2h，加入S2晶种，-2℃保持2h，获得乙二胺晶体；
S4、脱水：将步骤S3所得冷冻的结晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S5、熔化：将步骤S4所得乙二胺晶体进行30℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
对比例1、一种药用级乙二胺的精制方法
与实施例2的制备方法相同，区别在于，不进行程序降温步骤，具体操作步骤如下：
S1、常压精馏：将乙二胺粗品投入50L高效填料精馏釜中，避光下开启加热回流，加热回流1h，回流比控制在0.5，即1:2(回1出2)，精馏时接前馏分1L舍去，开始接成品，得精制乙二胺；
S2、晶种制备：取S1步精制乙二胺50L放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻3.5h，制备乙二胺晶体；
S3、脱水：将步骤S2所得冷冻的乙二胺晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S4、熔化：将步骤S3所得乙二胺晶体进行30℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
对比例2、一种药用级乙二胺的精制方法
与实施例2的制备方法相同，区别在于，不进行常压精馏步骤，直接取乙二胺粗品进行程序降温，具体操作步骤如下；
S1、晶种制备：取乙二胺粗品100ml放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻3.5h，得到晶种；
S2、程序降温：先将乙二胺粗品50L放入冰柜降温至0℃时保持2.5h，加入S2晶种，-2℃保持2.5h，获得乙二胺晶体；
S3、脱水：将步骤S2所得冷冻的结晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S4、熔化：将步骤S3所得乙二胺晶体进行30℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
对比例3、一种药用级乙二胺的精制方法
与实施例2的制备方法相同，区别在于，步骤S2中不进行二次降温，具体操作步骤如下：
S1、常压精馏：将乙二胺粗品投入50L高效填料精馏釜中，避光下开启加热回流，加热回流1h，回流比控制在0.5，即1:2(回1出2)，精馏时接前馏分1L舍去，开始接成品，得精制乙二胺；
S2、晶种制备：取S1步精馏后的乙二胺溶液100ml放入玻璃烧杯，调节冷冻机温度至-2℃，冷冻3.5h，得到晶种；
S3、程序降温：先将精馏后的乙二胺溶液50L放入冰柜加入S2晶种，降温至-2℃保持5h，获得乙二胺晶体；
S4、脱水：将步骤S3所得冷冻的结晶体放入低温冷却液循环泵中，降温至0℃时，置于布氏漏斗中进行真空抽滤，待漏斗底部无液体滴落，停止抽滤，倒出晶体即可，得精制乙二胺晶体；
S5、熔化：将步骤S4所得乙二胺晶体进行30℃水浴熔化，即得药用级乙二胺。
试验例一、提纯效果的测定
将制得的乙二胺样品参考《中华人民共和国医药行业标准YY 0208-95药用辅料乙二胺》的方法检验其质量。测试结果如下表所示。
表1
样品 乙二胺含量/％ 铁/％ 重金属/％ 液体的颜色
工业乙二胺 98％ 0.05 0.001 黄色10号
实施例1 99.9444±0.0015 0.0002 0.0002 无色
实施例2 99.9667±0.0013 0.0001 0.0001 无色
实施例3 99.9228±0.0021 0.0001 0.0001 无色
对比例1 98.7285±0.0042 0.0007 0.0015 黄色4号
对比例2 98.8547±0.0042 0.0009 0.0016 黄色5号
对比例3 99.3415±0.0034 0.0004 0.0013 黄色4号
从表中可知，实施例1-3的各项指标尤其是乙二胺的含量明显高于对比例1-3，乙二胺含量＞99.9％，杂质含量低于1‰，得到的乙二胺为无色，纯度高，符合药用乙二胺的标准要求。
试验例二、乙二胺产率测定
测量得到的乙二胺的体积计算产率，即最终得到的乙二胺的体积占初始乙二胺体积的百分比。实验结果如下表所示。
表2
样品 产率/％
实施例1 52.14
实施例2 55.42
实施例3 50.32
对比例1 32.39
对比例2 39.15
对比例3 45.23
从表中可知，实施例1-3产率明显高于对比例1-3，通过精馏和冷冻结晶相结合的方式能提高乙二胺的产量。
本行业的技术人员应该了解，上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (9)

1.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1.常压精馏：取工业乙二胺投入高效填料精馏釜中，避光下加热回流，得到精馏后的乙二胺；
S2.晶种制备：取精馏后的乙二胺溶液，冷冻结晶得到晶种；
S3.程序降温：取精馏后的乙二胺溶液进行第一次降温，接着加入晶种后进行第二次降温，得到乙二胺晶体；
S4.脱水：取乙二胺晶体置于低温冷却液循环泵中，真空抽滤，得到精制乙二胺晶体；
S5.熔化：取精制乙二胺晶体，水浴熔化，得到药用级乙二胺。
2.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述工业乙二胺是采用乙醇胺法制备的。
3.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S1中的加热回流时间为0.5～5h，回流比为0.5～3。
4.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S2中的冷冻结晶的温度为-2℃，冷冻结晶的时间为3～4h。
5.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S3中的第一次降温的温度为0℃，保持时间为2～3h。
6.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S3中的第二次降温的温度为-2℃，保持时间为2～3h。
7.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S3中晶种的温度为0℃。
8.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S4中真空抽滤的温度为0℃。
9.根据权利要求1所述的药用级乙二胺的精制方法，其特征在于，所述步骤S5中水浴熔化时的温度为30～35℃。
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