CN111454190A - 一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 - Google Patents
一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111454190A CN111454190A CN202010203511.9A CN202010203511A CN111454190A CN 111454190 A CN111454190 A CN 111454190A CN 202010203511 A CN202010203511 A CN 202010203511A CN 111454190 A CN111454190 A CN 111454190A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- reaction
- molecular sieve
- type molecular
- naa
- sieve membrane
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000012528 membrane Substances 0.000 title claims abstract description 80
- IHLAQQPQKRMGSS-UHFFFAOYSA-N oxiracetam Chemical compound NC(=O)CN1CC(O)CC1=O IHLAQQPQKRMGSS-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 33
- 229960001227 oxiracetam Drugs 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 28
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 title claims abstract description 17
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 83
- 239000002808 molecular sieve Substances 0.000 claims abstract description 52
- URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N sodium aluminosilicate Chemical compound [Na+].[Al+3].[O-][Si]([O-])=O.[O-][Si]([O-])=O URGAHOPLAPQHLN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 52
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 50
- 238000010992 reflux Methods 0.000 claims abstract description 26
- 238000007363 ring formation reaction Methods 0.000 claims abstract description 20
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 20
- UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M Sodium bicarbonate Chemical compound [Na+].OC([O-])=O UIIMBOGNXHQVGW-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 18
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims abstract description 14
- IVLXQGJVBGMLRR-UHFFFAOYSA-N 2-aminoacetic acid;hydron;chloride Chemical compound Cl.NCC(O)=O IVLXQGJVBGMLRR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- AKDAXGMVRMXFOO-UHFFFAOYSA-N 4-chloro-3-hydroxybutanoic acid Chemical compound ClCC(O)CC(O)=O AKDAXGMVRMXFOO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 13
- 229960001269 glycine hydrochloride Drugs 0.000 claims abstract description 13
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims abstract description 11
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims abstract description 11
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 10
- 229910000030 sodium bicarbonate Inorganic materials 0.000 claims abstract description 9
- 235000017557 sodium bicarbonate Nutrition 0.000 claims abstract description 9
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 32
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 19
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims description 18
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 18
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 16
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 16
- 239000008367 deionised water Substances 0.000 claims description 9
- 229910021641 deionized water Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 claims description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 claims description 7
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 6
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 6
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 6
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000000576 coating method Methods 0.000 claims description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 claims description 5
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 230000032683 aging Effects 0.000 claims description 4
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 claims description 4
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 4
- WKNMKGVLOWGGOU-UHFFFAOYSA-N 2-aminoacetamide;hydron;chloride Chemical compound Cl.NCC(N)=O WKNMKGVLOWGGOU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920000742 Cotton Polymers 0.000 claims description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 claims description 3
- 229910052593 corundum Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 3
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 claims description 3
- 229910001845 yogo sapphire Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 2
- 239000010413 mother solution Substances 0.000 claims description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 claims description 2
- 235000019441 ethanol Nutrition 0.000 abstract description 26
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 23
- 238000000926 separation method Methods 0.000 abstract description 11
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 abstract description 6
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 abstract description 5
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 abstract description 4
- 238000004064 recycling Methods 0.000 abstract description 4
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N Acetic acid Chemical compound CC(O)=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 18
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 8
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 6
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 5
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 5
- 238000005886 esterification reaction Methods 0.000 description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 5
- LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N N-Butanol Chemical compound CCCCO LRHPLDYGYMQRHN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 4
- 238000005373 pervaporation Methods 0.000 description 4
- 239000003208 petroleum Substances 0.000 description 4
- LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N Ethylene glycol Chemical compound OCCO LYCAIKOWRPUZTN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N Methanol Chemical compound OC OKKJLVBELUTLKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N Pyrrolidine Chemical compound C1CCNC1 RWRDLPDLKQPQOW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000004128 high performance liquid chromatography Methods 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000007858 starting material Substances 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N Glycine Chemical compound NCC(O)=O DHMQDGOQFOQNFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- GMZVRMREEHBGGF-UHFFFAOYSA-N Piracetam Chemical compound NC(=O)CN1CCCC1=O GMZVRMREEHBGGF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N alumanylidynesilicon Chemical compound [Al].[Si] CSDREXVUYHZDNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 208000029028 brain injury Diseases 0.000 description 2
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N cyclohexanone Chemical compound O=C1CCCCC1 JHIVVAPYMSGYDF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 2
- 229940079593 drug Drugs 0.000 description 2
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 2
- 229960004526 piracetam Drugs 0.000 description 2
- KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L succinate(2-) Chemical compound [O-]C(=O)CCC([O-])=O KDYFGRWQOYBRFD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 2
- NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 1,2-bis(ethenyl)benzene;1-ethenyl-2-ethylbenzene;styrene Chemical compound C=CC1=CC=CC=C1.CCC1=CC=CC=C1C=C.C=CC1=CC=CC=C1C=C NWUYHJFMYQTDRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XBZXYILFISUTDL-UHFFFAOYSA-N 2-(4-hydroxy-2-oxopyrrolidin-1-yl)ethyl acetate Chemical compound CC(=O)OCCN1CC(O)CC1=O XBZXYILFISUTDL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 4-chloro-3-hydroxybutyric acid ester Chemical class 0.000 description 1
- QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M Acetate Chemical compound CC([O-])=O QTBSBXVTEAMEQO-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 206010067484 Adverse reaction Diseases 0.000 description 1
- 208000024827 Alzheimer disease Diseases 0.000 description 1
- 208000000044 Amnesia Diseases 0.000 description 1
- 208000031091 Amnestic disease Diseases 0.000 description 1
- WJESLEZBHRKEBO-ONEGZZNKSA-N COC(/C=C(/C(=O)Cl)\C)=O Chemical compound COC(/C=C(/C(=O)Cl)\C)=O WJESLEZBHRKEBO-ONEGZZNKSA-N 0.000 description 1
- 239000004471 Glycine Substances 0.000 description 1
- 206010039966 Senile dementia Diseases 0.000 description 1
- 201000004810 Vascular dementia Diseases 0.000 description 1
- VFTCEPBUNAKJHC-UHFFFAOYSA-N [acetyloxy(ethyl)amino] acetate Chemical compound CC(=O)ON(CC)OC(C)=O VFTCEPBUNAKJHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006838 adverse reaction Effects 0.000 description 1
- 230000006986 amnesia Effects 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 210000004556 brain Anatomy 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 239000003729 cation exchange resin Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical class OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006482 condensation reaction Methods 0.000 description 1
- 208000012839 conversion disease Diseases 0.000 description 1
- 230000007812 deficiency Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- WASQWSOJHCZDFK-UHFFFAOYSA-N diketene Chemical compound C=C1CC(=O)O1 WASQWSOJHCZDFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000857 drug effect Effects 0.000 description 1
- KWFADUNOPOSMIJ-UHFFFAOYSA-N ethyl 3-chloro-3-oxopropanoate Chemical compound CCOC(=O)CC(Cl)=O KWFADUNOPOSMIJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 229960002449 glycine Drugs 0.000 description 1
- 150000002332 glycine derivatives Chemical class 0.000 description 1
- 230000003301 hydrolyzing effect Effects 0.000 description 1
- 238000001027 hydrothermal synthesis Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000004060 metabolic process Effects 0.000 description 1
- 150000004702 methyl esters Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 210000005036 nerve Anatomy 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 239000003960 organic solvent Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 1
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N sulfuric acid Substances OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07D—HETEROCYCLIC COMPOUNDS
- C07D207/00—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom
- C07D207/02—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom
- C07D207/18—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member
- C07D207/22—Heterocyclic compounds containing five-membered rings not condensed with other rings, with one nitrogen atom as the only ring hetero atom with only hydrogen or carbon atoms directly attached to the ring nitrogen atom having one double bond between ring members or between a ring member and a non-ring member with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to ring carbon atoms
- C07D207/24—Oxygen or sulfur atoms
- C07D207/26—2-Pyrrolidones
- C07D207/273—2-Pyrrolidones with hetero atoms or with carbon atoms having three bonds to hetero atoms with at the most one bond to halogen, e.g. ester or nitrile radicals, directly attached to other ring carbon atoms
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J19/00—Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
- B01J19/18—Stationary reactors having moving elements inside
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B39/00—Compounds having molecular sieve and base-exchange properties, e.g. crystalline zeolites; Their preparation; After-treatment, e.g. ion-exchange or dealumination
- C01B39/02—Crystalline aluminosilicate zeolites; Isomorphous compounds thereof; Direct preparation thereof; Preparation thereof starting from a reaction mixture containing a crystalline zeolite of another type, or from preformed reactants; After-treatment thereof
- C01B39/14—Type A
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明公开了一种采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法。该方法采用制备的NaA型分子筛膜通过蒸汽渗透技术与环合反应耦合制备奥拉西坦，包括向反应瓶中加入无水乙醇，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐以及碳酸氢钠，升温至回流；开始向反应液中滴加4‑氯‑3‑羟基丁酸酯，继续回流搅拌，待回流稳定，将步骤NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空进行反应，反应结束得到反应产物。本发明方法降低了环合反应所需要的能耗和对反应设备的要求，提高产品的收率和分离过程中的纯度，实现乙醇回用，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明属于生物医药的技术领域，涉及一种合成奥拉西坦的方法，特别涉及一种采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法。
背景技术
奥拉西坦，英文名Oxiracetam，化学名为4-羟基-2-氧代吡咯烷-N-乙酰胺；2-(4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷基)乙酰胺，该化合物可以从甲醇中得白色微结晶性粉末，熔点165～168℃。1974年由意大利史克比切姆公司首次合成，并于1987年在意大利上市，商品名Neuromet，是新一代脑代谢改善药，临床主要用于治疗脑损伤及其引起的神经功能缺失、健忘症、老年痴呆症、血管性痴呆等；奥拉西坦属于吡拉西坦类药物，药效优于吡拉西坦，且耐受性好，不良反应较少。
目前，合成奥拉西坦的方法已有不少报道，主要有以下四种方法：①以亚胺二乙酸乙酯为起始原料，与2-乙氧羰基乙酰氯酰化后再经环合、水解、还原得到2-(4-羟基-2-氧代吡咯烷-1-基)乙酸乙酯，最后氨解得到产品(PifferiG，Pinza M.Pyrrolidinederivatives:US，4118396[P].1978-10-03.)；②以双乙烯酮为起始原料，经氯化、酯化得(E)-4-氯-3-甲基氧-2-丁烯酸甲酯，再与甘氨酸环合、酯化得4-甲氧基-吡咯啉-2-酮-1-乙酸甲酯，最后经氨化、还原制得产品(杨华铮，宋洪海.合成奥拉西坦的改进方法[P].中国，CN200710059625.5.)；③以4-氯-3-羟基丁酸酯为原料，与甘氨酰胺盐酸盐直接环合制得产品(张燕梅，卢丽霞，罗艳，等.正交试验法优化奥拉西坦的合成工艺条件[J].广东药学院学报，2014，30(2)：153-155.)；④以4-氯乙酰乙酸酯为原料，经还原、环合反应制得产品(金晓峰，江天驰，孙亮.奥拉西坦的合成工艺改进[J].化学工程与装备，2010，(12)：57-58.)。
上述③方法，方法步骤较简单，比较适合工业生产。在反应过程中会使用大量的无水乙醇，在反应过程中有两个作用：溶解作用。原料4-氯-3-羟基丁酸酯不溶于水，但可以溶解于乙醇之中，有利于反应进行；析晶脱水作用。在反应后期，会生成不溶于乙醇的黄色胶状的奥拉西坦粗品，乙醇不断蒸发回流，使产品不断结晶析出，并且乙醇还将产品生成以及附着在产品的水带走，起到了一定的脱水作用。反应后的乙醇由于含水量偏高，不能直接回用，必须进行回收处理或者采购新的无水乙醇才能满足工艺需要，这无疑增加了巨大的生产成本。
近年来，分子筛膜的制备和应用研究在国际上得到了高速发展，分子筛膜研究成为膜科学与技术的研究热点与前沿。分子筛膜由于表面特性的可调性和孔道结构的多样性，在有机溶剂脱水、气体分离、异构体分离以及催化反应等领域有广泛的应用。渗透汽化/蒸汽渗透是在混合物中某组分蒸气压推动下，利用组分通过膜的吸附、溶解和扩散速率的不同来实现分离的过程。渗透汽化/蒸汽渗透技术作为一种新型的膜分离技术，具有一次分离度高、操作简单、无污染、低能耗的特点。将膜分离与化学反应耦合可以有效提高平衡限制反应的收率。周汉等利用微波辅助水热合成法制备了高性能的a&b取向的T型分子筛膜，并用于乙酸与正丁醇的渗透汽化耦合反应，反应转化率可以达到100％(周汉,李砚硕,朱广奇,et al.微波合成a&b取向的T型分子筛膜及其在渗透汽化耦合酯化反应中的应用[J].催化学报,2008,29(7):592-594.)。安顺永等考察了在T型分子筛膜反应器中H-β分子筛催化的环己酮与乙二醇缩合反应(安顺永,张飞,桂田,等.分子筛膜反应器中环己酮与乙二醇缩合反应的合成优化与反应动力学(英文)[J].石油学报(石油加工),2014(3):27.)。周荣飞等将高通量MOR型分子筛膜用于Zr(SO4)2/H-β催化的乙酸与乙醇酯化反应，打破了乙酸酯化反应的化学平衡，由于生成的水可通过膜分离移出反应体系，反应12h后乙酸几乎完全转化(周荣飞,张朋,安顺永,等.高通量MOR型分子筛膜的制备及在乙酸酯化反应中的应用[J].石油学报(石油加工),2013,29(2):261-268.)。周荣飞等采用强酸性阳离子交换树脂作为催化剂，在耐酸性MOR型分子筛膜反应器中合成了丁二酸酯(周荣飞,张友军,张飞,等.MOR型分子筛膜反应器中丁二酸酯化反应研究[J].现代化工,2013(8):90-93.)。朱美华等采用醋酸过量的酯化反应原液，以浓硫酸为催化剂，将耐酸性MOR型分子筛膜充分与反应原液接触，在反应中提高了乙醇和丁醇的转化率(朱美华,陈祥树,冯子俊,等.一种采用耐酸性分子筛膜反应器制备醋酸酯类的方法[P].中国，CN201510788910.5.)。
上述报道中膜反应器多应用于强酸性体系，选择的也是酸稳定性较好、硅铝比较高的分子筛膜。对于中性/碱性体系的乙醇脱水，高硅铝比的分子筛膜的分离因数和水的渗透通量较低，工业应用前景并不好；并且，在上述的反应中，都需要将膜材料浸没在反应液中，而对于奥拉西坦的合成，原料和产物都比较粘稠，如果将膜材料浸没在反应液中会造成不可逆的污染，直接导致膜材料失效。
发明内容
本发明的目的是针对使用4-氯-3-羟基丁酸酯和甘氨酰胺盐酸盐作为原料通过环合反应制备奥拉西坦，产品收率低，分离能耗高以及产生大量含水乙醇无法回用的问题，采用NaA型分子筛膜通过蒸汽渗透技术与环合反应耦合制备奥拉西坦。
本发明是一种采用NaA分子筛膜为膜反应器制备奥拉西坦的方法，该方法采用NaA型分子筛膜作为膜反应器与4-氯-3-羟基丁酸酯和甘氨酰胺盐酸盐作为原料的环合反应耦合制备奥拉西坦的方法，具体步骤为：
向反应瓶中加入无水乙醇，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐以及碳酸氢钠，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯，继续回流搅拌，待回流稳定，将步骤NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空进行反应20-24小时后制得；其中NaA型分子筛膜的膜面积与反应液体积比为0～1cm2/cm3。
本发明技术方案中，优选所述的无水乙醇与甘氨酸盐酸盐摩尔比为15～25，甘氨酸盐酸盐与碳酸氢钠摩尔比为1.5～3，甘氨酸盐酸盐与4-氯-3-羟基丁酸酯摩尔比为1～1.5。
步骤1)的优选反应条件为：真空度为0.02～0.05Mpa，反应温度为80～85℃，反应时间分别为16～28h。
所述的NaA型分子筛膜优选采用如下制备步骤得到：
(1)选用平均粒径大小为400-600nm的NaA分子筛作为晶种，配制成0.1-1g/L晶种溶液，晶种溶液超声震荡2-6h，静置12-48h待用；
(2)将载体管两端密封，在150-200℃下加热2-4h，取出迅速放入晶种溶液中，浸渍10-60s；
(3)将载体管一端堵死，另一端接真空泵抽真空，并同时使用医用脱脂棉擦拭载体表面，使管表面晶种层均匀、平整；继续抽真空，如真空度在0.05-0.08Mpa，则涂晶合格，进行一下步骤；如果真空度小于0.05Mpa，则重复步骤(2)；
(4)将涂晶后载体管放入马弗炉，在150-300℃下煅烧固化1-4h；
(5)将硅源，铝源，氢氧化钠，依次溶解在去离子水中，配制摩尔比为：1.5-2Na2O：2SiO2：Al2O3：100-130H2O的合成母液：具体配制步骤为：向氢氧化钠中加入一定量的去离子水搅拌直至氢氧化钠全部溶解，再在强搅拌下缓慢滴加硅源，滴加完毕后的溶液在室温下陈化16-20h；再将铝源用剩余的去离子水的1/2溶解后滴加到陈化后的溶液中，搅拌陈化2-8h，得到合成母液；
(6)首先将步骤(4)得到涂晶载体，然后垂直放入于不锈钢晶化釜中，再将合成母液缓慢注入晶化釜中，最后将晶化釜密封后置于80-100℃恒温烘箱，晶化合成2-6h；晶化合成结束后，取出合成的膜后先用去离子水将其表面游离的分子筛清洗干净，然后用清水洗涤至中性，在室温下干燥，获得NaA分子筛膜产品；
本发明采用NaA型分子筛膜反应器通过蒸汽渗透技术与环合反应耦合制备奥拉西坦的方法，NaA型分子筛膜硅铝比为1，亲水性最好，在乙醇/水体系中脱水性能最为优异，NaA型分子筛膜反应器在线对环合反应脱水、脱氨，打破了传统反应器中环合反应的平衡，降低了环合反应所需要的能耗和对反应设备的要求，提高反应过程中奥拉西坦产品的收率和分离过程中的纯度，并且控制了反应体系中乙醇的水含量，达到了回用的要求，节约了大量的生产成本；NaA分子筛膜并不需要直接与反应原液接触，应用蒸发渗透技术，膜管置于反应液的上方，将反应中蒸发出的混合气中的H2O以及NH3分离，这样效率更高，也减轻了对膜的污染。
因此，本发明方法与现有技术相比，其操作简单，产品收率高，能耗低和对设备要求低，并且可以在线脱除反应产生的水，使乙醇溶剂达到回用要求，节约了大量的生产成本。
附图说明
图1为NaA型分子筛膜反应器与环合反应耦合制备奥力西坦的工艺流程图；
图中，1为反应器，2为换热器，3为膜反应器，4为真空缓冲罐；
图2为实施例1中乙醇溶剂含水量随时间变化曲线；
图3为实施例2中乙醇溶剂含水量随时间变化曲线；
图4为实施例3中乙醇溶剂含水量随时间变化曲线；
图5为对比例1中乙醇溶剂含水量随时间变化曲线。
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面提供采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法进行详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，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做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。
选用平均粒径大小为600nm的NaA分子筛作为晶种，配置成1g/L晶种溶液，晶种溶液超声震荡4h，静置24h待用；将氧化铝载体管两端密封，在120℃下加热2h，取出迅速放入晶种溶液中，浸渍30s；将载体管一端堵死，另一端接真空泵抽真空，并同时使用医用脱脂棉擦拭载体表面；继续抽真空，真空度为0.08Mpa；将涂晶后载体管放入马弗炉，在200℃下煅烧固化2h；首先将已预涂晶种的载体，然后垂直放入于不锈钢晶化釜中，再将合成液缓慢注入晶化釜中，合成液配比为2Na2O：2SiO2：Al2O3：120H2O，最后将晶化釜密封后置于100℃恒温烘箱，晶化合成4h；晶化合成结束后，取出合成的膜后首先用去离子水将其表面游离的分子筛小心清洗干净，然后用清水洗涤至中性，在室温下干燥，获得NaA分子筛膜产品。
产品收率(％)＝实际奥拉西坦生成质量(g)/理论奥拉西坦生成质量(g)
实施例1
向反应瓶中加入无水乙醇480g，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐55g以及碳酸氢钠85g，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯90g，继续回流搅拌；待回流稳定，将制成NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空，真空度为0.05Mpa，反应温度和反应时间分别为80℃和24h，膜面积与反应液体积比为1cm2/cm3。反应过程中每隔2小时收集乙醇回流液，使用卡尔费休水分分析仪检测其水含量，环合反应结束使用高效液相色谱检测反应产物，并分析计算产品收率。乙醇含水量见附图，产品收率为50.1％。
实施例2
向反应瓶中加入无水乙醇500g，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐60g以及碳酸氢钠90g，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯95g，继续回流搅拌；待回流稳定，将制成NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空，真空度为0.05Mpa，反应温度和反应时间分别为85℃和24h，膜面积与反应液体积比为1cm2/cm3。反应过程中每隔2小时收集乙醇回流液，使用卡尔费休水分分析仪检测其水含量，环合反应结束使用高效液相色谱检测反应产物，并分析计算产品收率。乙醇含水量见附图，产品收率为51.6％。
实施例3
向反应瓶中加入无水乙醇500g，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐55g以及碳酸氢钠85g，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯90g，继续回流搅拌；待回流稳定，将制成NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空，真空度为0.05Mpa，反应温度和反应时间分别为85℃和24h，膜面积与反应液体积比为1cm2/cm3。反应过程中每隔2小时收集乙醇回流液，使用卡尔费休水分分析仪检测其水含量，环合反应结束使用高效液相色谱检测反应产物，并分析计算产品收率。乙醇含水量见附图，产品收率为48.3％。
对比例1
向反应瓶中加入无水乙醇480g，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐55g以及碳酸氢钠85g，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯90g，继续回流搅拌，反应温度和反应时间分别为80℃和24h，产品收率为44.2％。
Claims (4)
1.一种采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法，其特征在于：采用NaA型分子筛膜作为膜反应器与4-氯-3-羟基丁酸酯和甘氨酰胺盐酸盐作为原料的环合反应耦合制备奥拉西坦，具体步骤为：
向反应瓶中加入无水乙醇，在搅拌的状态下加入甘氨酸盐酸盐以及碳酸氢钠，升温至回流；开始向反应液中滴加4-氯-3-羟基丁酸酯，继续回流搅拌，待回流稳定，将步骤NaA型分子筛膜反应器置于反应液上方，与环合反应装置耦合并开启真空进行反应20-30h后制得；其中NaA型分子筛膜的膜面积与反应液体积比为0～1cm2/cm3。
2.根据权利要求1所述的采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法，其特征在于：所述的无水乙醇与甘氨酸盐酸盐摩尔比为15～25，甘氨酸盐酸盐与碳酸氢钠摩尔比为1.5～3，甘氨酸盐酸盐与4-氯-3-羟基丁酸酯摩尔比为1～1.5。
3.根据权利要求1所述的采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法，其特征在于：步骤1)的反应条件为：真空度为0.02～0.05Mpa，反应温度为80～85℃，反应时间分别为16～28h。
4.根据权利要求1所述的采用NaA型分子筛膜反应器合成奥拉西坦的方法，其特征在于：所述的NaA型分子筛膜优选的制备步骤如下：
(1)选用平均粒径大小为400-600nm的NaA分子筛作为晶种，配制成0.1-1g/L晶种溶液，晶种溶液超声震荡2-6h，静置12-48h待用；
(2)将载体管两端密封，在150-200℃下加热2-4h，取出迅速放入晶种溶液中，浸渍10-60s；
(3)将载体管一端堵死，另一端接真空泵抽真空，并同时使用医用脱脂棉擦拭载体表面，使管表面晶种层均匀、平整；继续抽真空，如真空度在0.05-0.08Mpa，则涂晶合格，进行一下步骤；如果真空度小于0.05Mpa，则重复步骤(2)；
(4)将涂晶后载体管放入马弗炉，在150-300℃下煅烧固化1-4h；
(5)将硅源，铝源，氢氧化钠，依次溶解在去离子水中，配制摩尔比为：1.5-2Na2O：2SiO2：Al2O3：100-130H2O的合成母液：具体配制步骤为：向氢氧化钠中加入一定量的去离子水搅拌直至氢氧化钠全部溶解，再在强搅拌下缓慢滴加硅源，滴加完毕后的溶液在室温下陈化16-20h；再将铝源用剩余的去离子水的1/2溶解后滴加到陈化后的溶液中，搅拌陈化2-8h，得到合成母液；
(6)首先将步骤(4)得到涂晶载体，然后垂直放入于不锈钢晶化釜中，再将合成母液缓慢注入晶化釜中，最后将晶化釜密封后置于80-100℃恒温烘箱，晶化合成2-6h；晶化合成结束后，取出合成的膜后先用去离子水将其表面游离的分子筛清洗干净，然后用清水洗涤至中性，在室温下干燥，获得NaA分子筛膜产品。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010203511.9A CN111454190A (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010203511.9A CN111454190A (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111454190A true CN111454190A (zh) | 2020-07-28 |
Family
ID=71673486
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010203511.9A Pending CN111454190A (zh) | 2020-03-20 | 2020-03-20 | 一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111454190A (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03181458A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-07 | Kyowa Yuka Kk | オキシラセタムの製造法 |
| CN101890306A (zh) * | 2010-07-19 | 2010-11-24 | 大连理工大学 | 一种在大孔载体上NaA沸石分子筛膜的合成方法 |
| CN103599709A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-26 | 中国海洋石油总公司 | 一种高成膜率合成NaA沸石膜的方法 |
| CN105218317A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-06 | 江苏九天高科技股份有限公司 | 一种六硝基联苄生产中乙醇回收的方法及装置 |
| CN110003075A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-12 | 重庆医药高等专科学校 | 一种2-(4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷基)乙酰胺的制备方法 |
| CN110294665A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-01 | 常州制药厂有限公司 | 盐酸多西环素精制母液中乙醇的回收装置及回收方法 |
-
2020
- 2020-03-20 CN CN202010203511.9A patent/CN111454190A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03181458A (ja) * | 1989-12-12 | 1991-08-07 | Kyowa Yuka Kk | オキシラセタムの製造法 |
| CN101890306A (zh) * | 2010-07-19 | 2010-11-24 | 大连理工大学 | 一种在大孔载体上NaA沸石分子筛膜的合成方法 |
| CN103599709A (zh) * | 2013-11-12 | 2014-02-26 | 中国海洋石油总公司 | 一种高成膜率合成NaA沸石膜的方法 |
| CN105218317A (zh) * | 2015-11-03 | 2016-01-06 | 江苏九天高科技股份有限公司 | 一种六硝基联苄生产中乙醇回收的方法及装置 |
| CN110003075A (zh) * | 2019-05-21 | 2019-07-12 | 重庆医药高等专科学校 | 一种2-(4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷基)乙酰胺的制备方法 |
| CN110294665A (zh) * | 2019-07-09 | 2019-10-01 | 常州制药厂有限公司 | 盐酸多西环素精制母液中乙醇的回收装置及回收方法 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| 蔡自由 等: "《无机化学 第3版》", 31 January 2017, 中国医药科技出版社 * |
| 陈雪 等: "（R）4-羟基-2-氧代-1-吡咯烷基乙酰胺的合成", 《精细化工中间体》 * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN101643218B (zh) | 一种微波加热合成取向性mfi型分子筛膜的方法 | |
| CN85101703A (zh) | 尿素的制备方法 | |
| CN109265704B (zh) | 一种高效制备zif-8材料的方法 | |
| CN102001679A (zh) | 一种制备zsm-5分子筛的方法 | |
| WO2022166509A1 (zh) | 一种合成高水渗透性的分子筛膜的方法 | |
| CN105820052B (zh) | 利用分子筛固载催化剂制备醋酸丁酯的方法 | |
| CN111454190A (zh) | 一种采用NaA型分子膜反应器合成奥拉西坦的方法 | |
| CN112717911A (zh) | 一种用于制备富马酸的固体催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN111875493B (zh) | 一种利用咪唑酸性离子液体合成正龙脑的方法 | |
| CN107673985A (zh) | 一种高产率n，n‑二甲基丙烯酰胺的制备工艺 | |
| CN109970075A (zh) | 一种低温合成a型分子筛膜的方法 | |
| CN109485059A (zh) | 一种高硅铝比氢型分子筛的绿色制备方法 | |
| CN114307689A (zh) | 一种湿凝胶转化合成a型沸石膜的制备方法 | |
| CN100336799C (zh) | 止血环酸的生产方法 | |
| WO2020125075A1 (zh) | 微波合成担载型分子筛膜的方法 | |
| CN105366689A (zh) | 一种稀溶液用微波辅助合成mor沸石分子筛膜的方法 | |
| CN206027467U (zh) | 一种分子筛膜的制备装置 | |
| CN102633624B (zh) | 对甲基肉桂酸的制备方法 | |
| CN1320481A (zh) | 醚化用规整波纹填料支撑β分子筛膜催化剂的制备方法 | |
| CN104402018A (zh) | 一种高强度整体式fau型沸石分子筛的合成方法 | |
| CN111097385A (zh) | 一种微孔水稳定染料吸附剂及制备方法 | |
| CN110745840A (zh) | 一种ecr-1沸石及其制备方法和应用 | |
| CN220386510U (zh) | 一种连续化生产叔丁醇钠的装置 | |
| CN102464674B (zh) | 敌百虫原药的制备方法 | |
| CN105753691A (zh) | 利用分子筛固载催化剂制备醋酸乙酯的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200728 |