CN112194640A - 一种n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法 - Google Patents

一种n-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，属于化工生产技术领域。本发明提供的制备方法包括以下步骤：将2‑巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应，之后在氧化剂作用下进行氧化反应，得到N‑叔丁基‑2‑苯并噻唑次磺酰胺。本发明采用正丙醇作为溶剂，MBT和叔丁胺反应生成的2‑巯基苯并噻唑叔丁胺盐能够充分溶解于正丙醇中，成盐率能够达到100％，最终所得目标产物的收率提高至99％，原料利用率高，生产成本低。

Description

一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域，具体涉及一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法。
背景技术
N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺(促进剂TBBS)是一种重要的化工原料，传统制备促进剂TBBS的方法主要是以水为溶剂，利用2-巯基苯并噻唑(促进剂M，MBT)和叔丁胺成盐，之后在次氯酸钠氧化剂作用下制备得到目标产物。但是该方法收率较低，约为95％，故原料利用率低，生产成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，本发明以正丙醇作为溶剂，产物收率高，原料利用率高，生产成本低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，包括以下步骤：
将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应，之后在氧化剂作用下进行氧化反应，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
优选地，所述叔丁胺、2-巯基苯并噻唑和正丙醇的质量比为1：(1.8～2.8)：(20～35)。
优选地，所述成盐反应的温度为15～35℃，时间为30～40min。
优选地，所述氧化剂为次氯酸钠水溶液。
优选地，所述次氯酸钠水溶液中次氯酸钠的有效率为16～18wt％。
优选地，所述2-巯基苯并噻唑和次氯酸钠水溶液的用量比为1g：(2.0～3.0)mL。
优选地，所述氧化剂的加料方式为：将所述氧化剂滴加至成盐反应后所得体系中。
优选地，所述氧化反应的温度为20～30℃，时间为170～190min。
优选地，所述氧化反应后还包括：将氧化反应后所得体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；将所得液体物料进行蒸馏，得到的正丙醇回收利用。
优选地，所述混合、成盐反应和氧化反应独立地在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率独立地为200～500rpm。
本发明提供了一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，包括以下步骤：将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应，之后在氧化剂作用下进行氧化反应，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。本发明采用正丙醇作为溶剂，2-巯基苯并噻唑和叔丁胺反应生成的2-巯基苯并噻唑叔丁胺盐能够充分溶解于正丙醇中，成盐率高，最终所得目标产物的收率高，原料利用率高，生产成本低。具体的，采用传统方法以水为溶剂制备促进剂TBBS，固体2-巯基苯并噻唑和液体叔丁胺生成的2-巯基苯并噻唑叔丁胺盐是固体，即成盐反应为非均相反应，成盐率低，且2-巯基苯并噻唑叔丁胺盐不溶于水，导致后续氧化反应时反应物接触发生反应的几率小，副反应多，最终所得目标产物的收率也较低，约为95％，原料利用率低。而本发明采用正丙醇作为溶剂，反应生成的2-巯基苯并噻唑叔丁胺盐能够充分溶解于正丙醇中，成盐率能够达到100％，最终所得目标产物的收率提高至99％，原料利用率高，按照目前原料价格计算，生产每吨产品可降低成本约1000元，具有巨大的经济优势。
进一步地，本发明采用正丙醇作为溶剂，原料利用率高，氧化反应后可通过蒸馏回收正丙醇再利用，因而反应产生的废水中COD低，废水处理成本较传统方法显著降低。具体的，采用传统方法以水为溶剂制备促进剂TBBS，原料利用率低，生产每吨产品会排放约5吨高盐废水，该高盐废水中氯化钠的浓度高达8％、COD高达18000ppm，废水处理成本高。而本发明采用正丙醇作为溶剂，原料利用率高，且正丙醇蒸馏回收后产生的废水中COD下降至4000ppm，废水处理成本显著降低，按照目前的市场价格计算，生产每吨产品可降低成本约2500元，具有巨大的经济优势。
具体实施方式
本发明提供了一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，包括以下步骤：
将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应，之后在氧化剂作用下进行氧化反应，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
在本发明中，若无特殊说明，所采用的原料均为本领域技术人员熟知的收售商品。
本发明将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应。在本发明中，所述叔丁胺、2-巯基苯并噻唑和正丙醇的质量比优选为1：(1.8～2.8)：(20～35)，更优选为11：22：300。本发明以正丙醇作为溶剂，MBT和叔丁胺成盐率高，进而有利于提高目标产物的收率，原料利用率高。
本发明对所述2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇的混合顺序以及混合方式没有特殊限定，保证各组分混合均匀即可；在本发明中，所述混合优选为搅拌混合，搅拌速率优选为200～500rpm，更优选为200～400rpm。在本发明的实施例中，具体是将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇加入到设置有搅拌装置的反应器中，待各组分混合均匀进行后续成盐反应。
在本发明中，所述成盐反应的温度优选为15～35℃，更优选为20～25℃；时间优选为30～40min，更优选为30～35min。在本发明中，所述成盐反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为300～500rpm，更优选为400rpm。在本发明中，所述成盐反应过程中，2-巯基苯并噻唑与叔丁胺成盐得到2-巯基苯并噻唑叔丁胺盐(称为M叔丁胺盐)，所述M叔丁胺盐能够充分溶解于异丙醇中，使成盐率高达100％，进而有利于提高后续氧化反应中产物收率。
在本发明中，所述成盐反应的反应式如式I所示：
Figure BDA0002760539010000031
在本发明中，完成所述成盐反应后，无需将所得体系进行后处理，在氧化剂存在条件下进行后续氧化处理即可。在本发明中，所述氧化剂优选为次氯酸钠水溶液，所述次氯酸钠水溶液中次氯酸钠的含量优选为16～18wt％。在本发明中，所述2-巯基苯并噻唑和次氯酸钠水溶液的用量比优选为1g：(2.0～3.0)mL，更优选为1g：2.5mL。在本发明中，所述氧化剂的加料方式优选为：将所述氧化剂滴加至成盐反应后所得体系中；本发明对所述氧化剂的滴加速率没特殊限定，根据实际需要选择即可，具体的，实验室制备时氧化剂的滴加速率优选为1～3mL/min，更优选为2mL/min；工业生产时氧化剂的滴加速率优选为1～30L/min，更优选为20L/min。在本发明中，所述滴加过程中优选维持搅拌，所述搅拌的速率优选为200～500rpm，更优选为200～400rpm。
在本发明中，所述氧化反应的温度优选为30～40℃；时间优选为170～190min，更优选为180min，所述氧化反应的时间具体是以氧化剂滴加完毕开始计；在本发明中，所述氧化反应的终点优选利用淀粉碘化钾试纸和硫酸铵试剂进行检测，目视变黑即为到达终点。在本发明中，所述氧化反应优选在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率优选为200～500rpm，更优选为200～400rpm。
在本发明中，所述氧化反应完成后优选还包括：
将氧化反应后所得体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；将所得液体物料进行蒸馏，得到的正丙醇回收利用。
本发明对所述固液分离的方式没有特殊限定，能够实现固液分离即可，具体如抽滤。在本发明中，所述干燥的温度优选为65～75℃，更优选为70℃；所述干燥的时间优选为2～3h，更优选为2.5h。本发明对所述蒸馏没有特殊限定，能够将正丙醇充分蒸出即可。本发明通过蒸馏实现正丙醇的回收利用，且正丙醇蒸馏回收后产生的废水中COD可下降至4000ppm，废水处理成本显著降低，具有巨大的经济优势。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
将300g正丙醇、22g的MBT和11g叔丁胺加入到设置有搅拌装置的反应器中，于400rpm条件下搅拌混合，25℃条件下维持搅拌30min，之后在搅拌条件下以2mL/min的速率向所得体系中滴加55mL次氯酸钠水溶液(次氯酸钠的有效率为18wt％)，在30℃条件下反应180min，反应终点具体是用淀粉碘化钾试纸和硫酸铵试剂进行检测，目视变黑即为到达终点；反应完成后将所得体系进行抽滤，将抽滤所得滤饼放入70℃烘箱干燥2.5h，得到目标产物促进剂TBBS，产率为99％；抽滤所得滤液进行蒸馏，得到的正丙醇回收利用，正丙醇的回收率为99％。
采用本实施例的方法产生的废水量与传统工艺相比没有增加，但废水中COD大幅度下降至4000ppm，废水处理成本较传统方法显著降低。
实施例2
将3000kg正丙醇、220kg的MBT和110kg叔丁胺加入到设置有搅拌装置的搪瓷反应器中，于200rpm条件下搅拌混合，25℃条件下维持搅拌30min，之后在搅拌条件下以20L/min的速率向所得体系中滴加550L次氯酸钠水溶液(次氯酸钠的有效率为18wt％)，在40℃条件下反应180min，反应终点具体是用淀粉碘化钾试纸和硫酸铵试剂进行检测，目视变黑即为到达终点；反应完成后使用离心机固液分离，将所得固体放入70℃双锥干燥器干燥2.5h，得到目标产物促进剂TBBS 310kg，产率为99％；抽滤所得滤液进行蒸馏，得到的正丙醇回收利用，正丙醇的回收率为99％。
采用本实施例的方法产生的废水量与传统工艺相比没有增加，但废水中COD大幅度下降至4000ppm，废水处理成本较传统方法显著降低。
由以上实施例可知，本发明采用正丙醇作为溶剂，MBT和叔丁胺成盐率高达100％，产物收率高达99％，原料利用率高，且正丙醇回收率可达99％，反应产生的废水中COD较低，废水处理成本较传统方法显著降低，整体生产成本较传统工艺显著降低，具有巨大的经济优势。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
将2-巯基苯并噻唑、叔丁胺和正丙醇混合进行成盐反应，之后在氧化剂作用下进行氧化反应，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述叔丁胺、2-巯基苯并噻唑和正丙醇的质量比为1：(1.8～2.8)：(20～35)。
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述成盐反应的温度为15～35℃，时间为30～40min。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂为次氯酸钠水溶液。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，所述次氯酸钠水溶液中次氯酸钠的有效率为16～18wt％。
6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述2-巯基苯并噻唑和次氯酸钠水溶液的用量比为1g：(2.0～3.0)mL。
7.根据权利要求4～6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述氧化剂的加料方式为：将所述氧化剂滴加至成盐反应后所得体系中。
8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应的温度为30～40℃，时间为170～190min。
9.根据权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，所述氧化反应后还包括：将氧化反应后所得体系进行固液分离，将所得固体物料进行干燥，得到N-叔丁基-2-苯并噻唑次磺酰胺；将所得液体物料进行蒸馏，得到的正丙醇回收利用。
10.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述混合、成盐反应和氧化反应独立地在搅拌条件下进行，所述搅拌的速率独立地为200～500rpm。
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