CN112707842A - 一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺 - Google Patents

一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺 Download PDF

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庆九
俞新南
朱小刚
刘芳
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Nantong Liyang Chemical Co ltd
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    • C07C241/02—Preparation of hydrazines

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Abstract

本发明公开了一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，包括如下步骤：以NaHSO3溶液还原苯基重氮盐溶液生成苯肼硫酸盐，重氮盐：NaHSO3的摩尔比例为＝1:2.5‑5.5；混合温度5‑30℃条件下，将苯基重氮盐溶液及亚硫酸氢钠溶液分别由计量泵泵入管道反应器中，该管道反应器采用分段式控温，前段50‑80℃，停留时间5‑10min，在反应管道中加入稀硫酸溶液，后段80‑100℃，停留时间15‑25min，然后通入结晶釜中冷却至0‑5℃析晶，离心。使用连续法代替传统的间歇操作，大幅度提高操作效率及安全性，节约厂房、减少设备投资，降低能耗，减少人工。

Description

一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺
技术领域
本发明涉及化工合成领域，具体涉及一种苯肼硫酸盐的制备方法。
背景技术
苯肼盐(包括盐酸盐、硫酸盐等)在精细化工和有机合成领域有着极其重要的地位，尤其是作为医药、农药的重要原材料和中间体，可以合成一系列医药、染料、偶氮化合物和其他精细化学品的原料，如吡唑酮类农药、塞来昔布及其同系列的原料药等。
苯肼盐的合成方法主要是经过重氮化、还原和酸化水解三个步骤。由于重氮化反应过程中合成的重氮盐不稳定，活性高，受热或摩擦、撞击能分解爆炸，重氮盐在室温下就能分解，因而重氮化反应必须要在较低温度下进行或者极短时间内高温反应然后快速降温，同时不能长时间储存，这就不利于后期的工业化合成。目前在制备重氮化反应已有多篇连续化的文献报道，如CN101928246、CN106316879等，技术上较为成熟。
Figure RE-GDA0002980627490000011
但是后续还原步骤反应慢，往往需要数小时才能完全反应，严重制约了装备效率，如 Organic Syntheses,1941,1,442、CN101928246、European Journal of MedicinalChemistry,2016, 120,37-50等文献报道的方法，其后续还原、水解均耗费3h以上，并且废水产生量大。使得前期的连续制备重氮盐的优势大打折扣，并且得到的收率也往往不高。此外，文献报道的还原方法多为传统的间歇反应，不同反应区域如釜壁和中心位置温差大，而苯肼的制备过程中工艺条件的轻微变化，往往导致收率的大幅波动，因而收率重现性差。
发明内容
因此，本发明要解决的技术问题是，提供一种收率稳定性高的连续法制备苯肼硫酸盐的工艺。
本发明的技术方案是，一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，包括如下步骤：
以NaHSO3溶液还原苯基重氮盐溶液生成苯肼硫酸盐，重氮盐：NaHSO3的摩尔比例为＝1:2.5-5.5，反应式如下：
Figure RE-GDA0002980627490000021
混合温度5-30℃条件下，将苯基重氮盐溶液及亚硫酸氢钠溶液分别由计量泵泵入管道反应器中，该管道反应器采用分段式控温，前段50-80℃，停留时间5-10min，在反应管道中加入稀硫酸溶液，后段80-100℃，停留时间15-25min，然后通入结晶釜中冷却至0-5℃析晶，离心。
分段式控温是还原反应与水解反应这两步反应的工艺控制要求；前段还原反应结束后加入稀硫酸反应是进行苯肼硫酸盐的水解反应。
对于水体系的还原反应，水合氢离子的作用是实现电子的转移，引发还原反应。
计量泵泵入原料液，其体积比、流量是根据反应的停留时间和反应摩尔比而定，根据相关摩尔配比和停留时间，以及原料液的相关浓度，再结合反应器的体积，即可确定相关流量。
根据本发明的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，优选的是，所述离心后，母液套用制备苯基重氮盐，套用两次后作为废水处理。
根据本发明的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，优选的是，步骤a所述苯基重氮盐的制备方法是：将苯胺溶解于硫酸溶液，苯胺与硫酸的摩尔比为1:1-1.5，将亚硝酸钠溶液按照苯胺：NaNO2＝1:1-1.2的比例分别由计量泵泵入管道反应器。
进一步地，所述硫酸溶液的质量浓度为10-20％。
进一步地，所述亚硝酸钠溶液的质量浓度为20-30％。
优选的是，所述NaHSO3溶液质量浓度为20-35％；所述稀硫酸溶液的质量浓度是20-60％。进一步地，所述NaHSO3溶液质量浓度为23-30％；所述稀硫酸溶液的质量浓度是30-50％.
优选的是，硫酸是亚硫酸氢钠的物质的量的1.0-1.4倍。
根据本发明的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，优选的是，所述管道反应器的管道中具有竹节状脉冲结构。
竹节状脉冲结构是指管道粗细间歇变化的结构，竹节状脉冲反应器，是指具有管道粗细间歇变化结构的反应器。在横截面上，竹节状脉冲反应器为圆环形结构。两个圆之间的圆环部分为换热介质通道，小圆内侧部分为反应液通道。更优选的是，小圆内的通道设有刺状突触结构，在横截面上呈齿状。
竹节状脉冲结构反应器的优势：
相比于传统的釜式反应器，管式反应器在比表面积方面具有巨大的优势，通常S/V(即换热面积与反应液体积的比值)比釜式大几百甚至上千倍，因而很好地解决放热反应换热的问题，但常规管式反应器也有其不足，就是不能很好的混合(即传质效率差)。
竹节状脉冲管道反应器正是为了解决上述困难而设计的，该管式设计在保持管道反应器高比表面积优点的同时，引入竹节状脉冲结构，由于管道粗细在间歇性变化，液体的流速和压力也在不断变化(根据流速大压强小的原理)，流速大的液体冲入流速小的液体过程中，有利于形成涡流，并且反应器内有刺状突触结构，流体在突触部位易形成无数小的涡流，两方面因素都有利于传质，并且这种结构的引入不易带来过大的流体阻力。
优选的是，所述稀硫酸溶液与还原反应中的NaHSO3摩尔量相等。
稀硫酸可以稍过量，因为是水解反应，只需要酸的量够即可完成水解。优选的是稀硫酸溶液与还原反应中的NaHSO3摩尔量相等，符合理论值，这样浪费较少且废水废酸少。
根据本发明的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，优选的是，所述还原反应总时间为 20-35分钟。
根据本发明的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，优选的是，重氮盐：NaHSO3的摩尔比例为＝1:2.8-3.5。
优选的是，所述混合温度是20-30℃。
本发明的工艺整个还原-水解均在管道反应器中进行，从泵入至水解结束，所用总时间在0.5h左右，极大地提升了装备效率，从而实现反应体系的高效运作，降低能耗，并且减少了废酸产生量，更加清洁环保。
本发明采用管式反应器来替代传统的反应釜，以避免上述提到的温控等问题，实现了苯肼硫酸盐的连续化合成。众所周知，管道中的流体在中心和管壁位置的流速有差别，并且随着管径的增加，这种差别会放大，为了解决这个问题，本发明在管道中引入竹节状脉冲结构，以打破层流，增强传质效果。该法安全性提高，操作简单，设备投资低，易于放大生产。
Figure RE-GDA0002980627490000041
本发明首先用重氮盐溶液与NaHSO3溶液经由计量泵泵入管道反应器中进行加成(还原)，混合后，前段50-80℃，停留时间5-10min，后段80-100℃，停留时间15-25min，出口设有备压阀，反应液泄压后放入结晶釜中冷却析出固体，过滤即得产品。大致流程见图1。前段对应图1中的还原反应区，后段对应的是水解反应区。
本发明的有益效果是：
1、使用连续法代替传统的间歇操作，大幅度提高操作效率及安全性，节约厂房、减少设备投资，降低能耗，减少人工。
2、传统方法中，为了防止飚温，需要将亚硫酸氢钠溶液首先进行降温至较低的温度(通常0-5℃)，此时亚硫酸氢钠部分析出，然后快速通入重氮盐溶液，体系逐渐溶解澄清(该反应放出大量的热)，固体的析出是连续化的一大障碍，新的工艺技术采用分段控温法，解决了析出固体堵塞管道的问题，且很好地利用连续法在传热方面的优势，避免飚温。
3、母液套用两次，大幅度降低废水产生量，与传统工艺相比更加绿色环保。苯肼硫酸盐，收率在90％以上。
附图说明
图1是连续制备苯肼硫酸盐的反应流程框图。
图2是竹节状脉冲反应器管道结构示意图。
图3是竹节状脉冲反应器管道结构横截面示意图。
图中，1.亚硝酸钠储罐；2.苯胺和稀硫酸溶液储罐；3.亚硝酸钠打料泵；4.苯胺和稀硫酸溶液打料泵；5.第一保温区；6.第二保温区；7.重氮化反应区；8.亚硫酸钠溶液储罐；9.亚硫酸钠溶液打料泵；10.还原反应区；11稀硫酸储罐；12.稀硫酸打料泵；13.水解反应区；14. 结晶釜。
具体实施方式
实施例1、连续法制备苯胺重氮盐
将苯胺溶解于15％硫酸的溶液(苯胺比硫酸＝1:1.2，摩尔比)、25％亚硝酸钠溶液按照苯胺：NaNO2＝1:1.05的比例分别由计量泵泵入管道反应器中(见图1重氮化区)，换热介质(水浴或油浴)温度25℃，停留时间80s，经取样HPLC检测重氮盐的纯度约97％，重氮化反应收率为96％，所得重氮盐溶液直接泵入下一步反应。
该方法制备苯胺重氮盐的收率可以在95％以上。
实施例2、连续法制备苯肼硫酸盐
将实施例1中制得的重氮盐(重氮化反应的收率按照95％估算)、20％的NaHSO3溶液按照重氮盐：NaHSO3＝1:3的比例泵入竹节状脉冲管道反应器中连续反应(见图1还原区)，该区域温度设为T1；物料流出后，再用另一台计量泵将40％稀硫酸泵入反应管道(见图1水解区)进行水解，稀硫酸与还原反应中的NaHSO3摩尔量相等，水解区温度设为T2，从管道流出的物料直接通入结晶釜中冷却析晶，离心过滤即得产物苯肼硫酸盐。还原区的停留时间设为t1，水解区的停留时间设为t2，具体收率见表1：
Figure RE-GDA0002980627490000061
表1的结果表明：在该工艺参数下，本发明的方法能得到较为满意的收率，且反应时间短，极大地提高系统效率、降低能耗，产生的废水量较传统方法减少20％以上。
实施例3、不同NaHSO3用量
参照实施例2的方法，选取表1中序号4的停留时间及温度条件，改变NaHSO3用量(指NaHSO3用量是重氮盐的物质的量的倍数)，其它条件不变，得到的结果如表2所示：
表2、NaHSO3用量结果
Figure RE-GDA0002980627490000062
Figure RE-GDA0002980627490000071
表2的结果表明：收率随着NaHSO3用量的增加而增加，但当超过3倍后增加的幅度极为有限。
实施例4、不同NaHSO3浓度
参照实施例3的方法，选取表2中序号3的停留时间及温度条件，改变NaHSO3浓度，其它条件不变，得到的结果如表3所示：
表3、NaHSO3浓度结果
Figure RE-GDA0002980627490000072
由表3可知，反应收率随着亚硫酸氢钠的浓度先上升后下降。
实施例5、水解区稀硫酸用量及浓度
参照实施例4的方法，选取表3中序号3的工艺条件，只改变水解区稀硫酸的用量(指相对于NaHSO3的物质的量的倍数)及浓度，其它条件不变，得到的结果如表4所示：
表4
Figure RE-GDA0002980627490000073
Figure RE-GDA0002980627490000081
由表4可知，稀硫酸的浓度在40％以上时，产物收率接近恒定，但浓度增大后产物纯度降低。硫酸的用量增加时，产物的收率及纯度并没有明显增加，有的甚至有所降低。
实施例6、不同结构反应器反应结果比较
参照实施例2的方法，选取序号3的条件，分别在竹节状脉冲反应器和普通管式反应器中进行反应，所得结果见表5：
表5、不同反应器中的实验结果
Figure RE-GDA0002980627490000082
由表5可知，两种反应器中进行相同的反应，得到的收率和产物纯度均由明显的差异，竹节状脉冲反应器具有显著优势。
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)

1.一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：包括如下步骤：
以NaHSO3溶液还原苯基重氮盐溶液生成苯肼硫酸盐，重氮盐：NaHSO3的摩尔比例为＝1:2.5-5.5，反应式如下：
Figure FDA0002880538440000011
混合温度5-30℃条件下，将苯基重氮盐溶液及亚硫酸氢钠溶液分别由计量泵泵入管道反应器中，该管道反应器采用分段式控温，前段50-80℃，停留时间5-10min，在反应管道中加入稀硫酸溶液，后段80-100℃，停留时间15-25min，然后通入结晶釜中冷却至0-5℃析晶，离心。
2.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述离心后，母液套用制备苯基重氮盐，套用两次后作为废水处理。
3.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：步骤a所述苯基重氮盐的制备方法是：将苯胺溶解于硫酸溶液，苯胺与硫酸的摩尔比为1:1-1.5，将亚硝酸钠溶液按照苯胺：NaNO2＝1:1-1.2的比例分别由计量泵泵入管道反应器。
4.根据权利要求3所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述硫酸溶液的质量浓度为10-20％；所述亚硝酸钠溶液的质量浓度为20-30％。
5.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述NaHSO3溶液质量浓度为20-35％；所述稀硫酸溶液的质量浓度是20-60％。
6.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述管道反应器的管道中具有竹节状脉冲结构。
7.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述稀硫酸溶液与还原反应中的NaHSO3摩尔量相等。
8.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述还原反应总时间为20-35分钟。
9.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：重氮盐：NaHSO3的摩尔比例为＝1:2.8-3.5。
10.根据权利要求1所述的一种连续法制备苯肼硫酸盐的工艺，其特征在于：所述混合温度为20-30℃。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277969A (zh) * 2021-05-17 2021-08-20 山东京博生物科技有限公司 一种肼基二硫代甲酸甲酯的制备方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107663161A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 上海惠和化德生物科技有限公司 一种苯肼盐及取代苯肼盐的连续流合成工艺
CN110922340A (zh) * 2019-12-28 2020-03-27 新华制药（寿光）有限公司 一种苯肼的合成方法

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107663161A (zh) * 2016-07-27 2018-02-06 上海惠和化德生物科技有限公司 一种苯肼盐及取代苯肼盐的连续流合成工艺
CN110922340A (zh) * 2019-12-28 2020-03-27 新华制药（寿光）有限公司 一种苯肼的合成方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113277969A (zh) * 2021-05-17 2021-08-20 山东京博生物科技有限公司 一种肼基二硫代甲酸甲酯的制备方法

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