CN1130307C - 羟胺的提纯 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种提纯羟胺使其中阳离子和阴离子显著减少的方法。本方法包括将羟胺溶液通过至少一个强酸离子交换树脂床和然后通过至少一个强碱阴离子交换树脂床。强酸离子交换树脂床用稀释的盐酸进行预处理。

Description

羟胺的提纯 
                     技术领域
本发明是关于提纯羟胺的方法。更具体地，本发明提供了一种利用离子交换设备提纯羟胺水溶液的方法。
                       背景技术
羟胺在各种工业中有多种用途。在制药工业和反萃取光致抗蚀剂组合物相关领域具有广泛应用。在制药工业和光致抗蚀剂处理中，产品不含有杂质如阴离子和阳离子是十分重要的。
所附参考文献中，科夫等人的美国专利No.4,147,623公开了采用离子排斥法的羟胺的提纯方法，该方法包括将羟铵盐通过阴离子交换树脂。离子交换树脂主要是作为一种反应原料而不仅仅是用于分离。
所附参考文献中，科夫等人的美国专利No.4,202,765公开了一种通过使用阳离子交换树脂而将羟胺从羟铵盐溶液中分离出来的方法。这种方法没有涉及阴离子的排斥。
Cawlfield等人的美国专利No.5,318,762公开了一种利用将溶液通过弱碱离子交换树脂而处理含过量酸的羟铵盐溶液的方法。
美国专利No.4,166,842公开了一种利用阳离子交换树脂从溶液中提取羟铵离子的方法，其中包括进一步将羟铵离子转化为羟胺的步骤。
现有技术都没有涉及从羟胺中去除阳离子和阴离子以生产高纯度的羟胺的方法。
                        发明内容
本发明提供一种提纯羟胺的方法，使得通常含在羟胺中的阳离子和阴离子极大地减少。该方法包括以下步骤：
A.将羟胺的水溶液通过至少一个大孔或凝胶强酸离子交换树脂床，该床已经用稀释的盐酸溶液处理过，然后
B.将经过步骤A处理的溶液通过一个强碱阴离子交换树脂床。
优选地，盐酸溶液浓度为含有大约5到20重量％的氢氯酸。
优选地，采用多个阳离子交换树脂床和多个阴离子交换树脂床。
因此，本发明的一个目的是提供基本上不含阳离子和阴离子的羟胺溶液。
本发明的另一个目的是利用离子交换树脂提纯羟胺。
                     具体实施方式
根据本发明，提供了一种羟胺的提纯方法，借此方法所得到的产品基本上不含有不希望存在的阳离子和阴离子。本发明提供了一种方法，其中将羟胺水溶液通过至少一个阳离子强酸离子交换树脂床和至少一个阴离子强碱离子交换树脂床。本发明中，把阳离子交换树脂用稀释的盐酸溶液预处理是很重要的。盐酸处理采用5-20％的盐酸溶液，优选采用大约5-10％的盐酸溶液。
阴离子强碱离子交换树脂优选采用稀释的氢氧化钾或氢氧化钠溶液处理，以便将所有不希望出现的阳离子去除。
根据本发明，发现含有氢型强酸集团的阳离子树脂能够去除许多所不希望的痕量金属。同时，采用传统预处理方法如采用稀释的硫酸不能够产生与采用稀释的盐酸预处理或再生离子交换树脂时相同的结果。在使50重量％的羟胺溶液通过一个或多个离子交换树脂床之前，也优选采用稀释的羟胺溶液如5-20重量％的羟胺溶液，优选大约5-10重量％的羟胺溶液对阳离子交换树脂预处理或再生。
当羟胺溶液被加入离子交换床时产生放热反应，因此优选利用稀释的羟胺溶液调理离子交换树脂。伴随着一个强放热反应，所使用的50重量％浓度的羟胺水溶液与强酸型阳离子交换树脂反应以生产相应的铵盐。一旦铵盐形成和放热平息下来，Na+、K+和其他阳离子在树脂中就令人满意地交换了。
预处理中所采用的5-20重量％，优选5-10重量％的羟胺溶液的流速，可以用来控制最初发生的放热反应。
大多数商业离子交换树脂，不管阳离子还是阴离子，在使用前都需要额外的清洗或再生。如果不进行清洗或再生，将会发生羟胺的大量分解。在Na/K+值下降但CA-2值上升的条件下，我们发现需要在使用前，用稀释的盐酸对阳离子树脂进行再生和用一种碱对阴离子树脂进行再生。
在本方法中，凝胶类型和大孔类型的离子交换树脂都可以使用。优选的是聚苯乙烯和聚丙烯酸强酸氢型阳离子交换剂和聚苯乙烯和聚丙烯酸和OH-形的强碱阴离子交换剂。
弱酸型阳离子交换剂和弱碱性阴离子交换剂单独或与其他交换剂组合使用，对于减少在商业生产的羟胺化合物中的阴离子和阳离子态的痕量物质，并没有效果。
在本发明中可以使用的阴离子交换树脂包括：Purolite阳离子交换树脂A-600、A-400、A-300、A-300E、A-850和A-87，Rohm&Haas树脂IRA-400、IRA-402、IRA-904和IRA-93，Dow树脂SBR、SAR，Dowex 66和Dowex H，Ionac ASB-1，Duolite A-109和类似的OH-型树脂。
在本发明中可以使用的阳离子交换树脂包括：Purolite树脂CT-151、C-100、C-150、C-105和NRW-100，Rohm&Haas树脂IR-120、IR-122、IR-200、DP-1和IRC-50，Dow树脂MSC-1，Dowex 88和CCR-2，Ionac树脂CC和CNN，Duolite树脂C-200、C-26、C-280和类似的H+型树脂。
下面的实施例用来进一步说明本发明，而并非对本发明的范围加以限制。
                       实施例1
1.在一个1英寸直径的带有活塞的玻璃柱中，加入25ml PuroliteCT-151阳离子交换树脂。用1升去离子水冲洗该柱子。然后用1000ml10％的盐酸冲洗树脂。采用电感耦合等离子体(ICP)分析检测柱子以确定是否所有不希望的阳离子已经被去除。然后用去离子水冲洗柱子直到氯离子浓度小于0.Sppm。之后用氮气干燥柱子。
将5％的羟胺溶液倾入并穿过柱子，此时发生放热反应。放热反应完成后，使50％的羟胺溶液穿过柱子。
2.用阴离子交换树脂Purolite A-400以与步骤1相似的方法准备一个玻璃柱。用1000ml 8％的KOH通过柱子，直到采用电感耦合等离子体(ICP)分析检测显示金属阴离子已经被去除，特别是FeCl6 -3。然后用2升去离子水冲洗柱子直到采用ICP分析的K+浓度小于5ppb。之后用氮气干燥柱子备用。然后将经过步骤1处理的50％的羟胺溶液通过阴离子交换树脂。
优选地，这种50％的羟胺溶液通过多个(大约5个)准备好的阳离子交换床，然后通过3个阴离子交换床。
利用实施例1的方法痕量金属的减少总结如下：
           离子交换前             离子交换后
             (ppb)                   (ppb)
    Al        536                     ＜5
    Ca        72                      ＜5
    Cr        70                      ＜5
    Fe        313                     ＜5
    Mg        15                      ＜5
           离子交换前              离子交换后
             (ppb)                   (ppb)
    Ni        29                      9
    K         307                     ＜5
    Si        1687                    ＜5
    Na        183                     ＜5
                        比较例1
采用实施例1的方法，但其中的步骤1用10％的H2SO4代替10％的HCl来调理树脂。
通过阴离子交换树脂的羟胺产物含有多于要求含量的痕量阳离子。
                       比较例2
采用实施例1的方法，但其中的步骤2使用Purolite A-100，一种聚苯乙烯弱碱型阴离子交换树脂。
通过阴离子交换树脂的羟胺产物含有多于要求含量的痕量阴离子。
                         比较例3
采用实施例2的方法，但其中的步骤2使用具有自由碱离子态的Purolite A-830，一种弱碱聚丙烯酸阴离子树脂作为阴离子交换树脂。
通过阴离子交换树脂的羟胺产物含有多于要求含量的痕量阴离子。

Claims (8)

1、一种提纯羟胺的方法，包括以下步骤：
A.将羟胺的水溶液通过至少一个经过盐酸稀释溶液处理过而将全部酸性基团转变为含氢形式的大孔或凝胶强酸离子交换树脂床，所述的盐酸稀释溶液的浓度为5-20重量％，然后
B.将经过步骤A处理的溶液通过至少一个含羟基形式的强碱阴离子交换树脂床。
2、根据权利要求1的方法，其中步骤A中所述的树脂是一种强酸聚苯乙烯树脂。
3、根据权利要求1的方法，其中步骤B中所述的树脂包括与二乙烯基苯交联的聚苯乙烯。
4、根据权利要求1的方法，其中所述强酸离子交换树脂床经5-20重量％的羟胺溶液预处理。
5、根据权利要求4的方法，其中使50重量％的羟胺溶液通过经5-20重量％的羟胺溶液预处理的强酸离子交换树脂床。
6、根据权利要求1的方法，其中在步骤A中，使所述的羟胺溶液通过多个树脂床。
7、根据权利要求1的方法，其中在步骤B中，使所述的经过步骤A处理的羟胺溶液通过多个树脂床。
8、根据权利要求1的方法，其中使用多个强酸离子交换床和多个强碱离子交换床；并且用氢氧化钠或氢氧化钾溶液预处理强碱离子交换床；首先将含有5-20重量％羟胺的水溶液通过所述的强酸离子交换床，再将含有50重量％羟胺的水溶液通过所述的强酸离子交换床，然后再通过所述的强碱离子交换床。
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