CN113372190B - 一种以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法 - Google Patents

一种以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种以3‑氨基‑1‑金刚烷醇制备1，3‑金刚烷二醇的方法，包括如下步骤：(1)将3‑氨基‑1‑金刚烷醇溶于水中后加入浓盐酸生产盐酸盐；(2)将得到的水液加入适量浓硝酸，达到一定浓度；(3)升温至适当温度反应一定时间，即得。本发明具有生产成本低、产品纯度高等特点。

Description

一种以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法
技术领域
本发明涉及1，3-金刚烷二醇的制备方法，特别是一种以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法。
背景技术
1,3-金刚烷二醇是合成其它金刚烷二取代物和高分子材料的重要中间体，为金刚烷桥头二取代化合物研究提供重要支撑。
传统生产1,3-金刚烷二醇方式之一:以1,3-二溴金刚烷为起始原料,以甲酸为溶剂、甲酸钠为催化剂化合反应后，再水解反应，制得目标产品1,3-金刚烷二醇。该方法会产生大量废甲酸水液，1,3-二溴金刚烷单耗大。
传统生产1,3-金刚烷二醇方式之二：以1-金刚烷醇为起始原料，与混合酸液进行硝化反应，水解后再碱化析出，制得目标产品1,3-金刚烷二醇。该方法存在生成成本高，会产生大量废酸水液的问题。
发明内容
本发明的目的是提供一种生产成本低、产品纯度高、特别适用于对3-氨基-1-金刚烷醇生产(采用金刚烷胺为原料，在硫酸和硝酸作用下发生硝化反应，水解后制得)中所产生母液的处理。
本发明的目的是这样实现的：一种以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法，包括以下步骤：
(1)将3-氨基-1-金刚烷醇溶于水中后加入浓盐酸生产盐酸盐；
将3-氨基-1-金刚烷醇溶与适量水中,加入适量浓盐酸,生成3-氨基-1-金刚烷醇盐酸盐水液；
(2)加入硝酸
在3-氨基-1-金刚烷醇盐酸盐水液中加入适量浓硝酸，让硝酸浓度达到一定质量分数；
(3)升温反应
升温至适当温度反应一定时间，即转化1,3-金刚烷二醇；
(4)碱化反应
加入适量氢氧化钾水液，调节反应水液PH7；
(5)离心分离
通过离心方法分离固液两相；
(6)精制
离心固相通过有机溶剂重结晶后得到精制物料。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1.从反应机理来说，本发明以3-氨基-1-金刚烷醇为初始原料，该原料先转换为3-氨基-1-金刚烷醇盐酸盐才能反应完全，其它无机酸盐不行。产品纯度达到99.5％。
2.本发明特备适用于以3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇生产中所产生的母液的处理。
3-氨基-1-金刚烷醇是糖尿病治疗药物维格列汀的重要中间体，国内工业化生产常采用以金刚烷胺为原料，在硫酸和硝酸作用下发生硝化反应，水解后得到3-氨基-1-金刚烷醇。在反应过程所产生的母液中有副产物1,3-金刚烷二醇，其化学性质与3-氨基-1-金刚烷醇性质有部分相似性,比如二者在酸性水液中都易溶解，在碱性水液中都易析出；由此导致3-氨基-1-金刚烷醇与1,3-金刚烷二醇不易分离。
因此，本发明应用于对上述母液的处理，将母液中的3-氨基-1-金刚烷醇通过，反应合成1,3-金刚烷二醇，相对于附加值产品1,3-金刚烷二醇来说，其制成品纯度高，且生产成本大大降低。
本发明在工业化3-氨基-1-金刚烷醇生产中的废料回收利用中有很大的利用价值，将难以分离的两种物质转化为单一同种物质，回收利用，大大降低了生产废料的环保处理成本。
具体实施方式
1实验部分
1.1仪器和试剂
含量分析采用GC法，浙江福立分析仪器股份有限公司9790-Ⅱ气相色谱仪，SE-54毛细柱，FID检测器，面积归一法计算含量。
合成详细步骤：
(1)成盐种类
取3-氨基-1-金刚烷醇20g，加入清水35g搅匀，分别选用浓盐酸、浓硫酸、浓硝酸，缓慢滴加入，配制成稀酸液PH＝4-9，再缓慢加入浓硝酸10-40g。搅拌升温至50-90℃，恒温反应3-8h，取样检测物料反应转化率。
3-氨基-1-金刚烷醇盐酸盐转化率>硝酸盐转化率>硫酸盐转化率
3-氨基-1-金刚烷醇分子中，先用盐酸与氨基盐化反应，盐酸中氯根位阻效应相对于硝酸根和硫酸根更小，硝酸水液中硝酸根更易先取代1号位碳上羟基，生成3-硝基-1-金刚烷胺,到达氨基给电子与硝基吸电子二者共轭效应,氨基更易被羟基取代,最终水解硝基再被羟基取代,生成1,3-金刚烷二醇。
(2)稀硝酸浓度
分别取3-氨基-1-金刚烷醇20g5份，各加入清水35g搅匀，再各自用浓盐酸缓慢滴加入，配制成稀酸液PH＝4-9，再缓慢加入浓硝酸10-40g。搅拌升温至50-90℃，恒温反应3-8h，取样检测物料反应转化率。由以上实验数据综合考虑的最优稀酸浓度为一定量。
(3)反应温度
分别取3-氨基-1-金刚烷醇20g5份，各加入清水35g搅匀，再各自用浓盐酸缓慢滴加入，稀酸液PH＝4-9，再缓慢加入浓硝酸10-40g。搅拌升温至40-90℃，恒温反应3-8h，取样检测物料反应转化率。由以上实验数据综合考虑的最优反应温度为一定量。
3-氨基-1-金刚烷醇盐酸盐在质量分数一定量的稀硝酸水液中，升温至一定温度，反应一定时间，生成1,3-金刚烷二醇，精制后物料白色晶体，颗粒均匀，含量大于99.5％，收率为60％。
实施例1
(1)取3-氨基-1-金刚烷醇20g加入反应釜中，加入清水35g搅匀，再缓慢滴加入浓盐酸12.4g配制成稀酸液，再缓慢加入浓硝酸25g。
(2)搅拌升温至80℃，恒温反应3h，取样检测监控物料反应情况。
(3)反应到位，反应液冷却至室温，再缓慢滴加入40％NaOH水液60g调节PH＝7。
(4)固液相抽滤分离，得到固体1,3-二金刚烷醇粗品19.5g。
(5)粗品加入240g清水，升温至80℃溶解完全。
(6)水液减压蒸馏浓缩，馏出水液180g，有固体析出，停止蒸馏，冷却结晶。
(7)抽滤，得滤渣11.2g
(8)得到的晶体置于70℃干燥箱中干燥3小时后得到9.8g1,3-二金刚烷醇精品，经检测知其纯度为99.57％。
实施例2
(1)取3-氨基-1-金刚烷醇生产废气母液500g，经减压旋转蒸馏至干，得到130g固体，经检测知其3-氨基-1-金刚烷醇含量为66.05％，1,3-二金刚烷醇含量为3.58％。
(2)加入清水400g搅匀，再缓慢滴加入浓盐酸66g配制成稀酸液，再缓慢加入浓硝酸235g。
(2)搅拌升温至80℃，恒温反应3h，取样检测监控物料反应情况。
(3)反应到位，反应液冷却至室温，再缓慢滴加入40％NaOH水液486g调节PH＝7。
(4)固液相抽滤分离，得到固体1,3-二金刚烷醇粗品112.3g。
(5)粗品加入1350g清水，升温至80℃溶解完全，再加入活性炭5g，搅拌30min。
(6)趁热抽滤，滤液再减压蒸馏浓缩，馏出清水1020g，有固体析出，停止蒸馏，冷却结晶。
(7)抽滤，得滤渣56.8g。
(8)得到的晶体置于60℃干燥箱中干燥3小时后得到47.5g1,3-二金刚烷醇精品，经检测知其纯度为99.12％。

Claims (2)

1.一种以制备的3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取3-氨基-1-金刚烷醇20g加入反应釜中，加入清水35g搅匀，再缓慢滴加入浓盐酸12.4g配制成稀酸液，再缓慢加入浓硝酸25g；
(2)搅拌升温至80℃，恒温反应3h，取样检测监控物料反应情况；
(3)反应到位，反应液冷却至室温，再缓慢滴加入40％NaOH水液60g调节PH＝7；
(4)固液相抽滤分离，得到固体1,3-二金刚烷醇粗品19.5g；
(5)粗品加入240g清水，升温至80℃溶解完全；
(6)水液减压蒸馏浓缩，馏出水液180g，有固体析出，停止蒸馏，冷却结晶；
(7)抽滤，得滤渣11.2g；
(8)得到的晶体置于70℃干燥箱中干燥3小时后得到9.8g1,3-二金刚烷醇精品，经检测知其纯度为99.57％。
2.一种以制备的3-氨基-1-金刚烷醇制备1，3-金刚烷二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)取3-氨基-1-金刚烷醇生产废气母液500g，经减压旋转蒸馏至干，得到130g固体，经检测知其3-氨基-1-金刚烷醇含量为66.05％，1,3-二金刚烷醇含量为3.58％；
(2)加入清水400g搅匀，再缓慢滴加入浓盐酸66g配制成稀酸液，再缓慢加入浓硝酸
235g；
(2)搅拌升温至80℃，恒温反应3h，取样检测监控物料反应情况；
(3)反应到位，反应液冷却至室温，再缓慢滴加入40％NaOH水液486g调节PH＝7；
(4)固液相抽滤分离，得到固体1,3-二金刚烷醇粗品112.3g；
(5)粗品加入1350g清水，升温至80℃溶解完全，再加入活性炭5g，搅拌30min；
(6)趁热抽滤，滤液再减压蒸馏浓缩，馏出清水1020g，有固体析出，停止蒸馏，冷却结晶；
(7)抽滤，得滤渣56.8g；
(8)得到的晶体置于60℃干燥箱中干燥3小时后得到47.5g1,3-二金刚烷醇精品，经检测知其纯度为99.12％。
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