CN114539143A - 一种4-氰基吡啶的纯化方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种4‑氰基吡啶的纯化方法,包括:吡啶混合物经重结晶得到4‑氰基吡啶湿品;按照4‑氰基吡啶湿物料中的水分和甲苯的质量比为1:2~1:6加入甲苯,混合;在压力为0MPa~‑0.04MPa、温度为150℃~170℃下真空旋蒸至不再蒸出液体,得到4‑氰基吡啶产品。本发明利用甲苯与水共沸的方法除去4‑氰基吡啶湿物料中的水分,再利用甲苯易挥发性,去除物料中残余的甲苯,最终得到高纯度的4‑氰基吡啶成品,4‑氰基吡啶纯度高达99.9%,水分含量仅为0.01%,同时也提高了4‑氰基吡啶的收率。本发明方法大大缩短了整体干燥过程的时间;且4‑氰基吡啶成品呈白色粉末状,利于生产过程中的储存和运输。

Description

一种4-氰基吡啶的纯化方法
技术领域
本发明涉及一种4-氰基吡啶的纯化方法。
背景技术
4-氰基吡啶主要用作医药、农药中间体,是一种白色至淡黄色针状晶体,具特征性气味,其熔点为88℃,常压下沸点为196℃。
目前,4-氰基吡啶的生产方法主要为:在催化剂的作用下,由3-甲基吡啶与氨反应生成3-氰基吡啶和副产物混合吡啶,利用沸点差异分离出3-氰基吡啶和混合吡啶;混合吡啶再通过重结晶得到4-氰基吡啶。具体的重结晶方法是:将混合吡啶通与水混合,水浴加热至物料安全溶解,再降至室温,整个过程保持匀速搅拌;再离心得到4-氰基吡啶湿品。4-氰基吡啶湿品由于含水,不利于长时间存放,容易导致物料出现板结的现象。
现有4-氰基吡啶的干燥方法主要有:
1、自然风干法:直接将湿物料放在刚盘上,铺开铺平,放在通风的室内,放置24h,风干水分,得到4-氰基吡啶干品,其中水分在0.18%左右。该方法存在处理时间长、水分去除效果不好的问题。
2、低温干燥法:混合吡啶通过重结晶得到湿品物料,放在干燥箱中,加热,控制温度在40℃干燥(温度过高,会导致钢盘最下面的4-氰基吡啶结块,影响物料的晶型),干燥8h,得到4-氰基吡啶干品,干品的水分在0.07%左右。该方法同样存在处理时间长,同时水分去除的效果不好的缺点,而且物料呈颗粒状,不方便储存、运输等。
发明内容
本发明的目的至针对经过重结晶后的4-氰基吡啶湿品干燥过程中处理时间长,干燥效果不好,不利于生产过程中的储存和运输等问题,提供一种除去4-氰基吡啶水分的方法。
本发明的目的是通过以下技术方法实现的:
一种4-氰基吡啶的纯化方法,包括以下步骤:
步骤(1)、重结晶:吡啶混合物经重结晶得到4-氰基吡啶湿品;
步骤(2)、干燥:按照4-氰基吡啶湿物料中的水分和甲苯的质量比为1:2~1:6加入甲苯,混合;真空旋蒸至不再蒸出液体,得到4-氰基吡啶产品。
步骤(1)中,所述的吡啶混合物中4-氰基吡啶的含量为94%~97%,3-氰基吡啶的含量为0.1%~0.5%,其他杂质如甲苯的含量为1000ppm以下,3-甲基吡啶的含量为1000ppm以下。
所述的重结晶为:按照吡啶混合物和水的质量比1:2~1:5将吡啶混合物和水混合,在温度60℃~90℃下搅拌溶解,边搅拌边降温至10℃~30℃,搅拌析晶,离心,得到4-氰基吡啶湿品。
优选的,所述的水和吡啶混合物的质量比2:1。
优选的,所述的离心的转速为1500rpm。
所述的4-氰基吡啶湿品中4-氰基吡啶含量为93%~98%,水分含量为1%~6%。4-氰基吡啶湿物料呈白色粉末状。
步骤(2)中,所述的4-氰基吡啶湿物料中的水分和甲苯的质量比为1:4~1:6。
所述的真空旋蒸的压力为0MPa~-0.04MPa,优选为-0.03MPa~-0.04MPa,温度为150℃~170℃。若压力过高,则会导致溶液中甲苯被抽到真空泵中,若保持在本发明压力范围内,则可以促进整个真空旋蒸的过程。若温度低于150℃,则会导致甲苯与水的共沸物不沸腾,不易蒸出,若温度高于170℃,则可能会导致4-氰基吡啶挥发。
作为本发明所述的4-氰基吡啶除水的方法的优选技术方案,还包括:将经过干燥的物料放置在通风橱内,室温挥干余下的甲苯,得到4-氰基吡啶成品。其中,通风橱排出的气体由废气回收罐收集。
本发明的有益效果:
本发明利用甲苯与水共沸的方法除去4-氰基吡啶湿物料中的水分,可以再利用甲苯易挥发性,去除物料中残余的甲苯,最终得到高纯度的4-氰基吡啶成品,4-氰基吡啶纯度高达99.9%,水分含量仅为0.01%,同时也提高了4-氰基吡啶的收率。
本发明方法大大缩短了整体干燥过程的时间,不到自然风干法的1/3;且4-氰基吡啶成品呈白色粉末状,利于生产过程中的储存和运输。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明的技术方案做进一步说明。
实施例1
取500g吡啶混合物(4-氰基吡啶的含量为95%,3-氰基吡啶的含量为0.3%,3-甲基吡啶和甲苯的含量各为0.1%),先按照吡啶混合物和水的质量比1:2将吡啶混合物和水混合,在温度60℃下搅拌溶解,边搅拌边降温至20℃,继续搅拌析晶,离心机低速离心(转速1500rpm),得到420g 4-氰基吡啶湿品(4-氰基吡啶的含量为95%,水分的含量为4%),结晶母液套用至下次重结晶。
取4-氰基吡啶湿品200.1g,将其和甲苯33g混合,加入到旋转蒸发仪中,抽真空至-0.03MPa,加热至158℃,旋转蒸发3.5h,此时,收集瓶中溶液质量达到36.2g,不再变化;停止旋蒸,收集物料(4-氰基吡啶含量为97%,甲苯含量为2%,水分含量为0.01%,3-氰基吡啶含量为0.01%,3-甲基吡啶未检测出),物料呈白色粉末状;将物料放置在通风橱中4h,室温挥干余下的甲苯,收集物料,得到4-氰基吡啶成品191.7g,4-氰基吡啶成品中水分的含量为0.01%,通过液相色谱法检测出4-氰基吡啶的含量为99.9%,3-氰基吡啶0.05%,其他杂质(甲苯和3-甲基吡啶)未检测出。
实施例2
取实施例1重结晶制得的4-氰基吡啶湿品(4-氰基吡啶的含量为95%,水分的含量为4%)200g,将其和甲苯32.4g混合,加入到旋转蒸发仪中,抽真空至-0.04MPa,加热至158℃,旋转蒸发3.5h,此时,收集瓶中溶液质量达到36g,不再变化;停止旋蒸,收集物料(4-氰基吡啶含量为97%,甲苯含量为2%,水分含量为0.01%,3-氰基吡啶含量为0.01%,3-甲基吡啶未检测出),物料呈白色粉末状;将物料放置在通风橱中4h,室温挥干余下的甲苯,收集物料,得到4-氰基吡啶成品190.1g,4-氰基吡啶成品中水分的含量为0.01%,通过液相色谱法检测出4-氰基吡啶的含量为99.9%,3-氰基吡啶0.05%,其他杂质未检测出。
实施例3
取实施例1重结晶制得的4-氰基吡啶湿品(4-氰基吡啶的含量为95%,水分的含量为4%)200g,和甲苯48g混合,加入到旋转蒸发仪中,抽真空至-0.04MPa,加热至158℃,旋转蒸发3.5h,此时,收集瓶中溶液质量达到36g,不再不变;停止旋蒸,收集物料(4-氰基吡啶含量为97%,甲苯含量为2%,水分含量为0.01%,3-氰基吡啶含量为0.01%,3-甲基吡啶未检测出),物料呈白色粉末状;将物料放置在通风橱中4h,室温挥干余下的甲苯,收集物料,得到4-氰基吡啶成品190.7g,4-氰基吡啶成品中水分的含量为0.01%,通过液相色谱法检测出4-氰基吡啶的含量为99.9%,3-氰基吡啶0.01%,其他杂质未检测出。
对比例1
取实施例1重结晶制得的4-氰基吡啶湿品(4-氰基吡啶的含量为95%,水分的含量为4%)200g,将其和甲苯32g混合,加入到旋转蒸发仪中,抽真空至-0.04MPa,加热至140℃,旋转蒸发6h,此时,收集瓶中溶液质量达到28.7g,不再变化;停止旋蒸,收集物料,此时水分和甲苯还没有被完全蒸出,说明温度过低,导致甲苯和水的共沸物无法完全蒸出。
对比例2
取实施例1重结晶制得的4-氰基吡啶湿品(4-氰基吡啶的含量为95%,水分的含量为4%)200.4g,将其和甲苯32.2g混合,加入到旋转蒸发仪中,关闭抽真空,常压加热至158℃,旋转蒸发6h,此时,收集瓶中溶液质量达到29.0g,不再变化;停止旋蒸,收集物料,此时水分和甲苯还没有被完全蒸出,说明在常压下甲苯和水的共沸物无法完全蒸出。

Claims (9)

1.一种4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:包括以下步骤:
步骤(1)、重结晶:吡啶混合物经重结晶得到4-氰基吡啶湿品;
步骤(2)、干燥:按照4-氰基吡啶湿物料中的水分和甲苯的质量比为1:2~1:6加入甲苯,混合;真空旋蒸至不再蒸出液体,得到4-氰基吡啶产品。
2.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的吡啶混合物中4-氰基吡啶的含量为94%~97%,3-氰基吡啶的含量为0.1%~0.5%。
3.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的重结晶为:按照吡啶混合物和水的质量比1:2~1:5将吡啶混合物和水混合,在温度60℃~90℃下搅拌溶解,边搅拌边降温至10℃~30℃,搅拌析晶,离心,得到4-氰基吡啶湿品。
4.根据权利要求3所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的水和吡啶混合物的质量比2:1。
5.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的4-氰基吡啶湿品中4-氰基吡啶含量为93%~98%,水分含量为1%~6%。
6.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:步骤(2)中,所述的4-氰基吡啶湿物料中的水分和甲苯的质量比为1:4~1:6。
7.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的真空旋蒸的压力为0MPa~-0.04MPa,温度为150℃~170℃。
8.根据权利要求7所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:所述的真空旋蒸的压力为-0.03MPa~-0.04MPa。
9.根据权利要求1所述的4-氰基吡啶的纯化方法,其特征在于:还包括:将经过干燥的物料放置在通风橱内,室温挥干余下的甲苯,得到4-氰基吡啶成品。
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