CN115536546A - 一种二苯甲酮腙的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种二苯甲酮腙的合成方法，按照如下步骤合成：1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％‑2％；2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应直至原料含量＜2％；3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用；然后加入水热洗，真空蒸馏出水；4)将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到产品，滤液减压蒸馏回收乙醇。本发明通过工艺改进，在反应时不加入溶剂，在后续的操作中，方便回收水合肼套用，回收结晶溶剂乙醇，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及化工生产领域，特别涉及一种二苯甲酮腙的合成方法。
背景技术
二苯甲酮腙(BPH)广泛用于医药、杀虫剂、紫外吸收剂、有机颜料、感光材料、香料等领域，是一种重要的有机化工原材料。二苯甲酮腙可用于生产医药如帕珠沙星、双环己哌啶、苯海拉明酸盐、琥珀酸西苯唑啉抗心律失常药物等，还可作为如头孢克肟、头孢拉腙等抗生素药物合成过程中6-氨基青霉素酸和7-氨基头孢烷酸的羧基保护基；二苯甲酮腙也可用于制备二苯基重氮甲烷及其有关化合物，二苯基重氮甲烷在半合成青霉素和头孢菌素类化合物时广泛用于羧基保护；另外，二苯甲酮腙是制备吲哚的主要原料，吲哚可用于合成多种药物，是色氨酸的合成原料，也是很多香料的组分。因此，工业化生产二苯甲酮腙原材料具有意义重大。
目前，按照原材料分类，合成二苯甲酮腙的方法主要有以下3种：①以二苯甲酮肟为原料，以二苯甲酮肟和水合肼在乙醇溶剂或二乙基乙二醇溶剂中加热1h制得二苯甲酮腙，产率可达95％，但是由于原材料二苯甲酮肟生产厂家少、价格高，该方法未得到广泛应用；②以二苯基重氮甲烷为原料，以二苯基重氮甲烷、四甲基咪唑四氟硼酸盐、苯甲酸在DMF中常温反应得到二苯甲酮腙，产物产率为86％，但是同样原材料二苯基重氮甲烷生产厂家少、价格高，该方法未得到广泛应用；③以二苯甲酮为原料，以二苯甲酮和水合肼(体积分数80-85％)为原料在乙醇中回流反应5-12h制得二苯甲酮腙，产物产率可达95％左右，但是该反应需要加入催化剂目前主要加入的催化剂为盐酸。
《二苯甲酮腙合成工艺条件的研究》公开了以无水乙醇作为溶剂，加入冰醋酸、浓硫酸或者硝酸正丁胺作为催化剂。进行反应，该工艺反应完后，能结晶出产品，但是反应过程中，水合肼是过量的，反应完后，水合肼和乙醇混合，水合肼和乙醇混合，不利于水合肼的回收。
CN100387572公开了一种二苯甲酮腙的合成方法，用二苯甲酮与水合肼在离子液体中反应，如烷基咪唑四氟硼酸盐、烷基咪唑醋酸盐、烷基吡啶四氟硼酸盐、烷基吡啶六氟磷酸盐或烷基咪唑六氟磷酸盐等。反应完后，结晶，滤液用有机溶剂萃取离子液体，回收离子液体。该方法也不涉及到水合肼的回收利用。
发明内容
针对现有技术问题，本发明提供了一种二苯甲酮腙合成方法，以醋酸作为催化剂，能回收套用水合肼，无需反应溶剂，生产成本低，无三废产生。
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于,按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％-2％；
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应直至原料含量＜2％；
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用；然后加入水热洗，真空蒸馏出水；
4)将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到产品，滤液减压蒸馏回收乙醇。
本发明选用廉价易得的冰醋酸作为催化剂，无需反应溶剂，反应完后，反应过程中精馏分水，将产生的水分带走，控制温度，从从而控制精馏的回流比，只分出水。反应完后分液，即可得到未反应完的水合肼(水相)，得到的水合肼可直接套用，干净，无需多余的操作。分液后的有机相中还存在少量水合肼，通过真空蒸馏，带出水合肼与之前的水相合并，回收套用。
然后蒸馏底物加水洗涤，继续减压蒸馏，带出余量的少量的水合肼，蒸出的水可作为废水，所含污染物极少。
洗涤完后，加入乙醇重结晶，得到产品，收率大于95％，白色针状结晶，熔点97-98℃。重结晶乙醇回收套用。蒸馏乙醇的残渣可回到反应釜或者集中处理。
上述方案中：二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:2.5-4。
上述方案中：所述水合肼的质量浓度为40％-80％。本发明对水合肼的浓度要求不高，反应过程中就直接将水分掉。
4、根据权利要求1-3任一项所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：有机相真空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
5、根据权利要求4所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：所述水洗时蒸馏至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出，水洗两次，每次的加水量为物料体积的1-2倍。
上述方案中：每批料反应结束后分岀的水合肼和物料中减压蒸馏蒸出的水合肼投入下批反应釜后，再按理论量投入新水合肼。
有益效果：本发明通过工艺改进，在反应时不加入溶剂，在后续的操作中，方便回收水合肼套用，回收结晶溶剂乙醇，降低成本。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例和附图，对本发明做进一步的描述。
实施例1
二苯甲酮腙的合成方法，按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:4。升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％。水合肼的质量浓度为40％-80％。
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应至反应完全，取样，气相检测，直至原料含量＜2％。
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用，空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
然后加入水热洗，每次的加水量为物料体积的1-2倍，真空蒸馏出水。至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出。将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到针状晶体，收率95.8％，滤液减压蒸馏回收乙醇。乙醇套用。
实施例2
二苯甲酮腙的合成方法，按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:4。水合肼一部分是实施例1的回收的水合肼，然后再按照二苯甲酮和水合肼1:2加入新的水合肼，升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％。水合肼的质量浓度为40％-80％。
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应至反应完全，取样，气相检测，直至原料含量＜2％。
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用，空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
然后加入水热洗，每次的加水量为物料体积的1倍，真空蒸馏出水。至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出。将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到针状晶体，收率96.2％，滤液减压蒸馏回收乙醇。乙醇套用。
实施例3
二苯甲酮腙的合成方法，按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:2.5。升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的2％。水合肼的质量浓度为40％-80％。
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应至反应完全，取样，气相检测，直至原料含量＜2％。
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用，空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
然后加入水热洗，每次的加水量为物料体积的1倍，真空蒸馏出水。至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出。将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到针状晶体，收率96.3％，滤液减压蒸馏回收乙醇。乙醇套用。
实施例4
二苯甲酮腙的合成方法，按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:3。升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％。水合肼的质量浓度为40％-80％。
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应至反应完全，取样，气相检测，直至原料含量＜2％。
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用，空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
然后加入水热洗，每次的加水量为物料体积的1倍，真空蒸馏出水。至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出。将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到针状晶体，收率97.1％，滤液减压蒸馏回收乙醇。乙醇套用。
本发明可采用以下生产系统包括反应釜1，反应釜1外设置有加热夹层，加热夹层的下侧设置有热媒进入管道，上侧设置有热媒出口管线，反应釜内设置有搅拌装置，反应釜内设置有温度传感器2，反应釜1上配备有水合肼计量加入装置、冰醋酸计量加入装置以及固体物料加入口101，水合肼计量加入装置包括水合肼计量罐6，水合肼计量罐6的出液口与反应釜1上的进液管相连，水合肼计量罐6的进液口连接水合肼储罐7，水合肼回收储罐5也与水合肼计量罐6相连。冰醋酸计量加入装置包括冰醋酸计量罐8，冰醋酸计量罐8的出液口与反应釜1上的进液管相连，冰醋酸计量罐8的进液口连接冰醋酸储罐9。各个连接管道上均设置有自动控制阀门。
反应釜1上还连接有精馏柱3，精馏柱3为现有成熟产品，在此不做赘述。反应釜1上设置有反应液出口管线与分液釜4相连，反应釜1上设置有氮气管线102，氮气管线102上设置有自动控制阀门，反应釜1内的反应物料通过氮气压入分液釜4。分液釜上也设置有氮气管线，将分液釜内上层物料压出。
分液釜1的底部的下层水层出口管线与回收水合肼回收储罐5相连，分液釜1的上层有机相出口管线与蒸馏釜10相连，蒸馏釜10上设置有水加入管线1001，蒸馏釜10连接冷凝器11，冷凝器11的冷凝液体出口与水合肼回收储罐5相连，水合肼回收储罐5与水合肼计量加入装置的水合肼计量罐相连，蒸馏釜10的釜底物料出口管线与结晶釜11相连，结晶釜11配备有乙醇定量加入装置，乙醇定量加入装置包括乙醇计量罐12，乙醇计量罐12与结晶釜11的乙醇加入管线相连，乙醇计量罐12与乙醇储罐13以及乙醇回收储罐14相连。
结晶釜11的物料出口管线与过滤装置15相连，结晶釜11的物料也可通过氮气压出，过滤装置15的滤液出口与乙醇母液回收储罐16相连。乙醇母液回收储罐16与乙醇蒸馏釜17相连，乙醇蒸馏釜17连接冷凝器，冷凝器的冷凝液出口与乙醇回收储罐14相连，乙醇蒸馏釜17的釜底物排出管线与釜底物储存槽18相连。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.一种二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于,按照如下步骤合成：
1)将二苯甲酮和水合肼、催化剂冰乙酸投入反应釜中，升温反应，冰醋酸的加入量为二苯甲酮质量的1％-2％；
2)待二苯甲酮热熔后开始搅拌，边升温边精馏分出水，水合肼回流到反应釜内，控制内温120℃左右，反应直至原料含量＜2％；
3)反应合格后趁热分层，水相回收水合肼套用，有机相真空蒸馏出物料中的水合肼回收套用；然后加入水热洗，真空蒸馏出水；
4)将蒸馏的釜底物加入无水乙醇重结晶，过滤，干燥得到产品，滤液减压蒸馏回收乙醇。
2.根据权利要求1所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：二苯甲酮与水合肼的摩尔比为1:2.5-4。
3.根据权利要求2所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：所述水合肼的质量浓度为40％-80％。
4.根据权利要求1-3任一项所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：有机相真空蒸馏至在120℃，-0.09MPa无馏出。
5.根据权利要求4所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：所述水洗时蒸馏至120℃，-0.09MPa直到无蒸出水馏出，水洗两次，每次的加水量为物料体积的1-2倍。
6.根据权利要求5所述二苯甲酮腙的合成方法，其特征在于：每批料反应结束后分岀的水合肼和物料中减压蒸馏蒸出的水合肼投入下批反应釜后，再按理论量投入新水合肼。
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