CN1155566C - 分离提纯n-乙基咔唑的工艺方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种分离提纯N-乙基咔唑的工艺方法。N-乙基咔唑是合成染料硫化还原兰GNX及颜料永固紫RL的中间体。在N-乙基咔唑的粗产品中含有咔唑、蒽、菲等杂质。本发明利用粗产品中各物质熔点的差异,采用静态分布结晶方法对N-乙基咔唑分离提纯,所获得的N-乙基咔唑的纯度可达94%以上。本工艺具有成本低、操作简单、易于实现连续化、不产生废水、不使用溶剂等优点,并可同时获得纯度较高的蒽、咔唑和菲。
Description
本发明涉及一种从混合物中分离提纯N-乙基咔唑的方法。
杂环芳香烃化合物咔唑及其衍生物是染料、香料、医药等产品的中间体,其中N-乙基咔唑是由咔唑与卤乙烷反应而生成的化合物,其结构式如下:
N-乙基咔唑是合成染料硫化还原兰GNX及颜料永固紫RL的中间体。无论作为还原兰GNX的中间体还是颜料永固紫RL的中间体,均对其纯度有一定要求。在N-乙基咔唑的合成中,由于咔唑的分离提纯较难(咔唑与其中的主要杂质蒽、菲等的熔点和沸点很接近,咔唑沸点为355℃,蒽的沸点为340℃;咔唑的熔点为245℃,蒽的熔点为216℃),从而导致粗产品N-乙基咔唑的纯度较低,因此须对反应所获得的N-乙基咔唑进行分离提纯。
传统的对N-乙基咔唑分离提纯的方法为结晶洗涤及活性炭脱色方法。该方法要耗用大量溶剂、产生大量废水、操作困难。美国专利US2783244公开了一种关于蒽的提纯及N-乙基咔唑制备工艺,该工艺采用蒽沥青为原料,首先用溶剂对沥青进行洗涤结晶,以将原料中的蒽及咔唑分离出来,而后将蒽及咔唑混合物进行烷基化,烷基化剂为硫酸二乙酯,溶剂为含水丙酮,在96%氢氧化钾水溶液存在下反应2.5小时,反应结束后,加入一定水使蒽析出,过滤后可得纯度为93%的蒽,对含N-乙基咔唑的油相继续用水稀释以使N-乙基咔唑析出,过滤后可得纯度为83%的产品,收率为87%。该专利中用大量水提纯产品,废水较难处理,环境污染严重。美国专利US5393894及欧洲专利EP0635490讲述了另一种N-乙基咔唑制备方法。该方法采用96%的咔唑为原料,碳酸乙酯为烷基化剂,反应温度为130~320℃,咔唑与碳酸乙酯的摩尔比为1.1~2.5∶1,在氢氧化钾、碳酸钾或乙醇钾存在下反应24小时,而后将剩余碳酸乙酯蒸出,70~100℃加水结晶,即得96%纯度的产品。该方法对原料要求较高,生产成本也较高,同时也存在废水污染环境的问题。
本发明的目的在于提供一种静态结晶分离提纯N-乙基咔唑的工艺方法,能有效地从混合物中分离提纯N-乙基咔唑,降低了对原料咔唑纯度的要求,降低了生产成本,并能够克服现有技术污染环境的缺陷。
本发明的技术构思是这样的:
N-乙基咔唑的熔点为69℃,咔唑的熔点为245℃,蒽的熔点为216℃,菲的熔点为101℃,由此可以利用N-乙基咔唑熔点较低的特点用静态分布结晶方法对N-乙基咔唑分离提纯。
实现本发明目的技术方案包括如下步骤:
将含有咔唑、蒽和菲等杂质的N-乙基咔唑粗产品置于结晶器中,加热,使其温度升高,按不同温度段收集熔化物。在67~71℃收集的熔化物即为纯化的N-乙基咔唑。
本发明优选的技术方案包括如下步骤:
将含有咔唑、蒽和菲杂质的N-乙基咔唑粗产品置于结晶器中,将结晶器放入冰柜中进行深度冷却,深度冷却的目的是使粗产品充分结晶,因此温度越低越好,但同时能耗将增大,因此一般冷却至-20~-5℃即可,而后取出使其温度升至室温,然后使温度缓慢升高,升温速度为5~15℃/hr,在55~60℃后,升温速度控制在0.3~10℃/hr,最好为0.5~5℃/hr,升温速度太快,则提纯效率降低;升温速度太慢,则将降低生产效率。按不同温度段收集熔化物。在67~71℃收集的熔化物即为纯化的N-乙基咔唑。
本发明更为优选的技术方案包括如下步骤:
为了结晶均匀,可在深度冷却前,将含有N-乙基咔唑、咔唑、蒽和菲的粗产品先升高温度将其熔化,然后使其逐步降温,降温速度以0.5~5℃/hr为好,使其缓慢结晶,降温速度太快,则结晶不均匀;降温速度太慢,则将降低生产效率。待熔化物冷却至40~50℃后,可自然冷却至室温,然后再进行深度冷却。
采用上述方法所获得的N-乙基咔唑,其纯度可达94%以上。与其它工艺相比,本工艺还有成本低、操作简单、易于实现连续化、不产生废水、不使用溶剂等优点,并可同时获得纯度较高的蒽、咔唑和菲。
在工业生产上,可重复上述的操作过程,以提高产品的纯度和得率。
以下将通过实施例对本发明的有关细节作进一步的说明。
实施例1
以8.93克纯度为88.24%的N-乙基咔唑为原料,将其熔化后加入结晶器中,升温至85℃,使其在结晶器中充分熔化,而后缓慢降温,控制降温速度在3℃/hr,待溶化物大部分冷却后,使其自然冷却至室温,再将结晶器放入冰柜中进行深度冷却结晶,而后取出升温,当其温度升至室温后控制升温速度。在57℃后,升温速度控制在1℃/hr,按不同温度段收集溶化物。在67~71℃收集的熔化物为N-乙基咔唑。
最后得到94.39%的N-乙基咔唑产品1.66克,纯度低于94.39%的产品6.49克。
产物分析在日本岛津GC-14B型气相色谱仪上进行,处理机为日本岛津C-R6A,色谱柱为SE-54毛细管柱。谱峰对应物质用日本岛津GC-17A-QP-5000色质联用仪来测定。色谱条件为:从150℃开始升温,升温速率为4℃/每分钟,升温至250℃后保持25分钟,检测室温度为270℃,汽化室温度为250℃。
Claims (3)
1.一种分离提纯N-乙基咔唑的工艺方法,其特征在于包括如下步骤:
将含有杂质的N-乙基咔唑粗产品置于结晶器中,将结晶器深度冷却至-20~-5℃,而后取出使其温度升至室温,然后使温度缓慢升高,升温速度为5~15℃/hr,在55~60℃后,升温速度为0.3~10℃/hr,在67~71℃收集熔化物,即为纯化的N-乙基咔唑。
2.如权利要求1所述的方法,其特征在于:
在55~60℃后,升温速度为0.5~5℃/hr。
3.如权利要求2所述的方法,其特征在于:
在深度冷却前,将含有杂质的N-乙基咔唑粗产品先升高温度将其熔化,然后使其逐步降温,降温速度为0.5~5℃/hr,待熔化物冷却至40~50℃后,可自然冷却至室温,然后再进行深度冷却。
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