CN115677532B - 一种由丙烯腈高效制备β-氨基丙腈的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种由丙烯腈高效制备β‑氨基丙腈的方法，包括：在釜式反应器中，丙烯腈和氨水在氨化剂作用下发生反应，反应终止后，反应液经脱氨、蒸馏处理，制得β‑氨基丙腈；其中，所述丙烯腈原料中醛类物质的含量在50‑230ppm且阻聚剂的含量限制在60‑150ppm。本发明通过控制所使用的丙烯腈中醛类物质和阻聚剂的含量，使丙烯腈与氨的反应收率大幅提高，反应的单程收率提高至98%以上，减少了副产物的生成，后期纯化难度大幅下降；同时反应液稳定性大幅提高，50ºC储存2个月，产品损失率<0.01%。
Description
技术领域
本发明属于化学技术领域，具体的涉及一种由丙烯腈高效制备β-氨基丙腈的方法。
背景技术
泛酸钙作为维生素B5的商品形式，在饲料添加剂、医药、食品及日化等领域具有广阔的需求，生产泛酸钙需要一种关键的中间体—β-氨基丙腈。专利US1992615报道了由丙烯腈氨化合成β-氨基丙腈的方法，但反应过程中有大量副产物生成，收率仅10-20％，给工业化应用带来了很大的困难。
发明内容
针对现有技术中收率较低等问题，本发明的目的在于提供一种由丙烯腈高效制备β-氨基丙腈的方法。该方法具有产物选择性好、收率高、纯化方便、反应液稳定性好等优点。
为了达到上述目的，本发明采用的技术方案如下：
在釜式反应器中，丙烯腈和氨水在氨化剂作用下发生反应，反应终止后，反应液经后处理，制得β-氨基丙腈；
其中，所述丙烯腈原料醛类物质的含量在50-230ppm且阻聚剂的含量在60-150ppm。
研究发现，向丙烯腈原料中添加一定量的醛类和阻聚剂，其中的醛类在制备β-氨基丙腈的过程中会通过氢键作用抑制产物的进一步氨化，而阻聚剂过少时在高温下无法充分抑制丙烯腈的自聚反应，过多不利于后续的分离纯化，当把阻聚和醛类的含量控制在合理的范围内时，能够大幅提高反应收率和反应液的稳定性。
本发明所述醛类物质是指含有醛基的物质，包括乙醛、丙烯醛、丙醛、戊醛等中的一种或多种。
本发明所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、対苯醌、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
本发明所述氨水的质量分数为10-70％，优选20-50％。丙烯腈与氨的摩尔比为1:3-20，优选1:7-15。
本发明所述氨化剂包括甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇中的一种或多种。氨化剂的添加量为基于丙烯腈重量的1-15倍，优选3-10倍。
本发明所述反应温度为75-185℃，反应表压为1-6MPa，反应时间为10-360min。
本发明所述后处理包括将反应液脱氨后，减压蒸馏脱除轻组分后，继续升温蒸馏出产物。
本发明的有益效果在于，通过控制所使用的丙烯腈中醛类物质和阻聚剂的含量，使丙烯腈与氨的反应收率大幅提高，反应的单程收率提高至98％以上，减少了副产物的生成，后期纯化难度大幅下降；同时反应液稳定性大幅提高，50℃储存2个月，产品损失率<0.01％。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明，本发明的范围包括但不局限于所列举的实施例。
丙烯腈：纯度为99.7％。
实施例1
将丙烯腈(与丙烯醛和对羟基苯甲醚预混，醛类物质和阻聚剂含量分别为83ppm、121ppm)和浓度为25wt％的氨水按照摩尔比丙烯腈：氨＝1:12的比例投入反应釜中，氨化剂乙醇的加入量为基于丙烯腈重量的3倍。将反应釜密闭后，120℃、3.0MPa反应2h。反应完成后，取样检测丙烯腈转化率大于99％。将反应液分为两部分分别进行稳定性测试和后处理：取反应液1mL在50℃储存2个月，经检测产品损失率为0.008％；剩余的反应液脱氨回收后，减压蒸馏，蒸出溶剂后继续升温蒸出产物，经检测，所得β-氨基丙腈的产品纯度为99.8％，收率为98.5％。
实施例2
将丙烯腈(与乙醛和对苯二酚预混，其中醛类物质和阻聚剂含量分别为124ppm、86ppm)和浓度为45wt％的氨水按照摩尔比丙烯腈：氨＝1:8的比例投入反应釜中，氨化剂甲醇的加入量为基于丙烯腈重量的10倍。将反应釜密闭后，150℃、5.0MPa反应1h。反应完成后，取样检测丙烯腈转化率大于99％。将反应液分为两部分分别进行稳定性测试和后处理：取反应液1mL在50℃储存2个月，经检测产品损失率为0.009％；剩余的反应液脱氨回收后，减压蒸馏，蒸出溶剂后继续升温蒸出产物，经检测，所得β-氨基丙腈的产品纯度为99.7％，收率为98.0％。
实施例3
将丙烯腈(与乙醛和甲基氢醌预混，醛类物质和阻聚剂含量分别为137ppm、69ppm)和浓度为35wt％的氨水按照摩尔比丙烯腈：氨＝1:11的比例投入反应釜中，氨化剂正丁醇的加入量为基于丙烯腈重量的5倍。将反应釜密闭后，100℃、3.0MPa反应4h。反应完成后，取样检测丙烯腈转化率大于99％。将反应液分为两部分分别进行稳定性测试和后处理：取反应液1mL在50℃储存2个月，经检测产品损失率为0.004％；剩余的反应液脱氨回收后，减压蒸馏，蒸出溶剂后继续升温蒸出产物，经检测，所得β-氨基丙腈的产品纯度为99.5％，收率为98.3％。
实施例4
将丙烯腈(与乙醛和甲基氢醌预混，醛类物质和阻聚剂含量分别为213ppm、139ppm)和浓度为25wt％的氨水按照摩尔比丙烯腈：氨＝1:12的比例投入反应釜中，氨化剂叔丁醇的加入量为基于丙烯腈重量的5倍。将反应釜密闭后，100℃、3.0MPa反应6h。反应完成后，取样检测丙烯腈转化率大于99％。将反应液分为两部分分别进行稳定性测试和后处理：取反应液1mL在50℃储存2个月，经检测产品损失率为0.008％；剩余的反应液脱氨回收后，减压蒸馏，蒸出溶剂后继续升温蒸出产物，经检测，所得β-氨基丙腈的产品纯度为99.5％，收率为95.8％。
对比例1：
将丙烯腈(经过提纯，醛类物质和阻聚剂含量分别为25ppm和41ppm，丙烯腈纯度为99.85％)和浓度为25wt％的氨水按照摩尔比丙烯腈：氨＝1:12的比例投入反应釜中，氨化剂乙醇的加入量为基于丙烯腈重量的3倍。将反应釜密闭后，120℃、3.0MPa反应2h。反应完成后，取样检测丙烯腈转化率大于99％。将反应液分为两部分分别进行稳定性测试和后处理：取反应液1mL在50℃储存2个月，经检测产品损失率为10.95％；剩余的反应液脱氨回收后，减压蒸馏，蒸出溶剂后继续升温蒸出产物，经检测，所得β-氨基丙腈的产品纯度为93.4％，收率为65.1％。
以上具体实施方式，并非对本发明的技术方案作任何形式的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种由丙烯腈制备β-氨基丙腈的方法，在釜式反应器中，丙烯腈和氨水在氨化剂作用下发生反应，反应终止后，反应液经后处理，制得β-氨基丙腈；丙烯腈与氨的摩尔比为1:3-20；所述氨化剂选自甲醇、乙醇、正丁醇、叔丁醇中的一种或多种；
其中，所述丙烯腈原料中醛类物质的含量在50-230ppm且阻聚剂的含量在60-150ppm；所述醛类物质选自乙醛、丙烯醛中的一种或多种，所述阻聚剂为对苯二酚、对羟基苯甲醚、对苯醌、甲基氢醌、2-叔丁基对苯二酚、2,5-二叔丁基对苯二酚中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨化剂的添加量为基于丙烯腈重量的1-15倍。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述氨水的质量分数为10-70％。
4.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，反应温度为75-185℃，反应表压为1-6MPa，反应时间为10-360min。
5.根据权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述后处理包括将反应液脱氨后，减压蒸馏脱除轻组分后，继续升温蒸馏出产物。
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