CN115703743B - 一种5,5-二甲基海因的结晶方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及消毒剂制备技术领域，尤其涉及一种5,5‑二甲基海因的结晶方法。本发明提供的结晶方法，包括：提供温度为55～65℃的第一含5,5‑二甲基海因的溶液和室温的第二含5,5‑二甲基海因的溶液；将第一含5,5‑二甲基海因的溶液和第二含5,5‑二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5‑二甲基海因；或将第一含5,5‑二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5‑二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5‑二甲基海因。本发明所述的结晶控制工艺可以得到粒度分布均匀的5,5‑二甲基海因且平均收率＞90％。
Description
技术领域
本发明涉及消毒剂制备技术领域，尤其涉及一种5,5-二甲基海因的结晶方法。
背景技术
5,5-二甲基海因，全称为5,5-二甲基咪唑二酮，又可称为5,5-二甲基乙内酰脲。分子式为C5H8N2O2，分子量为128.13。5，5-二甲基海因及其衍生物(如二氯海因、二溴海因和溴氯海因等)是一类很有效的杀菌消毒剂，具有气味小、作用缓和、稳定性好、不刺激皮肤、价格低廉和货架储存期长等优点，广泛应用于农业(水产养殖、牲畜口蹄疫防治、病虫防治、水果保鲜剂和农作物酶病防治等)、日用化工、医药卫生消毒、饮用水、饮食、游泳池、娱乐场所和循环冷却水系统等的消毒。
目前，5,5-二甲基海因合成工艺通常采用布赫雷尔-贝尔格斯(Bonherer-Bergs)环化法，最早使用的原料为丙酮氰醇及碳酸铵。也可以用丙酮氰醇、二氧化碳和液氮采用间歇或连续法生产。上述制备方法采用的结晶工艺通常为直接在结晶釜中进行冷却结晶，但结晶得到的5,5-二甲基海因的粒径分布不均匀。
发明内容
本发明的目的在于提供一种5,5-二甲基海因的结晶方法，所述结晶方法可以得到粒径分布均匀的5,5-二甲基海因。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种5,5-二甲基海因的结晶方法，包括以下步骤：
提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液；所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温；
将第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5-二甲基海因；
或将第一含5,5-二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5-二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5-二甲基海因。
优选的，所述第一含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度为30～60wt％。
优选的，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度为10～15wt％。
优选的，所述第二混合时，第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比为2：(0.5～2)。
优选的，所述第一混合时，第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比为2:1。
优选的，所述第一结晶的温度为15～20℃，保温时间≥10min。
优选的，冷却至所述第一结晶温度的冷却速率为15～20℃/h。
优选的，当所述第一结晶的保温时间≥60min时，制备得到的所述5,5-二甲基海因的粒径为20～30目。
优选的，所第二结晶的温度为15～20℃，保温时间为55～65min。
优选的，冷却至所述第二结晶温度的冷却速率为10～15℃/h。
本发明提供了一种5,5-二甲基海因的结晶方法，包括以下步骤：提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液；所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温；将第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5-二甲基海因；或将第一含5,5-二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5-二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5-二甲基海因。本发明提供的结晶方法是利用在不同温度下5,5-二甲基海因在溶液体系中的溶解度的不同，控制第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的混合过程(先混合后加热或对第一含5,5-二甲基海因的溶液先加热后混合)，第二含5,5-二甲基海因的溶液中的5,5-二甲基海因瞬间析出并为整个混合体系中5,5-二甲基海因的结晶提供晶核，最大限度的提高5,5-二甲基海因的析出量，进而提高产率；同时为后续很好的控制结晶过程提供基础；控制第一结晶或第二结晶前的温度可以很使其在结晶的过程中能够很好的控制5,5-二甲基海因晶体的粒径，得到粒径分布均匀的5,5-二甲基海因。
具体实施方式
本发明提供了一种5,5-二甲基海因的结晶方法，包括以下步骤：
提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液；所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温；
将第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5-二甲基海因；
或将第一含5,5-二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5-二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5-二甲基海因。
在本发明中，若无特殊说明，所有制备原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
本发明提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液；所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温；
在本发明中，所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，优选为60℃。本发明对所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。例如所述第一含5,5-二甲基海因的溶液可通过配置得到，也可以为常规制备5,5-二甲基海因过程中得到的含5,5-二甲基海因的合成母液。在本发明中，所述含5,5-二甲基海因的合成母液优选为经过脱气处理的合成母液；所述脱气处理的温度优选为所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度，即经过脱气处理后的合成母液直接作为第一含5,5-二甲基海因的溶液。
在本发明中，所述第一含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度优选为30～60wt％，更优选为50～60wt％。
在本发明中，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温。本发明对所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的来源即可。例如所述第二含5,5-二甲基海因的溶液可通过配置得到，也可以为常规制备5,5-二甲基海因过程中得到的含5,5-二甲基海因的合成母液。在本发明中，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液优选为依次经过脱气处理和冷却至室温的合成母液。
当所述第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液为常规制备5,5-二甲基海因过程中得到的含5,5-二甲基海因的合成母液时，所述结晶方法还可以进一步提高最终制备得到的5,5-二甲基海因的纯度和产率。
在本发明中，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度优选为10～15wt％，更优选为12～13wt％。
本发明对所述第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的来源没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的任何一种制备5,5-二甲基海因的方法制备得到的产物体系均可。
提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液后，本发明将第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5-二甲基海因。
在本发明中，所述第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比优选为2:1。
本发明对所述混合的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述升温后的温度为70～85℃，优选为75～80℃。本发明对所述升温的升温速率没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的升温速率进行即可。
所述升温完成后，本发明还优选包括在搅拌的条件下进行保温；本发明对所述搅拌的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。在本发明中，所述保温的时间优选为30～60min，更优选为40～50min。
在本发明中，将所述混合后得到的含5,5-二甲基海因的合成母液升温至上述温度并进行保温的作用是为了使体系内形成晶核，从而更加容易形成晶体。
在本发明中，所述第一结晶的温度优选为15～20℃，更优选为16～18℃；保温时间优选≥10min，更优选为30～80min。在本发明中，通过调整所述保温时间可以使制备得到的5,5-二甲基海因的粒径具有不同的粒径，保温时间越长，所述5,5-二甲基海因的粒径越大，当所述保温时间≥60min时，制备得到的所述5,5-二甲基海因的粒径优选为20目。在本发明中，冷却至所述第一结晶温度的冷却速率优选为15～20℃/h，更优选为16～18℃/h。在本发明中，所述冷却的方式优选为通过冷却水进行冷却；所述冷却水的温度优选为10℃。
所述第一结晶完成后，本发明还优选包括依次进行的离心和干燥；本发明对所述离心和干燥的过程均没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
或提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液后，本发明将第一含5,5-二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5-二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5-二甲基海因。
在本发明中，第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比优选为2：(0.5～2)，更优选为2:1。
在本发明中，所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的升温温度为70～85℃，优选为75～80℃。
在本发明中，通过控制所述部分含5,5-二甲基海因的合成母液和剩余含5,5-二甲基海因的合成母液的温度和质量比，将其进行混合后，得到适宜温度的合成母液，避免了通过直接加热造成整个体系内没有晶核形成，进而影响晶体的形成，造成晶体粒度过小。在本发明中，所述剩余含5,5-二甲基海因的量越大，制备得到的5,5-二甲基海因的粒径越小。即混合后的合成母液的温度越低，粒径越小。
在本发明中，所述第二混合优选在搅拌的条件下进行；本发明对所述搅拌的过程没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
在本发明中，所述第二结晶的温度优选为15～20℃，更优选为16～19℃，最优选为17～18℃；保温时间优选为55～65min，更优选为60min。在本发明中，冷却至所述第二结晶温度的冷却速率优选为10～15℃/h，更优选为12～13℃/h。在本发明中，所述冷却的方式优选为通过冷却水进行冷却；所述冷却水的温度优选为10℃。在本发明中，所述冷却速率控制在上述范围内的作用是控制晶体的粒径大小，降温速率过快，形成晶体困难，会导致晶体粒径过小；反之降温速率过慢，形成晶体越容易，会导致形成晶体的粒径过大。
所述第二结晶完成后，本发明还优选包括依次进行的离心和干燥；本发明对所述离心和干燥的过程均没有任何特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的过程进行即可。
下面结合实施例对本发明提供的5,5-二甲基海因的结晶方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
注：实施例1～7中各物质的质量比可以理解为本发明所述技术方案对制备原料的重量级别没有任何特殊的限定，可以为实验室级别(如可以为“mg”、“g”)，也可以是工业级别(如可以“kg”、“t”)等。
实施例1～4
将质量比为2:1的温度为60℃的第一含5,5-二甲基海因的溶液(固含量为50％)和第二含5,5-二甲基海因的溶液(固含量为15％)混合，升温至75℃，在搅拌的条件下保温60min后，通入10℃的冷却水进行冷却，并控制冷却速率为10℃/h，冷却至18℃后进行保温(保温时间如表1所示)，离心，干燥，得到5,5-二甲基海因(所述5,5-二甲基海因的纯度、粒度和收率如表1所示)。
表1实施例1～4保温时间和制备得到的5,5-二甲基海因的指标
实施例5～7
将温度为60℃的第一含5,5-二甲基海因的溶液(固含量为50％)升温至85℃后，在搅拌的条件下，按照一定质量比(第一含5,5-二甲基海因的溶液与第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比如表2所示)将其与室温的脱气后的含5,5-二甲基海因的合成母液(固含量为10％)混合，通入10℃的冷却水进行冷却，并控制冷却速率为10℃/h，冷却至18℃后进行保温，离心，干燥，得到5,5-二甲基海因(所述5,5-二甲基海因的纯度、粒度和收率如表2所示)。
表2实施例5～7质量比和制备得到的5,5-二甲基海因的指标
由表1～2可知，本发明所述的结晶控制工艺可以得到粒度分布均匀的5,5-二甲基海因且平均收率＞90％。
应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种5,5-二甲基海因的结晶方法，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液；所述第一含5,5-二甲基海因的溶液的温度为55～65℃，所述第二含5,5-二甲基海因的溶液的温度为室温；
将第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液第一混合升温至70～85℃后，进行第一结晶，得到20～60目的5,5-二甲基海因；
或将第一含5,5-二甲基海因的溶液升温至70～85℃后与第二含5,5-二甲基海因的溶液第二混合，进行第二结晶，得到40～70目的5,5-二甲基海因；
所述第一含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度为30～60wt％；
所述第二含5,5-二甲基海因的溶液中5,5-二甲基海因的质量浓度为10～15wt％；
所述第二混合时，第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比为2：(0.5～2)；
所述第一混合时，第一含5,5-二甲基海因的溶液和第二含5,5-二甲基海因的溶液的质量比为2:1；
所述第一结晶的温度为15～20℃，保温时间≥10min；
冷却至所述第一结晶温度的冷却速率为15～20℃/h；
所述第二结晶的温度为15～20℃，保温时间为55～65min；
冷却至所述第二结晶温度的冷却速率为10～15℃/h。
2.如权利要求1所述的结晶方法，其特征在于，当所述第一结晶的保温时间≥60min时，制备得到的所述5,5-二甲基海因的粒径为20～30目。
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| CN202111357469.7A Active CN115703743B (zh) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | 一种5,5-二甲基海因的结晶方法 |
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| CN102002000A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-04-06 | 大庆井井源油田科技开发有限公司 | 5，5-二甲基海因的生产方法 |
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2021
- 2021-11-16 CN CN202111357469.7A patent/CN115703743B/zh active Active
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| CN102002000A (zh) * | 2010-11-18 | 2011-04-06 | 大庆井井源油田科技开发有限公司 | 5，5-二甲基海因的生产方法 |
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