CN115784929B - 一种巴豆腈的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种巴豆腈的制备方法，属于精细化工领域。以廉价易得的巴豆酸为起始原料，高收率制成单一构型反式巴豆腈，再采用苯磺酰氯和吡啶脱水制备得到粗品巴豆腈，利用常规减压设备蒸馏得到最终巴豆腈成品。本发明制备过程中水相加碱可回收呲啶，节约了生产成本，适合大规模工业生产，还避免了采用精馏塔蒸馏，操作简单，生产效率提高明显。
Description
技术领域
本发明涉及一种巴豆腈的制备方法，属于精细化工技术领域。
背景技术
巴豆腈(Crotonitrile)，别名：丙烯基氰。无色至淡黄色液体，溶于乙醚、丙酮；化学结构式为巴豆腈是一种重要的医药中间体，在有机合成领域中应用广泛。国际市场需求量大，而目前国内生产厂家极少，且生产工艺落后。目前市售产品中，通常为顺反异构体混合物，顺式异构体大约占比20％。
目前巴豆腈的主要合成方法如下：
上述方法中，方法1反应中使用剧毒物质氰化钾，操作危险，收率低；方法2碘价格昂贵，氨气需特殊设备，成本贵、操作危险、收率低；方法3较为简单，但2-羟基丁腈对环境污染较为严重；方法4在150℃反应48h，反应温度高，收率低，且用到高沸点溶剂，后处理困难。
鉴于目前市场上该产品多数为顺反异构体混合物，且现有合成方法中存在的上述问题，因此就有必要开发低成本、高效率、低污染制备单一反式高纯度巴豆腈的工艺方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种巴豆腈的制备方法，通过原料巴豆酸高收率制成单一构型的反式巴豆腈，再采用苯磺酰氯或呲啶脱水制备得到粗品巴豆腈，利用常规减压设备蒸馏得到最终成品，制备过程中水相加碱还可回收呲啶，节约了生产成本，适合大规模工业生产。并且避免了使用精馏塔蒸馏，操作简单，生产效率提高明显。
本发明所述一种巴豆腈的制备方法，包括以下步骤：
S1：将巴豆酸、二氯甲烷和催化量DMF混合，滴加氯化亚砜并搅拌反应，反应结束，将反应物料滴加入氨水溶液中；反应结束，减压除去过量氨水；反应体系离心，滤饼洗涤干燥得到巴豆酰胺；
S2：将巴豆酰胺加入二氯甲烷溶解，接着加入吡啶和苯磺酰氯反应；反应结束，加水淬灭，有机层柠檬酸水溶液洗，饱和碳酸氢钠水溶液洗，减压浓缩得到巴豆腈成品。
进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，巴豆酸、DMF、氯化亚砜与氨水质量比为1：0.009-0.01：1.60-1.80：4.50-4.80。
进一步地，在上述技术方案中，步骤S1和S2中，反应温度为0-10℃。
进一步地，在上述技术方案中，步骤S1中，滤饼采用冰水洗涤，滤饼干燥温度在60-70℃。
进一步地，在上述技术方案中，步骤S2中，巴豆酰胺、吡啶与苯磺酰氯质量比为1：1.5-2.0：2.0-3.0。
进一步地，在上述技术方案中，步骤S2中，淬灭时为柠檬酸水溶液采用10％柠檬酸水溶液。
本发明有益效果：
A、所采用的原料巴豆酸价格便宜，生产成本较低；B、水相加碱处理后可以回收呲啶，一方面降低成本，一方面可以解决环保问题；C、采用苯磺酰氯和吡啶得到的粗品巴豆腈不用精馏塔蒸馏，使用常规减压设备蒸馏即可得到成品，操作简单安全，节约了生产时间。
具体实施方式
实施例1
向R1反应釜中加入200g DCM，搅拌时加入100g巴豆酸，加入1.0g DMF，并将R1反应釜内温调至0-10℃，并控制内温在0-10℃，缓慢滴加165g氯化亚砜，滴加完搅拌2-3小时。
向R2反应釜中加入474g 25％氨水溶液，内温调至0-5℃。在0-10℃下，将R1反应釜内物料缓慢滴加到R2反应釜中，并搅拌1-2小时。
R2在0-10℃下搅拌20-30min，抽真空除去部分氨气10-20分钟，并在0-10℃下R2反应釜内物料离心。滤饼用少量冰水洗涤后在60-70℃下干燥得到白色中间体巴豆酰胺80.0g，收率80.9％。
向R1反应釜加入400g DCM搅拌分散，搅拌时加入80.0g巴豆酰胺。R1反应釜内温调整至0-10℃，加入120g吡啶，搅拌20-30分钟。滴加160.0g苯磺酰氯，搅拌1-2小时。
将R1反应釜内温调至0-10℃搅拌1-2h.然后内温调整至25-35℃，搅拌8-16小时。然后R1反应釜内温不超过35℃，往内缓慢加入160g工艺水。将R1反应釜静止后，分出上层水相，下层有机相每次用160g 10％柠檬酸水溶液洗涤1-2次，再用160g 7％NaHCO3水溶液洗涤，有机相常压外温蒸馏至60-70℃浓缩掉DCM，浓缩残余继续水泵减压蒸馏，加热油温60-90℃，蒸馏柱头馏出温度为35-45℃得到巴豆腈52.0g，GC纯度99.5％(反式巴豆腈99.2％，顺式巴豆腈0.5％，总纯度99.7％)摩尔收率82.4％。
实施例2
向R1反应釜中加入300g DCM，搅拌时加入100.0g巴豆酸，加入1.0g DMF，并将R1反应釜内温调至0-10℃，并控制内温在0-10℃，缓慢滴加166g氯化亚砜，滴加完搅拌2-3小时。
向R2反应釜中加入475g 25％氨水溶液，内温调至0-5℃。在0-10℃下，将R1反应釜内物料缓慢滴加到R2反应釜中，并搅拌1-2小时。
R2在0-10℃下搅拌20-30min，抽真空除去部分氨气10-20分钟，并在0-10℃下R2反应釜内物料离心。滤饼用少量冰水洗涤后在60-70℃下干燥得到白色中间体巴豆酰胺82g，收率83.0％。
向R1反应釜加入420g DCM搅拌分散，搅拌时加入80.0g巴豆酰胺。R1反应釜内温调整至0-10℃，加入160g吡啶，搅拌20-30分钟。滴加240.0g苯磺酰氯，搅拌1-2小时。
将R1反应釜内温调至0-10℃搅拌1-2h.然后内温调整至25-35℃，搅拌8-16小时。然后R1反应釜内温不超过35℃，往内缓慢加入160g工艺水。将R1反应釜静止后，分出上层水相，下层有机相每次用160g 10％柠檬酸水溶液洗涤1-2次，再用160g 7％NaHCO3水溶液洗涤，有机相常压外温蒸馏至60-70℃浓缩掉DCM，浓缩残余继续水泵减压蒸馏，加热油温60-90℃，蒸馏柱头馏出温度为35-45℃得到巴豆腈72.0g，GC纯度99.5％(反式巴豆腈99.1％，顺式巴豆腈0.3％，总纯度99.4％)摩尔收率91.3％。
实施例3
向R1反应釜中加入400gDCM，搅拌时加入100.0g巴豆酸，加入1.0gDMF，并将R1反应釜内温调至0-10℃，并控制内温在0-10℃，缓慢滴加176g氯化亚砜，滴加完搅拌2-3小时。
向R2反应釜中加入475g 25％氨水溶液，内温调至0-5℃。在0-10℃下，将R1反应釜内物料缓慢滴加到R2反应釜中。并搅拌1-2小时。
R2在0-10℃下搅拌20-30min，抽真空除去部分氨气10-20分钟，并在0-10℃下R2反应釜内物料离心。滤饼用少量冰水洗涤后在60-70℃下干燥得到白色中间体巴豆酰胺86g,收率87.0％。
向R1反应釜加入420g DCM搅拌分散，搅拌时加入80.0g巴豆酰胺。R1反应釜内温调整至0-10℃，加入160g吡啶，搅拌20-30分钟。滴加208.0g苯磺酰氯，搅拌1-2小时。
将R1反应釜内温调至0-10℃搅拌1-2h；然后内温调整至25-35℃，搅拌8-16小时。然后R1反应釜内温不超过35℃，往内缓慢加入160g工艺水。将R1反应釜静止后，分出上层水相，下层有机相每次用160g 10％柠檬酸水溶液洗涤1-2次，再用160g 7％NaHCO3水溶液洗涤，有机相常压外温蒸馏至60-70℃浓缩掉DCM，浓缩残余继续水泵减压蒸馏，加热油温60-90℃，蒸馏柱头馏出温度为35-45℃得到巴豆腈70.0g，GC纯度99.5％(反式巴豆腈99.0％，顺式巴豆腈0.5％，总纯度99.5％)摩尔收率88.8％。
实施例4
向R1反应釜中加入500g DCM，搅拌时加入100.0g巴豆酸，加入1.0gDMF，并将R1反应釜内温调至0-10℃，并控制内温在0-10℃，缓慢滴加180g氯化亚砜，滴加完搅拌2-3小时。
向R2反应釜中加入480g 25％氨水溶液，内温调至0-5℃。在0-10℃下，将R1反应釜内物料缓慢滴加到R2反应釜中，并搅拌1-2小时。
R2在0-10℃下搅拌20-30min，抽真空除去部分氨气10-20分钟，并在0-10℃下R2反应釜内物料离心。滤饼用少量冰水洗涤后在60-70℃下干燥得到白色中间体巴豆酰胺90g,收率91.0％。
向R1反应釜加入450g DCM搅拌分散，搅拌时加入80.0g巴豆酰胺。R1反应釜内温调整至0-10℃，加入136g吡啶，搅拌20-30分钟。滴加200.0g苯磺酰氯，搅拌1-2小时。
将R1反应釜内温调至0-10℃搅拌1-2h；然后内温调整至25-35℃，搅拌8-16小时。然后R1反应釜内温不超过35℃，往内缓慢加入160g工艺水。将R1反应釜静止后，分出上层水相，下层有机相每次用160g 10％柠檬酸水溶液洗涤1-2次，再用160g 7％NaHCO3水溶液洗涤，有机相常压外温蒸馏至60-70℃浓缩掉DCM，浓缩残余继续水泵减压蒸馏，加热油温60-90℃，蒸馏柱头馏出温度为35-45℃得到巴豆腈68.0g，GC纯度99.5％(反式巴豆腈99.3％，顺式巴豆腈0.3％，总纯度99.6％)摩尔收率86.3％。
以上实施例描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明原理的范围下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进均落入本发明保护的范围内。
Claims (2)
1.一种巴豆腈的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：将巴豆酸、二氯甲烷和催化量DMF混合，滴加氯化亚砜并搅拌0-10℃反应，反应结束，将反应物料滴加入氨水溶液中；反应结束，减压除去过量氨水；反应体系离心，滤饼洗涤干燥得到巴豆酰胺；巴豆酸、DMF、氯化亚砜与氨水摩尔比为1：0.009-0.01：1.60-1.80：4.50-4.80；
S2：将巴豆酰胺加入二氯甲烷溶解，接着加入吡啶和苯磺酰氯0-10℃反应；反应结束，加水淬灭，有机层10%柠檬酸水溶液洗，饱和碳酸氢钠水溶液洗，减压浓缩得到巴豆腈成品；巴豆酰胺、吡啶与苯磺酰氯摩尔比为1：1.5-2.0：2.0-3.0。
2.根据权利要求1所述巴豆腈的制备方法，其特征在于：步骤S1中，滤饼采用冰水洗涤，滤饼干燥温度在60-70℃。
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