CN115819284A

CN115819284A - 一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法

Info

Publication number: CN115819284A
Application number: CN202211588838.8A
Authority: CN
Inventors: 夏剑锋; 夏晨东; 陈映波; 李兆亮; 陈国全; 林玮; 傅华伟; 叶朝候; 叶建卿; 陈海芳
Original assignee: Upchem China Co ltd
Current assignee: Upchem China Co ltd
Priority date: 2022-12-12
Filing date: 2022-12-12
Publication date: 2023-03-21

Abstract

本发明公开了一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，1）先将叔丁醇与副产盐酸按一定质量比混合，在室温条件下，搅拌反应4～8h，得反应混合液；2）取步骤1）的反应混合液中的上层液进行干燥，得到叔丁基氯；3）将步骤2）的叔丁基氯与氰酸钠、溶剂、复合催化剂，一起投入至反应釜中，80～120℃下搅拌反应2～4h，蒸馏提纯得到叔丁基异氰酸酯产品；所述叔丁基异氰酸酯的制备过程采用DSC控制系统控制物料的滴加速度、反应温度。本发明采用置换法进行叔丁基异氰酸酯的制备，采用副产盐酸和叔丁醇等为起始原料，从物料的计量、输送及操作参数均采用DCS控制；采用置换法进行合成，提高反应稳定性，减少副反应的反生，蒸馏提纯得高品质产品。

Description

一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法

技术领域

本发明涉及一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，属于化工生产技术领域。

背景技术

叔丁基异氰酸酯是医药、农药、高分子材料中间体，广泛用于医药、农药中间体生产。叔丁基异氰酸酯的合成以叔丁氨基甲酰氯为原料进行热分解反应，如发明申请CN201810374093.2中公开了一种叔丁基异氰酸酯的合成方法，包括如下步骤：(1)适量的催化剂和理论量溶剂质量的9/10在90-180℃下混合均匀得预混液，向所述预混液中逐步滴加流加液，开始合成反应，滴加时间为2～4h，滴加完毕将反应液维持在90-180℃，保持回流状态，搅拌反应15～25h；(2)将步骤1)反应结束后的混合液送入旋转蒸发装置，旋转蒸发，洗涤，烘干，得叔丁基异氰酸酯产品。该发明用叔丁胺基甲酰氯直接在惰性溶剂中反应制得叔丁基异氰酸酯，但叔丁氨基甲酰氯保存条件严苛，需做到即生成即用，故很难运用于规模化的生产。此外，人工滴加控制方式存在人为控制误差，稳定性差。

又如发明申请CN201810344131.X中公开了一种叔丁基异氰酸酯的合成方法，包括以下步骤：将惰性溶剂和对甲苯磺酰胺混合，在100℃～120℃引入光气，反应完后通入惰性气体赶气，得到第一反应液；在0℃～20℃，向所述第一反应液中滴加叔丁胺，加热回流4小时以上，得到第二反应液；将所述第二反应液分离提纯，得到叔丁基异氰酸酯。然而，该工艺主要以光气作为酰化试剂进行合成叔丁基异氰酸酯，光气为剧毒化学物质，在生产运输、储存和使用中都有着严格的防范和规定，生产时对操作者的保护也十分严格。

发明内容

为了解决现有技术中存在的缺陷，本发明的主要目的是提供一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，以副产盐酸和叔丁基醇为原料，采用叔丁基氯与氰酸钠置换法，蒸馏提纯得高纯度叔丁基异氰酸酯产品。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：

1）先将叔丁醇与副产盐酸按一定质量比混合，在室温条件下，搅拌反应4～8h，得到反应混合液；

2）取上述步骤1）得到的反应混合液的上层液进行干燥，得到叔丁基氯；

3）将上述步骤2）得到的叔丁基氯与氰酸钠、溶剂、复合催化剂，一起投入至反应釜中，在80～120℃条件下搅拌反应2～4h，蒸馏提纯得到叔丁基异氰酸酯产品；

所述叔丁基异氰酸酯的制备过程采用DSC控制系统控制物料的滴加速度、反应温度。

进一步地，所述步骤1）中，叔丁醇与副产盐酸的质量比为1:6～8.0。

进一步地，所述步骤1）中，所述副产盐酸的浓度为28～32%。

进一步地，所述步骤2）中，反应混合液采用碳酸氢钠+硫酸镁进行干燥，所述碳酸氢钠的重量占所述叔丁醇重量的0～1.0%，所述硫酸镁的重量占所述叔丁醇重量的0～1.0%。

进一步地，所述步骤3）中，所述叔丁基氯与氰酸钠的摩尔比为1:1.05～1.3；所述溶剂与氰酸钠的质量比为1～3:1；按重量百分比计，所述复合催化剂的用量为所述叔丁基氯的2～4%。

进一步地，所述复合催化剂包括氯化锌和尿素，按质量比计，氯化锌：尿素为4～6:1。

进一步地，所述溶剂为2-乙氧基乙酸乙酯。

本发明的有益效果是：与现有技术相比，本发明提供的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，采用副产盐酸和叔丁醇等为起始原料、溶剂（如2-乙氧基乙酸乙酯），从物料的计量、输送及操作参数均采用DCS控制；合成工艺中采用置换法进行合成，提高反应稳定性，减少副反应的反生，蒸馏提纯得高品质产品（蒸馏提纯的产品含量为99.50%，收率达86.0%）。

1）副产盐酸为异氰酸酯行业共性难点问题，此工艺能很好的将副产盐酸利用至新的产品生产当中；能有效提高异氰酸酯生产产生的副产物盐酸（浓度28～32%）的利用率；

2）采用置换法，工艺简单，无其它副反应发生，故能提高产品的品质，含量达99.50%；

3）在合成过程中，采用尿素和氯化锌作为催化剂较单纯氯化锌催化效果更佳，且尿素廉价易得，降低了生产成本；

4）采用DSC控制系统，能降低人为操作引起的误差，准确得控制物料的滴加速率、反应温度，提高生产的稳定性。

具体实施方式

下面通过具体实施例来进一步说明本发明。但这些实例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。

实施例1

一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，所述制备方法主要包括以下步骤：

1）先将叔丁醇与32%副产盐酸按质量比为1:6混合，在室温条件下，搅拌反应4～8h，得到反应混合液；

2）取上述步骤1）得到的反应混合液的上层液采用碳酸氢钠+硫酸镁进行干燥，所述碳酸氢钠的重量占所述叔丁醇重量的0.5%，所述硫酸镁的重量占所述叔丁醇重量的0.5%，得到叔丁基氯；

3）将上述步骤2）得到的叔丁基氯与氰酸钠、2-乙氧基乙酸乙酯、复合催化剂，一起投入至反应釜中，在80～120℃条件下搅拌反应2～4h，蒸馏提纯得到叔丁基异氰酸酯产品；所述叔丁基氯与氰酸钠的摩尔比为1:1.05；所述溶剂与氰酸钠的质量比为2:1；按重量百分比计，所述复合催化剂的用量为所述叔丁基氯的2%；所述复合催化剂包括氯化锌和尿素，按质量比计，氯化锌：尿素为5:1。

制备得到的叔丁基异氰酸酯的产品含量为99.50%，收率84.0%。

实施例2

一种叔丁基异氰酸酯的制备方法，叔丁醇与32%副产盐酸按质量比为1:7，叔丁基氯与氰酸钠的摩尔比为1:1.15，所述复合催化剂的用量为所述叔丁基氯的3%。其余同实施例1。制备得到的叔丁基异氰酸酯的产品含量为99.50%，收率86.0%。

实施例3

一种叔丁基异氰酸酯的制备方法，叔丁醇与32%副产盐酸按质量比为1:8，叔丁基氯与氰酸钠的摩尔比为1:1.3，所述复合催化剂的用量为所述叔丁基氯的4%。其余同实施例1。制备得到的叔丁基异氰酸酯的产品含量为99.50%，收率85.5%。

以上实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims

1.一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于，所述制备方法主要包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，叔丁醇与副产盐酸的质量比为1:6～8.0。

3.如权利要求1所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述步骤1）中，所述副产盐酸的浓度为28～32%。

4.如权利要求1所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述步骤2）中，反应混合液采用碳酸氢钠+硫酸镁进行干燥，所述碳酸氢钠的重量占所述叔丁醇重量的0～1.0%，所述硫酸镁的重量占所述叔丁醇重量的0～1.0%。

5.如权利要求1所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述步骤3）中，所述叔丁基氯与氰酸钠的摩尔比为1:1.05～1.3；所述溶剂与氰酸钠的质量比为1～3:1；按重量百分比计，所述复合催化剂的用量为所述叔丁基氯的2～4%。

6.如权利要求5所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述复合催化剂包括氯化锌和尿素，按质量比计，氯化锌：尿素为4～6:1。

7.如权利要求1所述的一种以副产盐酸为原料的叔丁基异氰酸酯制备方法，其特征在于：所述溶剂为2-乙氧基乙酸乙酯。