CN1188756A - 2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法 - Google Patents
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Abstract
一种2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,它包括(1)以2-硝基丙烷、多聚甲醛为原料,三级胺为溶剂及催化剂,三者混合,它们的用量为∶三级胺为5—80%,2-硝基丙烷和多聚甲醛的总量在20—95%之间(重量百分),其中2-硝基丙烷与多聚甲醛(以甲醛计)用量的摩尔比为1∶0.5—3;(2)将上述溶液加热,其温度控制在-20—85℃,反应时间在0.3—10小时,(3)过滤,得到白色结晶,滤液循环使用。本发明工艺简便,结晶只需通过简单固液分离,节能能源。
Description
本发明涉及一种2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法。
2-甲基-2-硝基-1-丙醇在工业上的用途很广泛,特别是将其还原为2-胺基-2甲基-1-丙醇。制备2-甲基-2-硝基-1-丙醇的方法有:以2-硝基丙烷在碱性催化剂的存在下,在水溶液中或在含水醇中,与甲醛水溶液或多聚甲醛缩合,反应结束后,用酸中和催化剂,浓缩、结晶。由于2-甲基-2-硝基-1-丙醇在水中有很高的溶解度(20℃时,350克/100毫升),且其熔点比较低(88℃),容易形成过饱和溶液,使得其难于从含水体系中结晶出来。另外,由于水的蒸气压很低,蒸发浓缩既耗费时间,又耗能量。
美国专利(US3,534,112)、英国专利(BE1,245,469)提供了循环制备2-甲基-2-硝基-1-丙醇的方法,该方法是在碱性催化剂存在下,2-硝基丙烷与甲醛水溶液混合后,分成二部份,一部分继续完成反应,大部分与新加入的原料混合,循环使用,由于大部分(80%)的反应液在循环,只有小部分被分出完成反应,使得反应器利用效率不高,而且存在不易结晶的问题。
美国专利(US3,655,781)提供了一种获得结晶的方法,该方法系将反应液中的水份蒸发,熔化状态的剩余物加到烃类溶剂中搅拌,分离溶剂,得到结晶,这种方法未能解决蒸发水的缺陷,而且既要浓缩反应液,又要回收溶剂,操作十分麻烦。
美国专利(US4,241,226)提供了一种方法,即:在碱性催化剂作用下,2-硝基丙烷与甲醛水溶液及多聚甲醛缩合,反应完成后,以气流带走水份和挥发性杂质,获得结晶。但是,由于结晶在强烈气流的作用下会造成粉尘污染,而且,未反应的原料2-硝基丙烷和甲醛已被证明具有致癌的危险性,它们作为挥发性杂质被气流带走,进入大气,会带来严重的环境问题。
总之,目前制备2-甲基-2硝基-1-丙醇结晶方法均存在一些缺陷,因此,有必要提供一种新的制备2-甲基-2硝基-1-丙醇结晶方法。
本发明的目的是提供一种2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的方法,该方法工艺简便,节省能源。
为实现上述目的,本发明采取以下技术方案:2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法包括:
(1)以2-硝基丙烷、多聚甲醛为原料,三级胺为溶剂及催化剂,三者混合,它们的用量为:三级胺为5-80%,2-硝基丙烷和多聚甲醛的总量在20-95%之间(重量百分),其中2-硝基丙烷与多聚甲醛以甲醛计)用量的摩尔比为1∶0.5-3;
(2)将上述溶液加热,其温度控制在-20-85℃,反应时间在0.3-10小时,
(3)过滤,得到白色针状结晶,滤液循环使用。
多聚甲醛(HCHO)n,其n为3-200,在该范围内分子量不是很大。
在原料中,2-硝基丙烷和多聚甲醛二者的总量为95-20%,而溶剂(催化剂)三级胺的用量为5-80%(重量百分),三级胺的用量也可以加大,但不经济,而且原料的浓度过稀,当溶剂用量很少时,有较多原料未参加反应,降低反应器使用效率,2-硝基丙烷与多聚甲醛(以甲醛计)的用量比控制在1∶0.5-3。最好控制在1∶1,该比例下原料利用率最高。
本发明的反应为放热反应,温度控制在-20℃-85℃之间,最好为15-55℃,温度太高,副反应增加,但反应速度快,结晶温度可以与反应温度相同,也可以在室温,室温比较经济、方便。
系统压力控制在1-100大气压,反应时间在0.3-10小时(一般在0.5小时内可以完成),更长的反应时间对得率没有帮助。
第一次反应后,过滤得到白色针状结晶为2-甲基-2硝基-1-丙醇,过滤可采用离心压滤等,滤液中再加入2-硝基丙烷、多聚甲醛,它们之间的摩尔比、以及在溶剂中的含量仍控制在本发明范围内,滤液循环次数可控制在3-8之间。
本发明的优点:本发明采用三级胺既作为溶剂,又是催化剂,在所控制的反应条件下,采用剩余反应物循环使用,不需要中和催化剂,也不必浓缩反应后的溶液,所生成的2-甲基-2-硝基-1-丙醇只需通过简单的固液分离,例如离心,抽滤,压滤等,该反应产物不需要进一步精剂,可直接用于还原制备2-胺基-2-甲基-1-丙醇,本工艺简便,节省能源。
实施例1:
在500毫升烧瓶中加入三乙胺100毫升,2-硝基丙烷89克(1摩尔),多聚甲醛30克(1摩尔),在45℃下搅拌0.5小时,过滤得到白色针状结晶为2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶。
滤液中加2-硝基丙烷89克,多聚甲醛30克,在45℃下搅拌0.5小时,过滤,得到白色针状结晶。
以上循环进行五次,共得到白色针状结晶541克,收率91%,光谱与标准光谱一致,可以直接用于还原制备2-胺基-2-甲基-1-丙醇。
实施例2:
三乙胺的量改为10克,其他的用量以及操作工艺与实施例1相同,得到2-甲基-2-硝基-1-丙醇白色针状结晶530克,得率89%。
Claims (5)
1、一种2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,其特征在于它包括:
(1)以2-硝基丙烷、多聚甲醛为原料,三级胺为溶剂及催化剂,三者混合,它们的用量为:三级胺为5-80%,2-硝基丙烷和多聚甲醛的总量在20-95%之间(重量百分),其中2-硝基丙烷与多聚甲醛(以甲醛计)用量的摩尔比为1∶0.5-3;
(2)将上述溶液加热,其温度控制在-20-85℃,反应时间在0.3-10小时;
(3)过滤,得到白色针状结晶,滤液循环使用。
2、根据权利要求1所述的2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,其特征在于:所述的γ三级胺通式
其中R1、R2、R3均为含有1-4个碳原子的烃基。
3、根据权利要求1所述的2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,其特征在于:多聚甲醛的通式为(HCHO)n,其中n=3-200。
4、根据权利要求1所述的2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,其特征在于:所述的2-硝基丙烷与多聚甲醛(以甲醛计)投料的最佳摩尔比为1∶1。
5、根据权利要求1所述的2-甲基-2-硝基-1-丙醇结晶的制备方法,其特征在于:所述的反应温度最好控制在15-55℃之间。
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Cited By (2)
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CN100357257C (zh) * | 2006-02-15 | 2007-12-26 | 符爱清 | 2-氨基-2-甲基-1-丙醇的生产方法 |
CN104262160A (zh) * | 2014-09-02 | 2015-01-07 | 南京红宝丽醇胺化学有限公司 | 一种2-硝基-2-甲基-1-丙醇的制备方法 |
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Cited By (3)
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CN104262160B (zh) * | 2014-09-02 | 2016-08-24 | 南京红宝丽醇胺化学有限公司 | 一种2-硝基-2-甲基-1-丙醇的制备方法 |
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