专利名称：四甲基哌啶醇合成工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种四甲基哌啶醇合成工艺。
背景技术：
四甲基哌啶醇化学名称2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇，是合成受阻胺光稳定剂、医药、漂白剂、阻聚剂、环氧树脂交联剂等产品的重要中间体。目前我国开发的受阻胺类光稳定剂均为哌啶类衍生物，并且都是以哌啶醇为中间体的产品，所以哌啶醇的生产是关系我国光稳定剂发展的重要环节。因此，进行哌啶醇的合成研究具有重要的现实意义。目前国内外报道的由哌啶酮通过还原制备哌啶醇的方法主要有以下几种1、催化氢化法，包括加压氢化法和常压氢化法。目前工业主要采用加压氢化法；2、化学还原法，采用异丙醇铝、硼氢化钠等为还原剂，将哌啶酮还原为哌啶醇，但是还原剂价格较贵，而且反应后处理较复杂，工业上很少采用；3、电化学还原法，哌啶酮在电解槽的阴极被还原为哌啶醇，但是由于生产能耗高，电解槽结构复杂等原因，工业一般不采用。工业上主要采用的是第一种方法。德国的研究人员使用Raney-Ni为催化剂，液相氢化压力为0. 49-9. 8MPa,哌啶醇的收率可达95%左右。捷克的研究人员报道使用Ni/Cr203、 Ni0/Al203为催化剂产率为86% -93%左右，但反应条件苛刻。汽巴公司报道了使用Ru/C为催化剂水为溶剂收率为91-97%。国内的陈立功、张泽鹏等人也对其加氢还原做了研究。目前液相氢化法工艺的主要缺点是催化剂Ru/C价格昂贵，不利于工业化，溶剂二甲苯、甲苯，甲醇等损耗率大于20%，造成环境污染。
发明内容
本发明针对上述不足研究开发了一种四甲基哌啶醇的合成工艺，目的在于本发明的技术解决方案一种四甲基哌啶醇的合成工艺第一步，向高压反应釜内加入四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2,最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2 至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在70-100°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2,同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50°C 以下，停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇，母液回收再利用。所述高压反应釜安装有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统。所述四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水按重量计比例为10 0. 2 1. 5 0. 01 0.05 20 30。
所述合成工艺第三步最佳温度为90°C。所述的催化剂是Raney-Ni (雷尼镍，氢活性催化还原剂，是有机金属化合物)。所加的片碱起到助催化和维持体系的碱性的作用。本发明的有益效果用水做溶剂反应，避免了 Raney-Ni在有机溶剂中易燃烧的缺点，同时降低了合成成本，而且采用本工艺合成的四甲基哌啶醇具有收率高且纯度高、色泽好、质量好，便于操作，容易实施的优点，且无环境污染，利于推广应用。
具体实施例方式实施例1第一步，向带有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统的IL高压釜内加入四甲基哌啶酮M5g、催化剂15. 5g、片碱1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2 至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在90°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2,同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50°C 以下，停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇 M4g，收率为 98. 1% ο 纯度 GC 99. 9%，熔点:130. 6-131. 5°C。实施例2第一步，向带有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统的IL高压釜内加入四甲基哌啶酮M5g、催化剂15. 5g、片碱1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在O.SMPa，当釜内压力下降时，及时向釜第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2 至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在70-100°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2，同时向釜内通入冷却水使釜内温度降至50°C以下， 停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇152g，收率为96. 8%。纯度GC :99. 9%，熔点130. 3-131. 7°C。实施例5第一步，向带有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统的IL高压釜内加入四甲基哌啶酮M5g、催化剂7. 75g、片碱1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2 至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在90°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；
第四步，向釜内通入N2置换H2,同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50°C 以下，停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇 142g，收率为 90. 4%0 纯度 GC 99. 9%，熔点:130. 2_131°C。内补充H2至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在100°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. SMPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2，同时向釜内通入冷却水使釜内温度降至50°C以下， 停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇 148g，收率为 94. 3% ο 纯度 GC :99. 9%，熔点129. 8-131 "C。实施例3第一步，向带有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统的IL高压釜内加入四甲基哌啶酮M5g，催化剂15. 5g，片碱2. Og和水400g，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换空气，然后通H2置换N2，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2 至0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在70°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2，同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50 V， 停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇 144g，收率为 91. 7%0 纯度 GC 99. 9%，熔点:130. 2-131. 5°C。实施例4第一步，向带有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统的IL高压釜内加入四甲基哌啶酮M5g、催化剂23. 25g、片碱2. Og和水400g，并且密封；
权利要求
1.一种四甲基哌啶醇的合成工艺第一步，向高压反应釜内加入四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水，并且密封；第二步，向釜内通入N2置换3次，然后通H2置换3次，最后通H2至压力为0. SMPa ；第三步，首先控制釜内压力维持在0. 8MPa,当釜内压力下降时，及时向釜内补充H2至 0. 8MPa,同时搅拌升温，控制温度在70-100°C，重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间内维持在0. 8MPa不再变化，停止反应；第四步，向釜内通入N2置换H2，同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50°C以下， 停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水；第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇。
2.根据权利要求1所述的一种四甲基哌啶醇的合成工艺，其特征在于所述高压反应釜安装有冷却水管、压力计、搅拌、热电偶测温仪及加热系统。
3.根据权利要求1所述的一种四甲基哌啶醇的合成工艺，其特征在于所述四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水按重量计比例为10 0.2 1.5 0.01 0.05 20 30。
4.根据权利要求1所述的一种四甲基哌啶醇的合成工艺，其特征在于所述合成工艺第三步最佳温度为90°C。
5.根据权利要求1所述的一种四甲基哌啶醇的合成工艺，其特征在于所述的催化剂是 Raney-Ni。
全文摘要
本发明公开了一种四甲基哌啶醇的合成工艺第一步，向高压反应釜内加入四甲基哌啶酮、催化剂、片碱和水；第二步，向釜内通入N2，然后通H2置换N2，第三步，首先控制釜内压力维持在0.8MPa，当釜内压力下降时，及时补充H2至0.8MPa，同时搅拌升温，控制温度在70-100℃，重复上述操作直到釜内压力在一定时间内维持在0.8MPa不再变化；第四步，向釜内通入N2置换H2，同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至50℃以下，停止搅拌，过滤出催化剂，蒸出部分水，第五步，将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶，过滤洗涤得到四甲基哌啶醇。采用本工艺合成的四甲基哌啶醇具有收率高且纯度高、色泽好、质量好的优点，且无环境污染，利于推广应用。
文档编号C07D211/46GK102351781SQ20111022748
公开日2012年2月15日 申请日期2011年8月8日 优先权日2011年8月8日
发明者田礼彬, 苏宏镇, 项瞻波 申请人:宿迁联盛化学有限公司