一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法
【专利摘要】本发明涉及一种基于石墨烯提高2?甲基氨基硫脲收率的合成方法，通过在反应之前向甲基肼溶液中加入1.6?5％重量的石墨烯，再加入硫氰酸铵充分溶解，升温至一定温度使硫氰酸铵和甲基肼混合溶液填满石墨烯的孔径，反应合成收率可由原始工艺的84％提高至91％，石墨烯材料经过低温烘干后能够重复利用。本方法操作简单，石墨烯能重复利用，生产成本低，适合大规模生产。
【专利说明】
一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种石墨烯用于提高产品收率的合成方法，更具体的说是涉及一种基 于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法。
【背景技术】
[0002] 2-甲基氨基硫脲是合成三嗪环的原料，目前主要的工艺路线主要是硫氰酸铵和甲 基肼高温重排反应而得，三嗪环(TTZ)是合成头孢曲松钠的关键中间体，和7-ACA合成7-ACT 后，再与DAMA即可合成头孢曲松钠。头孢曲松钠，又名头孢三嗪，是由瑞士罗氏公司研制的 具有里程碑意义的第三代头孢类抗生素，于1982年在瑞士首次上市，是第一个半合成广谱 长效头孢菌素，主要用于敏感菌所致的感染病症，如呼吸系统感染(尤其是肺炎）、耳鼻喉感 染、泌尿系统感染、脓毒症、脑膜炎、预防手术感染、骨和关节感染、皮肤和软组织感染、生殖 系统感染(包括淋病），一般疗效满意，还可用于创伤感染、腹部感染等。于1992年首次在中 国上市。经过二十几年的发展，凭借其抗菌谱广，疗效确切，以及巨大的市场空间等优点，头 孢曲松钠已经成为抗生素市场上举足轻重的主导产品。在最近几年的销售业绩中，一直位 居前列。头孢曲松钠等药品已被列入《国家城镇职工基本医疗保险药物》，在全国各大医院 抗生素使用总量中占有很大的份额，在国民健康产业中的地位十分重要。
[0003] 目前2-甲基氨基硫脲在工业生产中主要存在的问题是收率过低，平均在84%左 右，主要原因是原始工艺中甲基肼和硫氰酸铵混合溶解后，在前期真空蒸水过程中部分甲 基肼未参与反应而随水一起蒸出，若单纯增加甲基肼投料量又会造成成本增加，得不偿失， 所以传统工艺存在收率偏低，成本较高的问题。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的在于提供一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，利 用石墨烯自堆叠结构形成的孔径，使甲基肼和硫氰酸铵通过孔径扩散反应，强化内部传质 过程，提尚反应效率。
[0005] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫 脲收率的合成方法，包括以下步骤：向1000ml的四口烧瓶中加入300g40%质量浓度的甲基 肼水溶液，然后边搅拌边加入占甲基肼溶液质量1.6-5%的石墨烯，再向混合溶液中加入 220g硫氰酸铵(硫氰酸铵溶于甲基肼溶液为吸热过程，此时溶液温度降至-10°C左右），加毕 后缓慢升温至0-80 °C，保温0_60min，负压0.02-0.08MPa下升温蒸水，每分钟升温5°C，温度 升至100-110 °C析晶，析晶后常压缓慢加入自来水500ml，升温至90 °C后热抽滤，过滤后得到 的石墨烯，20°C-5(TC在烘箱中烘干并套用至下一批重复使用，滤液降至30°C后抽滤，湿品 硫脲于烘箱中80-100°C烘干得到干品2-甲基氨基硫脲。
[0006] 具体地，所述石墨稀按照改进后的Hummers方法合成，控制石墨稀的片层厚度为 0 · 5nm~2nm，石墨稀微观结构为三维自堆叠形态，孔径尺寸为200nm~240nm。
[0007] 具体地，所述石墨烯加入量为甲基肼溶液质量的3.6%。
[0008] 具体地，加入220g硫氰酸铵后缓慢升温至40°C，保温30min，负压0.07MPa下升温蒸 水。
[0009] 本发明具有以下有益效果:基于石墨稀超高比表面积(2630m2/g)、结构稳定(全碳 结构）、超大的孔径(200nm~240nm)、高吸附容量、能循环使用等特性，硫氰酸铵和甲基肼在 石墨烯的孔径内完美结合反应，避免了原工艺在前期蒸馏水的过程中甲基肼的流失，即使 没有反应的硫氰酸铵和甲基肼也能包裹在石墨烯的孔径内，使两者反应更加彻底，反应收 率大幅，可提高至91%，大大降低了生产成本，而且加入的石墨烯能够循环使用次数不低于 50次。
【具体实施方式】
[0010]以下是本发明的具体实施例，对本发明的技术方案做进一步描述，但是本发明的 保护范围并不限于这些实施例。凡是不背离本发明构思的改变或等同替代均包括在本发明 的保护范围之内。
[0011] 实施例1:
[0012]向1000ml的四口烧瓶中加入300g40%浓度的甲基肼溶液，再向溶液中加入220g硫 氰酸铵，负压〇.〇7MPa下开始缓慢升温，温度每分钟升5°C，温度升至110°C析晶，然后常压缓 慢加入500ml自来水，升温至90°C后降温至30°C后抽滤，湿品硫脲烘箱中100°C烘干得到干 品硫脈。
[0014] 实施例2:
[0015]向1000ml的四口烧瓶中加入300g40%浓度的甲基肼溶液，分别加入5g、7g、10.8g、 12g、15g石墨烯，再向溶液中加入220g硫氰酸铵，负压0.02-0.08MPa下开始缓慢升温，温度 每分钟升5°C，温度升至110°C析晶，然后常压缓慢加入自来水500ml，升温至90°C后热抽滤， 过滤后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重复使用。滤液降至30°C后 抽滤，湿品硫脲烘箱中l〇〇°C烘干得到干品硫脲。
[0016]实验结果如下：
[0018] 实施例3:
[0019]向1000ml的四口烧瓶中加入300g40 %浓度的甲基肼溶液，然后边搅拌边加入 10.8g石墨烯，加毕后缓慢升温分别控制温度为0 °C、20 °C、40 °C、60 °C、80 °C，保温30min，再 向混合溶液中加入220g硫氰酸铵，负压0.07MPa下开始缓慢升温，温度每分钟升5°C，温度升 至110°C析晶，然后常压缓慢加入自来水500ml，升温至90°C后热抽滤，过滤后得到的石墨 烯，20°C-5(TC在烘箱中烘干并套用至下一批重复使用。滤液降至30°C后抽滤，湿品硫脲烘 箱中100°C烘干得到干品硫脲。
[0020] 实验结果如下：
[0022] 实施例4:
[0023]向1000ml的四口烧瓶中加入300g40 %浓度的甲基肼溶液，然后边搅拌边加入 10.8g石墨烯，再向混合溶液中加入220g硫氰酸铵，加毕后缓慢升温至40°C开始保温，保温 时间分别控制〇111；[11、15111；[11、30111；[11、45111；[11、60111；[11，保毕后负压0.0710^下开始缓慢升温，温度 每分钟升5°C，温度升至110°C析晶，然后常压缓慢加入自来水500ml，升温至90°C后热抽滤， 过滤后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重复使用。滤液降至30°C后 抽滤，湿品硫脲烘箱中80°C烘干得到干品硫脲。
[0024] 实验结果如下：
[0027] 通过上述实施例可知，加入石墨稀后2-甲基氣基硫脈的收率明显提尚。
【主权项】
1. 一种基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于，包括以下步骤： 向1000 ml的四口烧瓶中加入300g40 %质量浓度的甲基肼水溶液，然后边搅拌边加入占甲基 肼溶液质量1.6-5%的石墨烯，再向混合溶液中加入220g硫氰酸铵，加毕后缓慢升温至0-80 °C，保温0_60min，负压0.02-0.081〇^下升温蒸水，每分钟升温5°(：，温度升至100-110°(：析 晶，析晶后常压缓慢加入自来水500ml，升温至90°C后热抽滤，过滤后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重复使用，滤液降至30°C后抽滤，湿品硫脲于烘箱中80-100°C烘干得到干品2-甲基氨基硫脲。2. 如权利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 所述石墨稀按照改进后的Hmnmers方法合成，控制石墨稀的片层厚度为0.5nm~2nm，石墨稀 微观结构为三维自堆叠形态，孔径尺寸为200nm~240nm〇3. 如权利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 所述石墨烯加入量为甲基肼溶液质量的3.6%。4. 如权利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 加入220g硫氰酸铵后缓慢升温至40°C，保温30min，负压0.07MPa下升温蒸水。
【文档编号】C07C337/06GK105884668SQ201610257514
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】魏成飞, 曲良体, 郑庚修, 牟应科
【申请人】山东汇海医药化工有限公司