本发明涉及一种辛酰氧肟酸纯品的制备方法,属于精细化学品合成技术领域。
背景技术:
辛酰氧肟酸是一种重要的精细化学品。一方面,它可以通过螯合金属离子,达到强效抑制黑曲霉菌生长的效果,因而是化妆品的新型重要成分之一;另外一方面,它还具有螯合稀土金属的特性,目前正逐步应用为复杂难选稀土矿的捕收剂。
现有的生产工艺均采用羟胺盐酸盐或羟胺硫酸盐作为主要原料,在低级醇体系中,使用两倍当量以上氢氧化钠生成羟胺,并进一步与辛酸甲酯或乙酯发生羟肟化反应,酸化处理得到主产品辛酰氧肟酸,但是该生产工艺存在水解副反应,大大降低了制备收率。
US3933872提出了一种改进方法:用无水低级醇(如甲醇、乙醇或异丙醇)作为介质,在二甲胺的存在下使羟胺硫酸盐和脂肪酸甲酯反应,生成羟肟酸铵沉淀,一定程度上减少了副反应的发生。
但是以上两种合成思路均使用大量低级醇(如甲醇)作为反应媒介,在工业实际生产中会产生大量的有机废气,并大幅增加了制造成本。
故而,存在优化反应介质、进一步创新制备工艺、提升整体工艺价值的迫切需求。
技术实现要素:
本发明提供了一种水相合成辛酰氧肟酸纯品的方法,使用三乙胺代替氢氧化钠,在水相体系下,中和羟胺盐酸盐或羟胺硫酸盐,得到羟胺的水溶液;随后,加入辛酸甲酯,发生水相羟肟化反应,并根据辛酰氧肟酸难溶于水的特性,直接从水体系中析出辛酰氧肟酸;最后,通过中和反应处理其滤液,得到不溶于水的三乙胺,从而实现原料三乙胺的回收利用。
该反应体系以水作为反应媒介,避免了有机溶剂甲醇的大量使用,解决了传统工艺中“三废”排放严重的难题,降低了环境风险和安全风险;而且,整体处于弱碱性环境,有效避免了副反应的发生,操作简单、收率高,适用于工业化放大生产。
本发明具体采用的技术方案是:
辛酰氧肟酸纯品的水相制备方法,其特征在于,包括如下步骤:在0~10℃搅拌条件下,将三乙胺加入到羟胺的水溶液中;然后,加入辛酸甲酯,在30~60℃下发生羟肟化反应,12~16小时后,过滤得到辛酰氧肟酸;最后,室温下使用氢氧化钠、氢氧化钙或碳酸钾处理上述滤液,静置分层回收三乙胺;
其中,羟胺来源可以是羟胺盐酸盐或羟胺硫酸盐。
其中,辛酸甲酯:羟胺盐酸盐或羟胺硫酸盐:三乙胺的摩尔比为1:1~2:1~2。
优选的,辛酸甲酯、羟胺盐酸盐、三乙胺摩尔比为1:1.1:1.15。
其中,所述的羟肟化反应温度优选为50℃。
其中,所述的羟肟化反应时间优选为14小时。
本发明的有益效果在于:
1)本发明实现了水相体系制备辛酰氧肟酸纯品,摒弃传统工艺的甲醇体系;
2)本发明使用三乙胺代替氢氧化钠,高效避免了副反应的发生,产品收率高和纯度好;
3)本发明可以高产率地合成辛酰氧肟酸,操作简单,成本低,适用于工业化生产。
具体实施方式
实施例1
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸135.3g,收率85%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将46g氢氧化钠(1.15mol)分批加入到上述滤液中,得到107.5g三乙胺油状物。
实施例2
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至35℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸122.6g,收率77%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将46g氢氧化钠(1.15mol)分批加入到上述滤液中,得到108.3g三乙胺油状物。
实施例3
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至60℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸132.1g,收率83%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将46g氢氧化钠(1.15mol)分批加入到上述滤液中,得到107.7g三乙胺油状物。
实施例4
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应24小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸135.0g,收率84.8%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将46g氢氧化钠(1.15mol)分批加入到上述滤液中,得到107.1g三乙胺油状物。
实施例5
在0~10℃下,将187.2g三乙胺(1.85mol)滴加到装有123.0g羟胺盐酸盐(1.77mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸133.6g,收率83.9%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将74g氢氧化钠(1.85mol)分批加入到上述滤液中,得到171.9g三乙胺油状物。
实施例6
在0~10℃下,将106.3g三乙胺(1.05mol)滴加到装有69.5g羟胺盐酸盐(1.0mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸117.8g,收率74%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将42g氢氧化钠(1.05mol)分批加入到上述滤液中,得到99.4g三乙胺油状物。
实施例7
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸135.3g,收率85%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将42.9g氢氧化钙(0.58mol)分批加入到上述滤液中,得到37.5g三乙胺油状物。
实施例8
在0~10℃下,将116.4g三乙胺(1.15mol)滴加到装有76.5g羟胺盐酸盐(1.1mol)和500mL水的反应瓶中,待三乙胺全部加入后,继续反应30分钟,将158.2g辛酸甲酯(1.0mol)于30分钟内滴加到反应瓶中,然后升温至50℃,反应14小时。反应结束后,降至室温,过滤,滤饼干燥得辛酰氧肟酸135.3g,收率85%,1H NMR(DMSO-d6,400MHz):δ10.33(br,1H),8.64(br,1H),1.92(t,2H),1.54-1.41(m,2H),1.34-1.15(m,8H),0.86(t,3H)。在0~10℃下,将96.7g碳酸钾(0.7mol)分批加入到上述滤液中,得到113.7g三乙胺油状物。
实施例证实:
1)温度偏低,则转化率偏低;但是温度偏高,收率基本维持不变;
2)反应时间延长,收率变化不明显;
3)羟胺使用量大幅增加,但是收率基本不变;羟胺使用量减少,收率明显偏低。