一种邻羟基苯甲酰胺合成方法与流程

文档序号:34895041发布日期:2023-07-25 21:15阅读:94来源:国知局

本发明属于精细化工合成领域,尤其是涉及一种邻羟基苯甲酰胺合成新工艺。


背景技术:

1、邻羟基苯甲酰胺(俗称水杨酸酯)是一种用途广泛的化工、医 药、农药、香料、液晶的重要中间体。它本身也是一种药品,用于治疗发热头疼、关节痛、神经 痛等。近年来,邻羟基苯甲酰胺作为重要的精细化工中间体,需求量不断在增加。

2、邻羟基苯甲酰胺目前工业化的生产工艺普遍采用邻羟基苯甲酸作为起始原料,在硫酸催化下与甲醇酯化反应生成邻羟基苯甲酯(例如:cn110563581a),随后邻羟基苯甲酯在氨水或液氨进行胺化得到邻羟基苯甲酰胺,该生产工艺存在明显的不足,主要是:(1)浓硫酸用量大(与邻羟基苯甲酸分子比为0.3),设备要求苛刻,产生废水量大、腐蚀性强;(2)由于酯化时水不易脱除,造成可逆反应不彻底,邻羟基苯甲酯转化率低(目前行业不高于95%)、产品纯度低、外观色泽差;胺化转化率一般不高于95%,产品纯度低于95%;酯化、胺化转化率低,造成成本高、质量差、环境污染大;(3)酯化催化剂浓硫酸选择性差,副反应多;酯化反应周期长(目前工业酯化时间在60-72h);胺化没有合适催化剂,胺化周期长(目前工业酯化时间在96h以上),设备利用率低;(4)酯化反应甲醇严重过量,反应过程中甲醇需回流;后期回收甲醇需要较大动力,造成能耗高;(5)酯化反应温度高于甲醇沸点,易发生爆炸事故,安全系数低。

3、公开号为cn113754553a的发明专利公开了一种连续法合成水杨酰胺的方法,该方案是以水杨酸为原料。利用光气作为酰化剂制备水杨酰氯,用甲醇酯化制备水杨酸甲酯,然后水杨酸甲酯与氨气进行胺化制备水杨酰胺。该合成方法存在的明显不足,主要包括:(1)各合成步骤没有合适催化剂,反应周期长、选择性差、副产物多;(2)酰氯化工艺采用光气作为氯化剂,胺化工艺采用氨气用为主反应原料,易造成重大危险源,发生重大安全事故,国家已明令禁止;(3)合成过程产生的废气、废液、废固未能合理套用和消减,未能实现绿色、清洁生产工艺。

4、随着国家安全、环保政策的收紧,传统工艺的缺点已无法满足现有政策的要求,邻羟基苯甲酰胺紧需开发安全系数高、环境污染小、能耗成本低的绿色合成路线迫在眉睫。


技术实现思路

1、本发明针对现有技术不足,提出一种邻羟基苯甲酰胺合成新工艺,具有操作简便、安全环保、低能源的特点,收率高、纯度高。

2、本发明采用的技术方案:

3、一种邻羟基苯甲酰胺合成新工艺,主要包括以下三步:

4、步骤s1:邻羟基苯甲酸在催化剂a作用下,氯化剂在反应釜内发生氯化反应,合成邻羟基苯甲酰氯;所述的酰氯化过程中,使用的催化剂a为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺;氯化剂为氯化亚砜、三氯化磷、乙酰氯、草酰氯和氯气的任何一种;

5、步骤s2:邻羟基苯甲酰氯在催化剂b作用下,使甲醇或乙醇取代邻羟基苯甲酰氯中氯合成邻羟基苯甲酯;所述的酯化反应过程中,使用的醇为甲醇、乙醇或其他低级醇;酯化反应中催化剂b为4- 甲基吡啶、2,6- 二甲基吡啶或吡啶;

6、步骤s3:邻羟基苯甲酯在催化剂c作用下,和氨水快速发生取代反应生成邻羟基苯甲酰胺;催化剂c为焦亚硫酸钠、氯化铵中一种或两种;。

7、步骤s1中,所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:1.05-2.0:0.05-0.1;所述的反应温度为40-600c;所述的反应时间为1.5-3.0h。

8、步骤s2中,所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:0.95-2.0:0.01-0.05,所述的反应温度为20-350c;所述的反应时间为1.5-4.0h。

9、步骤s3的胺化反应过程中,所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.01-0.1:3-6;所述的反应温度为45-550c;所述的反应时间为5-10h。

10、氯化剂在反应釜内发生氯化反应,酰氯化合成产生的废气hcl、so2,作为胺化反应过量氨水的吸收剂,产生氯化铵或硫酸铵,不再产生二次污染;邻羟基苯甲酰胺离心母液调整ph值后产生的低含量固体加入酰氯化反应釜二次反应原料,不产生废固;酯化反应不用加入过量的醇,离心母液回收废固再利用,大大降低了废水、废气、危险废固的产生量。

11、所述的反应控制终点为酰氯化转化率≥98.5%,酯化转化率≥99.0%,胺化转化率≥99.5%。收率控制指标为邻羟基苯甲酰胺摩尔收率≥96%,邻羟基苯甲酰胺含量≥99.5%。

12、发明有益效果:

13、1、本发明邻羟基苯甲酰胺合成方法,提出一种邻羟基苯甲酰胺合成新工艺,避免了传统合成方法以浓硫酸为催化剂带来的环保问题,艺反应条件温和,能源消耗低;具有操作简便、安全环保、低能源的特点,符合环保政策要求,适合工业化生产。

14、2、本发明邻羟基苯甲酰胺合成方法,酰氯化防疫过程中采用污染物(废气)处理技术,实现了污染物循环利用,可降低三废排放;酯化反应不用加入过量的醇、离心母液回收废固再利用,大大降低了废水、废气、危险废固的产生量。废气产生环节为酰氯化合成步骤产生hcl、so2中的一种或两种,作为胺化反应过量氨水的吸收剂,产生氯化铵或硫酸铵,不再产生二次污染;邻羟基苯甲酰胺离心母液调整ph值后产生的低含量固体加入酰氯化反应釜作为二次反应原料,不产生废固。

15、3、本发明邻羟基苯甲酰胺合成方法,酯化效果达到98.5%以上,产品纯度达到99.7%以上,收率达到96%以上,产品外观、晶型明显好优于传统工艺,催化剂反应选择性明显改善。反应时间缩短至原来1/6,设备利用率提高了600%。

16、实施方式

17、为了使发明创造实现其发明目的的技术构思及优点更加清楚明白,下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步的详细描述。应当理解的是,以下各实施例仅用以解释和说明本发明的优选实施方式,不应当构成对本发明要求专利保护的范围的限定。

18、实施例

19、本发明一种邻羟基苯甲酰胺合成方法,其工艺过程包括:

20、步骤s1,在催化剂a作用下,以邻羟基苯甲酸为初原料,以氯化剂在反应釜内合成邻羟基苯甲酰氯;该酰氯化反应过程中,催化剂使用二甲基甲酰胺(dmf)或二甲基乙酰胺;

21、步骤s2,在催化剂b作用下,使甲醇或乙醇取代邻羟基苯甲酰氯中氯合成邻羟基苯甲酯;酯化反应中,使用的催化剂b为4- 甲基吡啶、2,6- 二甲基吡啶或吡啶;

22、步骤s3,在催化剂c作用下,邻羟基苯甲酯和氨水发生胺化反应,生成邻羟基苯甲酰胺;使用的催化剂c为焦亚硫酸钠或氯化铵。

23、步骤s1的酰氯化反应过程中,使用的氯化剂为氯化亚砜、三氯化磷、乙酰氯、草酰氯和氯气的任何一种;所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:1.05-2.0:0.05-0.2;所述的反应温度为40-600c;所述的反应时间为1.5-3.0h。

24、步骤s2的酯化反应中,所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:0.95-2.0:0.01-0.05,所述的反应温度为20-350c;所述的反应时间为1.5-4.0h。

25、步骤s3的胺化反应中,所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.01-0.1:3-6;所述的反应温度为45-550c;所述的反应时间为5-10h。

26、实施例

27、本实施例的邻羟基苯甲酰胺合成方法,和实施例1的不同之处在于:生产过程中,步骤s1的酰氯化合成过程产生的hcl、so2作为胺化反应过量氨水的吸收剂,产生氯化铵或硫酸铵;邻羟基苯甲酰胺离心母液调整ph值后产生的低含量固体加入酰氯化反应釜作为二次反应原料。废气处理实现了污染物循环利用,可降低三废排放;酯化反应不用加入过量的醇、离心母液回收废固再利用,大大降低了废水、废气、危险废固的产生量。

28、本发明邻羟基苯甲酰胺合成方法,生产过程的反应终点控制为:酰氯化转化率≥98.5%,酯化转化率≥99.0%,胺化转化率≥99.5%。生产控制指标为:邻羟基苯甲酰胺摩尔收率≥96%,邻羟基苯甲酰胺含量≥99.5%。

29、实施例

30、本实施例的邻羟基苯甲酰胺合成方法,和实施例1、2的不同之处在于:

31、步骤s1的酰氯化反应中,使用的催化剂a为二甲基甲酰胺(dmf);氯化剂为氯化亚砜;所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:1.05:0.05;反应温度控制在500c左右;所述的反应时间为1.5h。

32、步骤s2的酯化反应中,使用的催化剂b为4- 甲基吡啶;醇为甲醇;酯化反应中所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:0.95:0.01,反应温度控制在300c左右;反应时间1.5h。

33、步骤s3的胺化反应中,使用的催化剂c为焦亚硫酸钠;所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.01:3;所述的反应温度控制在500c左右;反应时间为5h。

34、实施例

35、本实施例的邻羟基苯甲酰胺合成方法,和实施例1、2的不同之处在于:

36、步骤s1的酰氯化反应中,使用的催化剂a为二甲基乙酰胺;氯化剂为三氯化磷;所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:2.0:0.2;所述的反应温度为400c;反应时间3.0h。

37、步骤s2的酯化反应中,使用的催化剂b为2,6- 二甲基吡啶或吡啶;醇为乙醇;酯化反应中所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:2.0:0.05,所述的反应温度为350c;所述的反应时间为2.0h。

38、步骤s3的胺化反应中,使用的催化剂c为氯化铵;所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.1:3;所述的反应温度为45-550c;所述的反应时间为5-10h。

39、实施例

40、本实施例的邻羟基苯甲酰胺合成方法,和实施例1、2的不同之处在于:

41、步骤s1的酰氯化反应中,使用的催化剂a为二甲基甲酰胺(dmf);氯化剂为乙酰氯;所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:1.05:0.2;所述的反应温度控制在40-600c;所述的反应时间为1.5-3.0h。

42、步骤s2的酯化反应中,使用的催化剂b为吡啶;醇为甲醇;酯化反应中所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:2.0:0.01,反应温度为20-350c;反应时间为1.5-4.0h。

43、步骤s3的胺化反应中,使用的催化剂c为焦亚硫酸钠;所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.0.1:3;所述的反应温度为45-550c;所述的反应时间为5-10h。

44、实施例

45、本实施例的邻羟基苯甲酰胺合成方法,和实施例1、2的不同之处在于:

46、步骤s1的酰氯化反应中,使用的催化剂a为二甲基乙酰胺;氯化剂为氯气;所述的邻羟基苯甲酸:氯化剂:催化剂a=1:1.5:0.0.1;所述的反应温度为40-600c;所述的反应时间为1.5-3.0h。

47、步骤s2的酯化反应中,使用的催化剂b为4- 甲基吡啶;醇为乙醇;酯化反应中所述的邻羟基苯甲酰氯:醇:催化剂b=1:1.5:0.03,所述的反应温度为20-350c;所述的反应时间为1.5-4.0h。

48、步骤s3的胺化反应中,使用的催化剂c为氯化铵;所述邻羟基苯甲酯:催化剂c:氨水=1:0.05:3-6;所述的反应温度为45-550c;所述的反应时间为5-10h。

49、以下以实验例和对比例为例说明本发明邻羟基苯甲酰胺合成方法的工艺过程,以及其产生的技术效果。一下各实施例中产物的含量利用高效液相色谱(hplc)检测,产物的收率为烘干后实测邻羟基苯甲酰胺重量换算摩尔量折百计算所得。

50、对比例1

51、在1000ml 的三口烧瓶中加入甲醇420g(含量99.5%,13.0mol),加入浓硫酸30g(含量98.1%,0.3mol),加入138g邻羟基苯甲酸(含量99.0%,1.0mol)。开油浴控制温度在 75 ~78℃,回流反应20h,色谱跟踪,转化率为75.75%。油浴升温控制在80 ~ 85℃,收集冷凝甲醇50g,回流反应10h,色谱跟踪,转化率为85.63%。再次收集冷凝甲醇50g,回流反应10h,色谱跟踪,转化率为89.82%。再次收集冷凝甲醇100g,回流反应10h,色谱跟踪,转化率为94.91%。对反应液分层过滤,油相水洗、碱洗,调节ph值至8-9,加入25%氨水525g(3.0mol),温度控制在30-35℃,胺化60h后色谱跟踪,胺化转化率为93.68%。蒸馏胺化液ph值8,降温至5℃过滤,烘干称重为96.13g,色谱跟踪邻羟基苯甲酰胺含量94.83%,理论收率66.54%。

52、对比例2

53、1000ml 的三口烧瓶中加入甲苯300g,加入138g邻羟基苯甲酸(含量99.0%,1.0mol)与2.0mol光气以一定的速度连续通入酰氯化反应器反应生成邻羟基苯甲酰氯,反应温度550c,色谱跟踪邻羟基苯甲酰氯含量,反应时间12h为最大值95.38%;邻羟基苯甲酰氯溶液中滴加甲醇33g(99.0%,1.0mol),反应温度250c,色谱跟踪邻羟基苯甲酯含量,反应时间9h为最大值93.21%;分层进行水洗、碱洗,油相与3.0mol氨气的甲醇溶液进入胺化反应釜合成邻羟基苯甲酰胺,色谱跟踪邻羟基苯甲酰胺含量,反应时间48h为最大值93.51%;负压蒸馏调节ph值至4时降温结晶,得邻羟基苯甲酰胺干品118.68g,邻羟基苯甲酰胺含量95.87%,理论收率82.45%。

54、实验例1

55、在1000ml 的三口烧瓶中加入甲苯300g,加入二甲基甲酰胺(dmf)7g(0.09mol),加入138g邻羟基苯甲酸(含量99.0%,1.0mol),控制温度50-550c,滴加氯化亚砜145g(1.2mol),滴加时间1.5h,色谱跟踪邻羟基苯甲酰氯为98.56%,负压回收甲苯280g。加入2g4- 甲基吡啶,滴加甲醇38g(1.2mol),滴加时间1.5h,色谱跟踪邻羟基苯甲酯为97.77%。分层进行水洗、碱洗,油相中加入氨水525g(3.0mol),加入10g氯化铵,温度40-45℃,胺化10h后色谱跟踪,邻羟基苯甲酰胺为98.78%,过量氨水蒸馏,蒸馏液用回收盐酸吸收,蒸馏胺化液ph值8后进行降温、过滤、烘干,母液再次调节ph至4,过滤湿品加入胺化釜,得干品125.5g,邻羟基苯甲酰胺含量99.2%,理论收率90.87%。

56、实验例2

57、在1000ml 的三口烧瓶中加入甲苯300g,加入dmf7g(0.09mol),加入138g邻羟基苯甲酸(含量99.0%,1.0mol),控制温度50-550c,滴加三氯氧磷192g(1.25mol),滴加时间2.0h,色谱跟踪邻羟基苯甲酰氯为98.31%,负压回收甲苯280g。加入3g 2,6- 二甲基吡啶,滴加甲醇40g(1.3mol),滴加时间2.0h,色谱跟踪邻羟基苯甲酯为98.25%。分层进行水洗、碱洗,油相中加入氨水630g(4.5mol),加入5g焦亚硫酸钠,温度45-50℃,胺化8h后色谱跟踪,邻羟基苯甲酰胺为99.16%,过量氨水蒸馏,蒸馏液用回收盐酸吸收,蒸馏胺化液ph值8后进行降温、过滤、烘干,母液再次调节ph至4,过滤湿品加入胺化釜,得干品131.65g,邻羟基苯甲酰胺含量99.5%,理论收率95.61%。

58、实验例3

59、在1000ml 的三口烧瓶中加入甲苯300g,加入二甲基乙酰胺7g(0.09mol),加入138g邻羟基苯甲酸(含量99.0%,1.0mol),控制温度50-550c,滴加乙酰氯110g(1.4mol),滴加时间2.5h,色谱跟踪邻羟基苯甲酰氯为99.02%,负压回收甲苯280g。加入3吡啶,滴加甲醇45g(1.4mol),滴加时间2.5h,色谱跟踪邻羟基苯甲酯为98.83%。分层进行水洗、碱洗,油相中加入氨水700g(5.0mol),加入7g焦亚硫酸钠,温度50-55℃,胺化6h后色谱跟踪,邻羟基苯甲酰胺为99.7%,过量氨水蒸馏,蒸馏液用回收盐酸吸收,蒸馏胺化液ph值8后进行降温、过滤、烘干,母液再次调节ph至4,过滤湿品加入胺化釜,得干品132.78g,邻羟基苯甲酰胺99.75含量%,理论收率96.63%。

60、邻羟基苯甲酸制备过程中,催化剂使用二甲基甲酰胺或在二甲基乙酰胺,效果相当。步骤s3的胺化反应中,使用的催化剂c为焦亚硫酸钠或氯化铵,也可以使用焦亚硫酸钠和氯化铵的混合溶液,使用氯化铵可以增加溶液中的铵离子浓度,以防止氨水电离。

61、通过以上所述实施例和对比例,说明了本发明相较于现有技术具有更好地技术效果和收率。本发明生产过程中,加大低价值原料有利于目标产品转化率,升高温度可以缩短反应时间;氯化剂不同品种效果相当,酯化催化效果不同品种优劣相当;胺化催化剂焦亚硫酸钠优于氯化铵;反应时间延长有利于目标产品转化率、产品质量。

62、本发明所述实施例中各种原料配比并非是对本发明作为其它形式的限制,任何熟悉本专业的技术人员可能利用上述揭示的技术内容加以变更或改型为等同变化的等效实施例应用于其它领域,凡是未脱离本发明技术方案内容,依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与改型,仍属于本发明技术方案的保护范围。

当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1