本發明屬于醫藥化工領域,具體涉及醫藥中間體行業,主要是針對氨基甘油產品生產而提供的一種新型的氨基甘油生產工藝。
背景技術:
氨基甘油(3-氨基-1,2-丙二醇),主要用于生產x-ct非離子型造影劑碘海醇,是碘海醇生產合成中主要原料之一。在90年代,世界上所用造影劑市場都是用離子型x一線造影劑,盡管離子型造影劑有效解決了造影密度的問題,但這種高滲透性造影劑同時會引發血管內血液體增多和血管擴張,肺靜脈壓升高,血管內皮損傷,且神經毒性較大。因此從對人體安全的考慮出發,人們已越來越多認同和接受了非離子造影劑的廣泛使用,從本世紀起,非離子造影劑碘海醇已進入世界發達國家醫院,并正式全面進入了醫藥臨床使用。
目前,氨基甘油的制備方法可根據其使用原料的不同,有多種生產工藝,如環氧丙烷法、氯代甘油法、縮水甘油法、甘油醛法、胺化劑有氨水法等等,同時從生產工藝上都有所不同,如低壓法、中壓法、高溫高壓法,或者是連續法和間歇法等等,中國專利號(zl.201510026635.3)公開了一種氨基甘油制備方法,此制備方法本公司雖然已經獲得了發明授權,但采用此生產工藝,仍然存在著成品收率低、生產成本高、產品質量不穩定、副產物多,特別是產品的主含量還不能穩定達到99.6%以上,嚴重影響了企業的經濟效益,也影響了該產品的使用效果。
技術實現要素:
本發明就是針對現有技術的不足,提供一種收率高、產品含量高、純度高、生產成本低,產品質量穩定的一種新型氨基甘油的生產工藝。
技術方案:
一種新型氨基甘油的生產工藝,其特征包括如下步驟構成:
將原料環氧氯丙烷加入到脂化應釜中,同時投加催化劑為質量百分比濃度在0.6%~0.8%的甲醇水溶液,其投加質量為甲醇水溶液總質量的30~60%,以及質量百分比濃度在0.5%~1%的濃硫酸溶液,其投加質量為占濃硫酸溶液總質量的25~45%。邊攪拌邊加熱,溫度控制在50~65℃,攪拌20~40min,然后滴加剩余甲醇水溶液,滴加反應溫度控制在80~85℃,時間在1~2h之間,接著滴加剩余濃硫酸溶液,滴加反應溫度控制在90~110℃,時間在2~4h之間,脂化反應完畢后,冷卻水解釜內溫至40~55℃,加入飽和碳酸鈉溶液進行中和至不再產生氣泡為止,繼續攪拌10~20min,然后將水解釜內物料抽入蒸餾釜內,加熱升溫,開啟真空進行負壓蒸餾,收集真空度為-0.096~-0.1mpa、氣相溫度為90~95℃的冷凝液得到3-氯-1,2-丙二醇。
將3-氯-1,2-丙二醇與質量百分比濃度為25%~27%的液氨以質量比為1∶4~6的比例加入到氨化反應釜中,再加入3-氯-1,2-丙二醇質量份的0.12~0.30%的氨化催化劑,開啟攪拌,加熱升溫,溫度控制在45~50℃,壓力控制在0.12~0.20mpa,反應1~2h,然后升溫至50~55℃,壓力控制在0.13~0.30mpa,反應2~4h,接著再升溫至50~65℃,壓力控制在0.05~0.30mpa,反應0.5~1h,氨化反應完成,打開氨化反應釜的放空閥排壓,將多余氨排到氨吸收罐內,至氨化反應釜內無壓力時,將氨化反應釜內物料壓入過濾器后進入蒸餾釜,過濾器內得到的催化劑n-亞硝基二苯胺固體料,可回收后重復進行利用。
當物料移入蒸餾釜后,開啟蒸餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,常壓(1個標準大氣壓)蒸餾回收氨水,當氣相溫度達95~120℃時,開啟真空泵機組進行負壓蒸餾,待釜內溫度在115~120℃,接收罐上部視鏡中無液體流出時,停止蒸餾,冷卻釜內物料降溫至48~62℃,將蒸餾釜內物料移入離心機進行離心分離,固體料收集后集中處理,離心液進入成品精餾釜。
在物料移入精餾釜后,立即開啟精餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,同時開啟羅茨真空泵機組,接收罐真空度達到-0.0998mpa時,在氣相溫度低于125℃的冷凝液進入前餾分接收罐,氣相溫度在125-132℃冷凝液進入成品接收罐,成品罐中物料即為高純度氨基甘油(3-氨-1,2-丙二醇)。
所述的原料環氧氯丙烷與甲醇的水溶液總質量和濃硫酸溶液總質量之和的比例為2.0~3∶1。甲醇與濃硫酸的質量比為1∶1.3~2.0。
所述的氨化催化劑為n-亞硝基二苯胺和對苯二酚的混合物,具體制備方法為:將質量比為2∶1的n-亞硝基二苯胺和對苯二酚混合后溶解于50℃的片堿溶液中。
所述的水優選為去離子水。
本發明的有益效果
本發明提供了一種氨基甘油制備方法,該制備工藝不僅在水解過程中采用甲醇和濃硫酸雙組分為催化劑,分步滴加,分段升溫,有效提高3-氯-1,2-丙二醇的純度和收率,而且在氨化過程中還采用n-亞硝基二苯胺和對苯二酚雙組分為氨化催化劑,增加反應的選擇性,減少副反應的發生,可提高反應速率,縮短了反應時間、節省能耗。另外該制備方法能夠使具有催化劑達到回收循環利用,節約成本,而且本制備方法還具有安全性高、產品質量穩定、純度高等優點。
附圖說明
圖1為本發明的一種氨基甘油生產工藝流程示意圖,其中圖中:1、脂化反應,2、中和,3、蒸餾,4、氨化反應,5、過濾,6、離心,7、精餾,8、成品
具體實施方式
以下通過實施例對本發明的制備方法作進一步的闡述。
實施例1
1、脂化反應
將1.87kg的甲醇慢慢加入到250kg無離子純水中,混合均勻后抽入甲醇高位計量槽中。
將3.38kg、質量百分比濃度為98%的濃硫酸慢慢加入到438kg無離子純水中,混合均勻后抽入濃硫酸高位計量槽中。
將1780kg原料環氧氯丙烷抽入3000l帶攪拌、機械密封的搪玻璃脂化反應釜中,然后分別將高位計量槽中150l甲醇水溶液、180l濃硫酸溶液加入到脂化反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在50~55℃,攪拌30min后,滴加剩余甲醇水溶液,滴加時反應溫度控制在80~85℃,滴加完成時間為1.5h,接著滴加剩余稀硫酸溶液,滴加時反應溫度控制在100~105℃,滴加完成時間為2.5h,水解反應完畢。
脂化反應完畢后,冷卻脂化反應釜內溫度至50℃,加入飽和碳酸鈉溶液進行中和,至釜內物料不再產生氣泡為止,繼續攪拌20min,然后將水解反應釜內物料抽入搪玻璃蒸餾釜內,開啟夾套蒸汽加熱升溫,開啟真空進行負壓蒸餾,待真空度在-0.096mpa、氣相溫度低于90℃時的冷凝液進入前餾分接收罐,待真空度在-0.096~-0.1mpa、氣相溫度高于90℃的冷凝液進入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐,當氣相溫度開始下降,冷凝液量減少,同時取樣分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于98%時,冷凝液重新轉入前餾分接收罐,前餾分接收罐內物料在下一次蒸餾時加入重新蒸餾利用。
2、氨化反應
將氨化催化劑0.88kgn-亞硝基二苯胺和0.46kg對苯二酚加入到50℃、5l的熱乙醇中,充分溶解。
將700kg3-氯-1,2-丙二醇抽入5000l帶攪拌、機械密封的不銹鋼氨化反應釜中,然后將3500l、質量百分比濃度為25%的氨水、以及配制完成的氨化催化劑加入到氨化反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在45~48℃,壓力控制在0.15mpa時,反應1.5h,然后升溫至50~55℃,壓力控制在0.18mpa時,反應2h,再升溫至55~60℃,壓力控制在0.22mpa時,反應0.4h,氨化反應完畢。
氨化反應完畢后,慢慢開啟氨化反應釜的放空閥排壓,將多余氨排到氨吸收罐內,至氨化反應釜內無壓力時,將氨化反應釜內物料壓入過濾器后進入不銹鋼蒸餾釜,過濾器內得到的催化劑n-亞硝基二苯胺固體料用無離子純水漂洗后重復利用。
3、蒸餾
物料轉入蒸餾釜后,開啟蒸餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,常壓(1個標準大氣壓)蒸餾回收氨水,當氣相溫度達100~102℃時,開啟真空泵機組進行負壓蒸餾,待釜內溫度在112~120℃,接收罐上部視鏡中無冷凝流出時,停止蒸餾,接收罐內低濃度氨水用于配制濃度25~27%的氨水使用。
蒸餾完畢后,冷卻蒸餾釜內物料溫度至55℃,蒸餾釜內有固體析出,然后將蒸餾釜內物料移入離心機進行離心分離,固體料(氯化銨)收集后處理,離心液進入不銹鋼精餾釜。
4、精餾
物料轉入精餾釜后,開啟精餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,同時開啟羅茨真空泵機組,待接收罐真空度達到-0.0998mpa后,在氣相溫度低于125℃的冷凝液進入前餾分接收罐,氣相溫度在125~132℃的冷凝液進入成品接收罐。前餾分接收罐內物料在下一次精餾時加入重新精餾利用,成品接收罐中物料即為高純度氨基甘油(3-氨-1,2-丙二醇)。
實施例2
1、脂化反應
將1.42kg的甲醇慢慢加入到190kg無離子純水中,混合均勻后抽入甲醇高位計量槽中。
將3.1kg、質量百分比濃度為98%的濃硫酸慢慢加入到380kg無離子純水中,混合均勻后抽入到濃硫酸高位計量槽中。
將1560kg原料環氧氯丙烷抽入3000l帶攪拌、機械密封的搪玻璃脂化反應釜中,然后分別將高位計量槽中116l甲醇水溶液、130l濃硫酸溶液加入到脂化反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在57~62℃,攪拌38min后,滴加剩余甲醇水溶液,滴加時反應溫度控制在80~85℃,滴加完成時間為1h,接著滴加剩余稀硫酸溶液,滴加時反應溫度控制在100~105℃,滴加完成時間為2.8h,脂化反應完畢。
脂化反應完畢后,冷卻脂化反應釜內溫度至51℃,加入飽和碳酸鈉溶液進行中和,至釜內物料不再產生氣泡為止,繼續攪拌25min,然后將水解反應釜內物料抽入搪玻璃蒸餾釜內,開啟夾套蒸汽加熱升溫,開啟真空進行負壓蒸餾,待真空度在-0.096mpa、氣相溫度低于92℃時的冷凝液進入前餾分接收罐,待真空度在-0.096~-0.1mpa、氣相溫度高于92℃的冷凝液進入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐,當氣相溫度開始下降,冷凝液量減少,同時取樣分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于99%時,冷凝液重新轉入前餾分接收罐,前餾分接收罐內物料在下一次蒸餾時加入重新蒸餾利用。
2、氨化反應
將氨化催化劑1.17kgn-亞硝基二苯胺和0.59kg對苯二酚加入到50℃、5l的熱乙醇中,充分溶解。
將800kg3-氯-1,2-丙二醇抽入5000l帶攪拌、機械密封的不銹鋼氨化反應釜中,然后將3200l、質量百分比濃度為25%的氨水、以及配制完成的氨化催化劑加入到氨化反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在47~50℃,壓力控制在0.25mpa時,反應2.5h,然后升溫至52~55℃,壓力控制在0.2mpa時,反應2.5h,再升溫至55~60℃,壓力控制在0.30mpa時,反應1.5h,氨化反應完畢。
氨化反應完畢后,慢慢開啟氨化反應釜的放空閥排壓,將多余氨排到氨吸收罐內,至氨化反應釜內無壓力時,將氨化反應釜內物料壓入過濾器后進入不銹鋼蒸餾釜,過濾器內得到的催化劑n-亞硝基二苯胺固體料用無離子純水漂洗后重復利用。
3、蒸餾
物料轉入蒸餾釜后,開啟蒸餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,常壓(1個標準大氣壓)蒸餾回收氨水,當氣相溫度達101~102℃時,開啟真空泵機組進行負壓蒸餾,待釜內溫度在116~120℃,接收罐上部視鏡中無冷凝流出時,停止蒸餾,接收罐內低濃度氨水用于配制濃度25~27%的氨水使用。
蒸餾完畢后,冷卻蒸餾釜內物料溫度至55℃,蒸餾釜內有固體析出,然后將蒸餾釜內物料移入離心機進行離心分離,固體料(氯化銨)收集后處理,離心液進入不銹鋼精餾釜。
4、精餾
物料轉入精餾釜后,開啟精餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,同時開啟羅茨真空泵機組,待接收罐真空度達到-0.0998mpa后,在氣相溫度低于125℃的冷凝液進入前餾分接收罐,氣相溫度在125~132℃的冷凝液進入成品接收罐。前餾分接收罐內物料在下一次精餾時加入重新精餾利用,成品接收罐中物料即為高純度氨基甘油(3-氨-1,2-丙二醇)。
實施例3
1、脂化反應
將1.28kg的甲醇慢慢加入到198kg無離子純水中,混合均勻后抽入甲醇高位計量槽中。
將3.87kg、質量百分比濃度為99%的濃硫酸慢慢加入到450kg無離子純水中,混合均勻后抽入濃硫酸高位計量槽中。
將1750kg原料環氧氯丙烷抽入3000l帶攪拌、機械密封的搪玻璃脂化反應釜中,然后分別將高位計量槽中79l甲醇水溶液、216l濃硫酸溶液加入到水解反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在59~62℃,攪拌45min后,滴加剩余甲磺酸水溶液,滴加時反應溫度控制在80~85℃,滴加完成時間為2.5h,接著滴加剩余稀硫酸溶液,滴加時反應溫度控制在102~105℃,滴加完成時間為2.5h,脂化反應完畢。
脂化反應完畢后,冷卻脂化反應釜內溫度至56℃,加入飽和碳酸鈉溶液進行中和,至釜內物料不再產生氣泡為止,繼續攪拌25min,然后將脂化反應釜內物料抽入搪玻璃蒸餾釜內,開啟夾套蒸汽加熱升溫,開啟真空進行負壓蒸餾,待真空度在-0.096mpa、氣相溫度低于90℃時的冷凝液進入前餾分接收罐,待真空度在-0.096~-0.1mpa、氣相溫度高于92℃的冷凝液進入合格3-氯-1,2-丙二醇接收罐,當氣相溫度開始下降,冷凝液量減少,同時取樣分析3-氯-1,2-丙二醇含量低于99%時,冷凝液重新轉入前餾分接收罐,前餾分接收罐內物料在下一次蒸餾時加入重新蒸餾利用。
2、氨化反應
將氨化催化劑0.72kgn-亞硝基二苯胺和0.36kg對苯二酚加入到50℃、5l的熱乙醇中,充分溶解。
將600kg3-氯-1,2-丙二醇抽入5000l帶攪拌、機械密封的不銹鋼氨化反應釜中,然后將3600l、質量百分比濃度為25%的氨水、以及配制完成的氨化催化劑加入到氨化反應釜中,采用邊攪拌邊加熱方法,溫度控制在48~50℃,壓力控制在0.25mpa時,反應1.5h,然后升溫至52~55℃,壓力控制在0.3mpa時,反應2h,再升溫至55~60℃,壓力控制在0.25mpa時,反應1.0h,氨化反應完畢。
氨化反應完畢后,慢慢開啟氨化反應釜的放空閥排壓,將多余氨排到氨吸收罐內,至氨化反應釜內無壓力時,將氨化反應釜內物料壓入過濾器后進入不銹鋼蒸餾釜,過濾器內得到的催化劑n-亞硝基二苯胺固體料用無離子純水漂洗后重復利用。
3、蒸餾
物料轉入蒸餾釜后,開啟蒸餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,常壓(1個標準大氣壓)蒸餾回收氨水,當氣相溫度達100~102℃時,開啟真空泵機組進行負壓蒸餾,待釜內溫度在115~120℃,接收罐上部視鏡中無冷凝流出時,停止蒸餾,接收罐內低濃度氨水用于配制濃度26~28%的氨水使用。
蒸餾完畢后,冷卻蒸餾釜內物料溫度至55℃,蒸餾釜內有固體析出,然后將蒸餾釜內物料移入離心機進行離心分離,固體料(氯化銨)收集后處理,離心液進入不銹鋼精餾釜。
4、精餾
物料轉入精餾釜后,開啟精餾釜夾套蒸汽進行加熱升溫,同時開啟羅茨真空泵機組,待接收罐真空度達到-0.0998mpa后,在氣相溫度低于125℃的冷凝液進入前餾分接收罐,氣相溫度在125~130℃的冷凝液進入成品接收罐。前餾分接收罐內物料在下一次精餾時加入重新精餾利用,成品接收罐中物料即為高純度氨基甘油(3-氨-1,2-丙二醇)。
通過本發明實施例1-3,制得的一種新型氨基甘油生產工藝的產品性能指標測試結果見下表所示:
本發明提供了一種思路及方法,具體實現該技術方案的方法和途徑很多,以上所述僅是本發明的優選實施方式。應當指出,對于本技術領域的技術人員來說,在不脫離本發明原理的前提下,還可以做出若干改進和潤飾,這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍內,本實施例中未明確的各組成部分均可用現有技術加以實現。