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一種四丁基脲的制備工藝的制作方法

文檔序號(hào):10482598閱讀:2469來源:國知局
一種四丁基脲的制備工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種四丁基脲的制備工藝,所述制備工藝的原料是二正丁胺、雙(三氯甲基)碳酸酯、液堿和純水;所述制備工藝的步驟是將雙(三氯甲基)碳酸酯碾碎與純水混合,再加入一定量的液堿中,在充分?jǐn)嚢璧臓顟B(tài)下將液固混合物滴加進(jìn)入二正丁胺中,攪拌升溫并回流獲得四丁基脲粗品,粗品經(jīng)過精餾制得最終產(chǎn)品。本發(fā)明不采用有機(jī)溶劑,減少了溶劑回收成本,降低了提純難度;不采用光氣作為原料,合成過程安全無風(fēng)險(xiǎn);采用液堿,避免了氯化氫氣體產(chǎn)生。
【專利說明】
一種四丁基脲的制備工藝
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及一種四丁基脲的制備工藝,尤其是一種采用二正丁胺、雙(三氯甲基)碳酸酯、液堿和純水制備的四丁基脲工藝。
技術(shù)背景
[0002]四丁基脲(簡(jiǎn)稱TBU),為透明或略帶微黃色的液體,粘稠度略比水大,分子式為CitH36N20 ;是用途較廣的有機(jī)合成中間體,也可用作有機(jī)化學(xué)的溶劑、萃取劑和催化劑,特別是大量用作雙氧水生產(chǎn)過程的溶劑。主要用于蒽醌法生產(chǎn)雙氧水新工藝中的氫蒽醌溶劑。相對(duì)于傳統(tǒng)溶劑磷酸三辛酯,具有氫蒽醌的溶解度大;H2O2在兩相中的分配系數(shù)大;四丁基脲與水密度差大、表面張力大等優(yōu)點(diǎn)。
[0003]四丁基脲的合成方法有光氣法和非光氣法;其中非光氣法由于條件茍1刻,可實(shí)施性不大,不能作為一種工業(yè)合成方法。光氣法分為光氣法、雙光氣法、三光氣。光氣法為碳酰氯法,雙光氣法為氯甲酸三氯甲酯法,三光氣法為雙(三氯甲基)碳酸酯法。
[0004]光氣又名碳酰氯,高毒,化學(xué)反應(yīng)活性較高,遇水后有強(qiáng)烈腐蝕性。如公開號(hào)為CN102702029A公開了一種“四丁基脲的制備工藝”的發(fā)明專利,該工藝采用碳酰氯作為原料,采用全封閉式的反應(yīng)裝置,并且設(shè)備要求極高,不允許有半點(diǎn)泄漏。并且該工藝所涉及的反應(yīng)為氣液反應(yīng),氣液的接觸面積小,導(dǎo)致反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng),該專利最短反應(yīng)時(shí)間為5小時(shí)。由于反應(yīng)器上部有未反應(yīng)的碳酰氯,反應(yīng)后需要置換掉反應(yīng)器內(nèi)的有毒氣體。該發(fā)明提到反應(yīng)后需靜止30分鐘,但未說明原因。該專利所采用的工藝,不僅危險(xiǎn)性大,對(duì)設(shè)備要求高,反應(yīng)速度也慢。
[0005]雙光氣是氯甲酸三氯甲酯的別稱,無色液體,有刺激性氣味,難溶于水,可作其他毒劑的溶劑。雙光氣為一種窒息性毒劑,即對(duì)人體的肺組織造成損害,導(dǎo)致血漿滲入肺泡引起肺水腫,從而使肺泡氣體交換受阻,機(jī)體缺氧而窒息死亡。雙光氣在一戰(zhàn)中曾被作為生化武器。所以采用雙光氣制備四丁基脲的案例基本上沒有。
[0006]三光氣又稱固體光氣,是雙(三氯甲基)碳酸酯的別稱。三光氣微毒,穩(wěn)定性較強(qiáng),在沸點(diǎn)時(shí)僅有少量分解,生成氯甲酸三氯甲酯和光氣。采用三光氣作為四丁基脲生產(chǎn)原料的案例很多,但全部采用了有機(jī)溶劑進(jìn)行溶解。如公開號(hào)為CN1394852A公開了一種“四丁基脲的制備方法”的發(fā)明專利,該方法采用有機(jī)溶劑作為雙(三氯甲基)碳酸酯的載體,先溶解再進(jìn)行滴加,并在反應(yīng)的過程中回收溶劑,回收溶劑的過程增加了反應(yīng)的能耗和時(shí)間。并且該發(fā)明采用氮?dú)庵脫Q法置換掉反應(yīng)生成的氯化氫氣體,產(chǎn)生了大量的氯化氫廢氣。采用溶劑溶解雙(三氯甲基)碳酸酯,在分離時(shí)并不能將其完全分離,會(huì)來帶純度上的影響。
[0007]華東理工大學(xué)工業(yè)催化研究所崔麗勤、劉純山等人在《精細(xì)化工中間體》雜志中發(fā)表了一篇綜述性的文章,名為《四丁基脲的合成方法》,其中提到了單光氣法、雙光氣法、三光氣法。其中單光氣法具有反應(yīng)十分劇烈,大量制備時(shí)較難控制,同時(shí)在分離操作上也存在一定的困難等缺點(diǎn)。雙光氣法具有極易揮發(fā),有窒息性,毒性較強(qiáng)等缺點(diǎn)。三光氣法雖沒提到缺點(diǎn),但是有現(xiàn)有的工藝中,都需要溶劑溶解三光氣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]為解決光氣法制備四丁基脲時(shí)對(duì)設(shè)備的高要求,反應(yīng)時(shí)間過慢,反應(yīng)后需靜置等問題,反應(yīng)過程需冷卻及避免劇毒原料對(duì)人員及周邊環(huán)境帶來的潛在威脅;為解決三光氣法制備四丁基脲時(shí)溶劑回收所帶來的能耗、時(shí)間增加,溶劑對(duì)純度的影響等問題;本發(fā)明提供一種四丁基脲的制備工藝。
[0009]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明采取的技術(shù)方案為:一種四丁基脲的制備工藝,原料包括:二正丁胺,雙(三氯甲基)碳酸酯,液堿,純水。其工藝步驟如下:
(1)將雙(三氯甲基)碳酸酯碾碎與純水混合,再加入一定量的液堿中;
(2)將混合后的固液混合物在充分?jǐn)嚢璧臓顟B(tài)下滴加進(jìn)入二正丁胺中;
(3)滴加完后,攪拌升溫并回流可得四丁基脲粗品;
(4)粗品經(jīng)過精飽可得最終廣品。
[0010]所述工藝中雙(三氯甲基)碳酸酯與二正丁胺,氫氧化鈉摩爾比為1: 6.3?8: 7-10; 步驟(I)所述堿液,其濃度為15%-31% ;
步驟(3)所述升溫回流步驟,其溫度可為60-108°C,反應(yīng)時(shí)間為30min-12小時(shí),反應(yīng)壓力為常溫。
[0011]步驟(4)所述精餾時(shí)真空度0.1MPa——0.096MPa,溫度為200°C-330°C ;
與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明具有如下有益效果。
[0012]1、本發(fā)明沒有采用碳酰氯作為原料,所以對(duì)設(shè)備要求不高,從原料到生產(chǎn)不需要完全密閉,可常壓操作。并且雙(三氯甲基)碳酸酯常溫下穩(wěn)定,毒性較小,降低了設(shè)備的要求,減小了對(duì)操作人員及周邊環(huán)境的危害。
[0013]2、本發(fā)明二正丁胺直接與雙(三氯甲基)碳酸酯接觸,加快了反應(yīng)速度,增加了反應(yīng)效率,降低了反應(yīng)時(shí)間。
[0014]3、本發(fā)明沒有采用有機(jī)溶劑對(duì)雙(三氯甲基)碳酸酯進(jìn)行溶解,不需要溶劑回收,精餾時(shí)也不需要對(duì)溶劑進(jìn)行分離,降低了能耗,增加了產(chǎn)品純度。
[0015]4、本發(fā)明采用液堿對(duì)反應(yīng)過程中產(chǎn)生的氯化氫進(jìn)行中和,不會(huì)產(chǎn)生氯化氫廢氣,減少了對(duì)大氣的污染。
【具體實(shí)施方式】
[0016]
實(shí)施例1
(I)取10g雙(三氯甲基)碳酸酯,將其研磨并與213g純水混合,研磨粒徑無限制。
[0017](2)將雙(三氯甲基)碳酸酯與水的混合物完全加入到340g工業(yè)31%的液堿中,并充分混合。
[0018](3)將混合液充分?jǐn)嚢?,使得雙(三氯甲基)碳酸酯顆粒均勻的散布在液相中。
[0019](4)將上述均勻分布后的固液混合物滴加進(jìn)入265g二正丁胺中,控制滴加溫度在70°C以下。
[0020](5)滴加完畢后,升溫至108°C,此時(shí)出現(xiàn)回流,溫度不再升高。在此條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)30分鐘,制得四丁基脲粗品。
[0021](6 )四丁基脲粗品在常壓0.1MPa,釜溫320 °C下,取氣象溫度315 °C以上的部分冷卻后,可蒸餾得到四丁基脲終產(chǎn)品;制得四丁基脲產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)純度為99.78%。
[0022]
實(shí)施例2
(I)取10g雙(三氯甲基)碳酸酯,將其研磨并與10g純水混合,研磨粒徑無限制。
[0023](2)將雙(三氯甲基)碳酸酯與水的混合物完全加入到350g工業(yè)31%的液堿中,并充分混合。
[0024](3)將混合液充分?jǐn)嚢?,使得雙(三氯甲基)碳酸酯顆粒均勻的散布在液相中。
[0025](4)將上述均勻分布后的固液混合物滴加進(jìn)入270g二正丁胺中,控制滴加溫度在70°C以下。
[0026](5)滴加完畢后,升溫至90°C,此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)回流,保持溫度恒定。在此條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)2小時(shí),制得四丁基脲粗品。
[0027](6)四丁基脲粗品在真空度_0.096MPa、釜溫210°C下,取氣象溫度200°C以上的部分冷卻后,可蒸餾得到四丁基脲終產(chǎn)品;制得四丁基脲產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)純度為99.82%。
[0028]
實(shí)施例3
(I)取10g雙(三氯甲基)碳酸酯,將其研磨并與50g純水混合,研磨粒徑無限制。
[0029](2)將雙(三氯甲基)碳酸酯與水的混合物完全加入到400g工業(yè)31%的液堿中,并充分混合。
[0030](3)將混合液充分?jǐn)嚢?,使得雙(三氯甲基)碳酸酯顆粒均勻的散布在液相中。
[0031](4)將上述均勻分布后的固液混合物滴加進(jìn)入280g二正丁胺中,控制滴加溫度在70°C以下。
[0032](5)滴加完畢后,升溫至60°C,此時(shí)不會(huì)出現(xiàn)回流,保持溫度恒定。在此條件下保持?jǐn)嚢璺磻?yīng)12小時(shí),制得四丁基脲粗品。
[0033](6)四丁基脲粗品在真空度_0.092MPa、釜溫220°C下,取氣象溫度210°C以上的部分冷卻后,可蒸餾得到四丁基脲終產(chǎn)品;制得四丁基脲產(chǎn)品經(jīng)檢測(cè)純度為99.70%。
[0034]
上述實(shí)施例制備的四丁基脲的分析方法:
采用氣相色譜儀分析,采用中性毛細(xì)管柱,毛細(xì)管柱規(guī)格0.25μπι,30米。分析儀器條件汽化室溫度:220°C,檢測(cè)器溫度:250°C,柱箱溫度:195°C,衰減:I,靈敏度:4。
[0035]四丁基脲樣品:無需配制樣品,直接進(jìn)樣。取0.2微升(I小格)進(jìn)樣量。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種四丁基脲的制備工藝,所述制備工藝的原料是二正丁胺、雙(三氯甲基)碳酸酯、液堿和純水;所述制備工藝的步驟是將雙(三氯甲基)碳酸酯碾碎與純水混合,再加入一定量的液堿中,在充分?jǐn)嚢璧臓顟B(tài)下將液固混合物滴加進(jìn)入二正丁胺中,攪拌升溫并回流獲得四丁基脲粗品,粗品經(jīng)過精餾制得最終產(chǎn)品。2.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述雙(三氯甲基)碳酸酯、二正丁胺和氫氧化鈉的摩爾比為1: 6?8: 7?10。3.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述液堿的濃度是15%-31%。4.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述制備工藝的反應(yīng)溫度為60-108Γ,反應(yīng)時(shí)間為0.5-12小時(shí),反應(yīng)壓力為常壓。5.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述精餾的真空度為0.1MPa--0.096MPa,溫度為200 °C-320 °C。6.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述雙(三氯甲基)碳酸酯碾碎的粒徑是小于滴加設(shè)備出口的管徑。7.如權(quán)利要求1所述一種四丁基脲的制備工藝,所述堿液與雙(三氯甲基)碳酸酯是在充分?jǐn)嚢璧臓顟B(tài)下滴加進(jìn)入二正丁胺中。
【文檔編號(hào)】C07C275/06GK105837473SQ201610276960
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年4月29日
【發(fā)明人】陳攀
【申請(qǐng)人】岳陽市中順化工有限責(zé)任公司
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