108-75-8 / 2,4,6-三甲基吡啶的制備方法

背景技術(shù)

眾所周知，重結(jié)晶法精制2，4，6_三甲基吡啶的關(guān)鍵在于選擇合適的重結(jié)晶溶劑， 以便在析出2，4，6_三甲基吡啶鹽結(jié)晶的同時(shí)，盡可能多的溶解其他雜質(zhì)。而現(xiàn)有的制備方法中所使用的是無(wú)水乙醇作為重結(jié)晶溶劑，在2，4，6_三甲基吡啶的乙醇溶液中加入98% 的濃硫酸與之反應(yīng)，生成磺酸鹽，經(jīng)冷卻結(jié)晶過(guò)濾后，所得結(jié)晶用3倍重量的乙醇重結(jié)晶。 用氨水在室溫下分解至Ph = 8，對(duì)其精餾，得純度95%以上的2，4，6-三甲基吡啶。

然而上述的現(xiàn)有方法中的溶劑為無(wú)水乙醇，但無(wú)水乙醇不易反復(fù)使用，因而造成成本升高，資源浪費(fèi)，工業(yè)價(jià)值低等問(wèn)題。

因此，針對(duì)上述情況，一種新的可以在提供良好的純度的2，4，6-三甲基吡啶的制備方法的發(fā)明勢(shì)在必行。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有方法中的溶劑為無(wú)水乙醇，但無(wú)水乙醇不易反復(fù)使用，因而造成成本升高，資源浪費(fèi)，工業(yè)價(jià)值低等問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明創(chuàng)新性的使用95%的工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的溶劑，并對(duì)后續(xù)的制備過(guò)程進(jìn)行了相應(yīng)的發(fā)明調(diào)整，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)效果與原來(lái)相差不大，且成本更低，能反復(fù)使用，有巨大的工業(yè)價(jià)值。

即：一種2，4，6_三甲基吡啶的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

將2，4，6_三甲基吡啶的原料與工業(yè)乙醇溶劑以及濃硫酸加入到反應(yīng)器中，攪拌反應(yīng)至反應(yīng)器中出現(xiàn)結(jié)晶；

過(guò)濾或抽濾；

對(duì)濾后仍然包夾部分雜質(zhì)的結(jié)晶進(jìn)行高溫洗滌；

對(duì)洗滌后仍有部分雜質(zhì)包夾在2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽的晶格進(jìn)行重結(jié)晶。

優(yōu)選使用與原料等體積的工業(yè)乙醇作為成鹽結(jié)晶時(shí)的分散劑和溶劑，用與結(jié)晶等質(zhì)量的工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的溶劑。

進(jìn)行高溫洗滌時(shí)，可用結(jié)晶質(zhì)量?jī)杀兜墓I(yè)乙醇，將結(jié)晶投入工業(yè)乙醇中，然后在回流攪拌的條件下加熱，使工業(yè)乙醇沸騰，半小時(shí)后停止加熱，繼續(xù)攪拌并通冷卻水降溫， 當(dāng)溫度降到常溫后，放出，過(guò)濾。所得結(jié)晶分解后濃度可達(dá)到97%?98%。

所述進(jìn)行重結(jié)晶時(shí)，將通過(guò)洗滌余下的仍有部分包夾雜質(zhì)的2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽的晶格中，選擇水作為主要的重結(jié)晶溶劑、選則工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的分散劑和輔助溶劑；將洗滌過(guò)的鹽結(jié)晶投入到結(jié)晶質(zhì)量1.5倍的工業(yè)乙醇中，再向其中加入結(jié)晶質(zhì)量 30%的水，其他條件與步驟與洗滌條件相同；重結(jié)晶后，所得結(jié)晶分解后濃度達(dá)99%以上。[0015] 所述將2，4，6_三甲基吡啶磺酸鹽溶解于水中后，在攪拌狀態(tài)下向其中加入固體氫氧化鈉片劑，并控制反應(yīng)進(jìn)程，優(yōu)選反應(yīng)溫度控制在45?60攝氏度；當(dāng)物料的ph值達(dá)到 8?9時(shí)，繼續(xù)攪拌半小時(shí)，確保反應(yīng)完全后，停止攪拌，使物料靜置分層，可從反應(yīng)釜底部放出物料，下層為硫酸鈉鹽溶液，上層為含水2，4，6-三甲基吡啶產(chǎn)品。

所述濾液中含有部分2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽和其他的雜質(zhì)鹽，可將質(zhì)量分?jǐn)?shù) 50 %的氫氧化鈉溶液緩慢加入濾液中，分解其中的鹽，通過(guò)過(guò)濾除去部分鹽，其余濾液部分可以通過(guò)精餾獲得工業(yè)乙醇，水和含2，4，6-三甲基吡啶的餾分。

本發(fā)明的有益效果是：利用吡啶系化合物的堿性性質(zhì)，經(jīng)過(guò)硫酸鹽化、乙醇中結(jié)晶、重結(jié)晶、堿解，從初次精餾提取出來(lái)的粗2，4，6_三甲基吡啶餾分中提純2，4，6_三甲基吡啶，確定實(shí)驗(yàn)條件，可將精制的2，4，6-三甲基吡啶濃度提高到97%?98%，回收率無(wú)太大下降；并且可以在進(jìn)一步的重結(jié)晶中提高到99%以上。

具體實(shí)施方式

本發(fā)明是應(yīng)用在化學(xué)領(lǐng)域的制備2，4，6-三甲基吡啶的方法，是在對(duì)現(xiàn)有的制備 2，4，6-三甲基吡啶的方法缺點(diǎn)的基礎(chǔ)上作出的重大改進(jìn)，具有非常重要的實(shí)踐意義。

1、原料的選擇

吡啶原料初次精餾167?173°C提取出來(lái)2，4，6-三甲基吡啶餾分，其中2，4，6-三甲基吡啶含量為50?70%。

2、溶劑的選擇

2. 1溶劑種類的選擇

現(xiàn)有的制備方法溶劑為無(wú)水乙醇，但無(wú)水乙醇不易反復(fù)使用。本發(fā)明使用95%的工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的溶劑，試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)效果與原來(lái)相差不大，且成本更低，能反復(fù)使用， 有工業(yè)價(jià)值。

2. 2溶劑用量的選擇

反應(yīng)的關(guān)鍵是乙醇可以將其他雜質(zhì)溶解而盡量將2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽結(jié)晶析出，用與原料等體積的工業(yè)乙醇作為成鹽時(shí)的分散劑和溶劑，用與結(jié)晶等質(zhì)量的工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的溶劑較為合適。

3、反應(yīng)條件的選擇

3. 1反應(yīng)溫度的選擇

濃硫酸與原料反應(yīng)會(huì)放出大量的熱，由于將工業(yè)乙醇作為分散劑，而工業(yè)乙醇的沸點(diǎn)為75攝氏度，所以反應(yīng)溫度必須降低，為使反應(yīng)中分散劑不會(huì)損失并保證反應(yīng)速率， 將反應(yīng)溫度定位40攝氏度。

3. 2反應(yīng)時(shí)間的選擇

此反應(yīng)為酸堿反應(yīng)，反應(yīng)速度很快，可視為瞬時(shí)反應(yīng)，但為保證反應(yīng)完全并使結(jié)晶充分析出，在濃硫酸完全滴加完畢后仍以40攝氏度攪拌半小時(shí)，然后取出，在攪拌狀態(tài)下冷卻至室溫。

4、洗滌

過(guò)濾出的結(jié)晶中仍然包夾部分雜質(zhì)。由于2，4，6_三甲基吡啶的硫酸鹽在乙醇中的溶解度很小，所以想通過(guò)重結(jié)晶的方式進(jìn)行提純不僅無(wú)法工業(yè)化，而且2，4，6-三甲基吡啶的損失也很大?？紤]到其他雜質(zhì)鹽在乙醇中溶解度很大，所以想要提純2，4，6_三甲基吡啶僅需要高溫洗滌即可。

4. 1洗滌的條件

為保證將2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽中的雜質(zhì)盡量去除，可用結(jié)晶質(zhì)量?jī)杀兜墓I(yè)乙醇，將結(jié)晶投入乙醇中，然后在回流攪拌的條件下加熱，使乙醇沸騰，半小時(shí)后停止加熱，繼續(xù)攪拌并通冷卻水降溫，當(dāng)溫度降到常溫后，放出，過(guò)濾。所得結(jié)晶分解后濃度可達(dá)到 97%?98%

5、重結(jié)晶

通過(guò)洗滌可獲得濃度在98%左右的2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽結(jié)晶。但仍有部分雜質(zhì)包夾在2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽的晶格中，這些雜質(zhì)通過(guò)單純的洗滌是無(wú)法除去的， 因此必須通過(guò)重結(jié)晶去除此類雜質(zhì)。由于2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽在水中的溶解度比較大，所以選擇水作為主要的重結(jié)晶溶劑。但由于水在重結(jié)晶時(shí)用量太少，在降溫重新生成結(jié)晶時(shí)不易放出過(guò)濾，且容易將雜質(zhì)重新包夾在晶格當(dāng)中。所以選則乙醇作為重結(jié)晶的分散劑和輔助溶劑。重結(jié)晶時(shí)，可將洗滌過(guò)的鹽結(jié)晶投入到結(jié)晶質(zhì)量1.5倍的乙醇中，再向其中加入結(jié)晶質(zhì)量30%的水。其他條件與步驟與洗滌條件相同。重結(jié)晶后，所得結(jié)晶分解后濃度可達(dá)99%以上。

6、磺酸鹽分解

由于2，4，6-三甲基吡啶磺酸鹽在100g水中的溶解度約為50g，所以可以將其溶解于水中后，在攪拌狀態(tài)下向其中加入固體氫氧化鈉片劑。由于該反應(yīng)放熱量很大，所以需要通冷卻水控制反應(yīng)溫度，并控制反應(yīng)進(jìn)程。反應(yīng)溫度控制在45?60攝氏度為宜。當(dāng)物料的Ph值達(dá)到8?9時(shí)，證明反應(yīng)結(jié)束，繼續(xù)攪拌半小時(shí)，確保反應(yīng)完全后，停止攪拌，使物料靜置分層，15分鐘后，可從反應(yīng)釜底部放出物料，下層為硫酸鈉鹽溶液，上層為含水2，4，6 -三甲基吡啶產(chǎn)品。

7、濾液的處理

濾液中含有部分2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽和其他的雜質(zhì)鹽，任意排放不僅污染環(huán)境而且是一種浪費(fèi)，需將其中的有用成分提取出來(lái)?？蓪①|(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的氫氧化鈉溶液緩慢加入濾液中，分解其中的鹽，生成的硫酸鈉在水中的溶解度不高，可通過(guò)過(guò)濾除去部分鹽，其余濾液部分可以通過(guò)精餾獲得工業(yè)乙醇，水和含2，4，6-三甲基吡啶的餾分。

綜上所述：本發(fā)明創(chuàng)新性的使用95%的工業(yè)乙醇作為重結(jié)晶的溶劑，并對(duì)后續(xù)的制備過(guò)程進(jìn)行了相應(yīng)的發(fā)明調(diào)整，經(jīng)過(guò)試驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)效果與原來(lái)相差不大，且成本更低，能反復(fù)使用，有巨大的工業(yè)價(jià)值。而利用吡啶系化合物的堿性性質(zhì)，經(jīng)過(guò)硫酸鹽化、乙醇中結(jié)晶、 重結(jié)晶、堿解，從初次精餾提取出來(lái)的粗2，4，6-三甲基吡啶餾分中提純2，4，6-三甲基吡啶，確定實(shí)驗(yàn)條件，可將精制的2，4，6-三甲基吡啶濃度提高到97 %?98 %，回收率無(wú)太大下降；并且可以在進(jìn)一步的重結(jié)晶中提高到99%以上。

上述優(yōu)選實(shí)施例的描述使本領(lǐng)域的技術(shù)人員能制造或使用本發(fā)明。這些實(shí)施例的各種修改對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的，這里定義的一般原理可以被應(yīng)用于其它實(shí)施例中而不背離本發(fā)明的精神或范圍。因此，本發(fā)明并不限于這里示出的實(shí)施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。