目前已有文献报道了经吸喷淋吸收塔反应,吸收生产次磷酸钠产生的尾气磷化氢,制备四羟甲基硫酸磷的方法。然而,传统的喷淋塔吸收塔存在反应速度慢、易堵塞和清理不方便等问题。
吸收塔根据气液相接触形态分为三类:气泡形态分散在液相中的板式塔、鼓泡吸收塔和搅拌鼓泡吸收塔;液滴状分散在气相中的喷射器、文氏管和喷雾塔;液体以膜状运动与气相进行接触的填料吸收塔和降膜吸收塔。通常采用逆流操作,吸收剂从塔顶加入自上而下流动,与从下向上流动的气体接触,吸收了吸收质的液体从塔底排出,净化后的气体从塔项排出。
本发明提供了一种简单、成本低、反应速度快且不会出现堵塞的四羟甲基硫酸磷的制备方法,适合于废气再利用工业化生产。
本发明的反应式如下:
2PH3+8HCHO+H2SO4→(HOCH2)4PSO4O(CH2OH)4
制备方法包括以下步骤:
将硫酸和甲醛加入反应釜中,打开气液循环混合反应泵,将磷化氢加入气液循环混合反应泵中,在50-60℃通过气液循环混合反应装置吸收磷化氢,未被完全吸收的磷化氢进入下一个气液循环混合反应泵,通过中控检测甲醛的含量判断反应终点,反应结束后经减压浓缩得到四羟甲基硫酸磷。
硫酸和甲醛的质量比为1:7.0-7.1。
磷化氢为生产次磷酸钠过程中产生的含磷化氢尾气,经过净化处理。
本发明通过气液循环混合反应泵让反应在反应装置中循环,同时通入磷化氢气体进行吸收反应,相比传统的喷淋塔吸收方式,反应装置简单,不会出现堵塞的情况,反应速度可提高约40%左右,且设备安装和操作简单,适合于废气再利用工业化生产。
将硫酸(98%)和甲醛(37%)加入反应釜中,打开气液循环混合反应泵,将经过净化处理的生产次磷酸钠过程中产生的含磷化氢(80%左右)尾气通过气体进口加入气液循环混合反应泵中,在50-60℃通过气液循环混合反应装置吸收磷化氢,未被完全吸收的磷化氢进入下一级反应签,通过中控检测甲醛的含量判断反应终点,反应结束后经减压浓缩得到四羟甲基硫酸磷。其中硫酸和甲醛的质量比为1:7.0-7.1。
产品主含量75-77%,有效磷含量11.0-12.0%,PH3.0-5.0,铁离子<0.0015%,黏度<50cps,色度<100APHA,比重1.370-1.400g/ml。
THPS是一种在工业和水产养殖中广泛使用的产品,主要用于灭藻剂和杀菌剂。在工业领域,它是控制冷却水系统微生物生长的有效方法之一,常用于油田注水和工业循环冷却水中。
THPS通过与细菌表面的细胞壁相互作用,阻碍细胞膜的半渗透作用,使细菌细胞受损并最终死亡。其亲油基团能溶解并损伤细菌表面的脂肪壁,加速细菌的死亡过程。
1)THPS可能成为养殖水体的污染源之一,过多的磷含量会导致藻类繁殖失控。
2)THPS的净水效果只是物理吸附,并不能根本解决问题,长期使用可能导致污染源积聚。
3)THPS易与氧化剂作用生成磷酸酯,具有一定的还原性,可能导致水体底部溶解氧的消耗。
4)长期使用THPS可能使细菌产生抗药性,药效下降,成本上升。
5)底部杀菌可能削弱水体的自净能力和底泥细菌,影响水生态系统的平衡。
一种4-甲氧基-2-甲基苯乙腈的合成方法,包括以下步骤:
第一步,以3,4-二甲基苯酚为原料在硫酸二甲酯、碱作用下生成3,4-二甲基苯甲醚;
第二步,在五水硫酸铜和过硫酸钾作用下氧化生成4-甲氧基-2甲基苯甲醛;
第三步,在氯甲醚三苯基膦盐和叔丁醇钾作用下经witting反应生成1-甲氧基-2-甲基-4-(2-甲氧基乙烯基)苯;
第四步,经过在浓盐酸作用下水解生成2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛;
第五步,在盐酸羟胺和碱作用下生成2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛肟;
第六步,在三氯氧磷作用下得到4-甲氧基-2-甲基苯乙腈;
其中,所述第一步中所述的碱是氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾之一;
所述第一步反应条件是:反应温度0~50℃,反应1.5~2.5个小时;3,4-二甲基苯酚为原料同硫酸二甲酯和碱摩尔比为1:1.2~3:1.5~5;
所述在第一步后处理过程中,只需加水,石油醚提取,浓缩石油醚即可得高纯度的3,4-二甲基苯甲醚。
所述第二步中,反应温度65~95℃,反应0.5~2个小时;溶剂为乙腈和水混合溶剂,混合溶剂乙腈:水摩尔比为1~5:1~5,3,4-二甲基苯甲醚同五水硫酸铜和过硫酸钾摩尔比为1:1~3:3~5;
所述在第二步后处理过程中,只需用二氯甲烷提取,无水硫酸镁干燥,浓缩二氯甲烷即得4-甲氧基-2甲基苯甲醛。
所述第三步中,反应温度0~20℃,反应0.5~2个小时;4-甲氧基-2甲基苯甲醛同氯甲醚三苯基膦盐和叔丁醇钾的摩尔比为1:1.2~3.0:1.2~3.0;
所述在第三步后处理过程中,用甲苯提取,加乙醇和水洗,无水硫酸镁干燥,浓缩即得高纯的1-甲氧基-2-甲基-4-(2-甲氧基乙烯基)苯。
所述第四步中,盐酸浓度为1mol/L~12mol/L;
所述第四步中,反应温度30~50℃,反应0.5~2个个小时;1-甲氧基-2-甲基-4-(2-甲氧基乙烯基)苯同盐酸的摩尔比为1:1~10;
所述在第四步后处理过程中,用二氯甲烷提取,加水水洗,浓缩得2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛。
所述第五步中极性混合溶剂为水:乙腈=1~5:1~10;碱是醋酸钠、三乙胺、二异丙基乙胺之一;
所述第五步中反应温度20~50℃,反应0.5~2个小时;溶剂为极性或极性混合溶剂,2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛同盐酸羟胺和碱的摩尔比为1:1.5~5:2~5.5;
所述在第五步后处理过程中,加水,用甲基叔丁基醚提取,加水水洗,无水硫酸镁干燥,浓缩得2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛肟。
所述第六步中,先预先滴加N,N-二甲基苯胺117.7mL,控制温度低于50℃,加热至80~110℃,反应0.5~2个小时;2-(4-甲氧基-2-甲基苯基)乙醛肟同三氯氧磷的摩尔比为1:2~10;
所述在第六步后处理中,加入冰水,用二氯甲烷提取,饱和碳酸钠水溶液洗,无水硫酸镁干燥,浓缩即可得高纯度的4-甲氧基-2-甲基苯乙腈。
CN103922965A
2-羧乙基苯基次磷酸是一种常用的医药合成中间体。
2-羧乙基苯基次磷酸有多种应用,以下是其中几个例子:
1)制备三羟甲基丙烷三(2-羧乙基苯基次磷酸酯)的方法如下:以三羟甲基丙烷和2-羧乙基苯基次磷酸为原料,在催化剂存在的条件下,加热反应,反应结束后倒入水中冷却,即可得到产品。三羟甲基丙烷和2-羧乙基苯基次磷酸的摩尔比为1∶2.5~3.5。常用的催化剂有FeCl3、SnCl2、SnCl4、Al2(SO4)3、MgCl2、CaCl2、Sb2O3、Sb(CH2COO)3、对甲苯磺酸和浓硫酸等,催化剂用量为三羟甲基丙烷质量的0.5%~4%。反应温度为80℃~260℃,反应时间为10小时~28小时。这种方法采用了简单的一锅法,生产过程容易控制,有利于规模化生产,并且不使用有机溶剂,具有环保性。
2)制备阻燃聚酯纤维的方法如下:按照FDY工艺,通过改性聚酯熔体制得改性聚酯FDY丝,即阻燃聚酯纤维。改性聚酯的制备方法是将对苯二甲酸、乙二醇、2-羧乙基苯基次磷酸、2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇和掺杂改性的Bi2O3粉体混合均匀后先后进行酯化反应和缩聚反应。2,5,6,6-四甲基-2,5-庚二醇的结构式为:制得的产品在120℃的温度条件下的上染率为85.3%~89.2%,K/S值为22.35~25.43。在温度为25℃且相对湿度为65%的条件下放置60个月后,其特性粘度下降13%~18%。这种制备方法成本低廉,工艺简单,制得的产品具有良好的染色性能和自然降解性能。
3)制备反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂的方法如下:以二元醇、二元酸或二元酸酐、反应型磷系阻燃剂2-羧乙基苯基次磷酸和苯基羟甲基次磷酸等、反应型硅系阻燃剂二苯二羟硅烷、二羟二甲基硅烷等为基本原料,在催化剂二丁基氧化锡、乙酸钠等条件下,进行酯化和缩聚反应,再加入稀释剂,制成反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂。采用这种方法制得的树脂特别适用于不饱和聚酯树脂模塑料、玻璃钢和电工塑料产品的制造,能够满足制品的阻燃和轻量化要求,并且具有良好的性能。
[1] CN201110262755.5一种三羟甲基丙烷三(2-羧乙基苯基次膦酸酯)的制备方法
[2] CN201811614012.8一种阻燃聚酯纤维及其制备方法
[3] CN201110088083.0一种反应型无卤阻燃不饱和聚酯树脂的合成方法
3,3-二甲基丙烯酸甲酯是一种重要的有机中间体,也被称为异戊烯酸甲酯或3-甲基-2-丁烯酸甲酯。它的化学式为C6H10O2,分子量为114.1424,密度小于水,为0.917 g/cm3,呈无色液体。
3,3-二甲基丙烯酸甲酯在医药、农药、香料和表面活性剂等化工产品的合成中起着重要作用。目前,直接使用异戊烯酸和甲醇进行酯化反应合成3,3-二甲基丙烯酸甲酯的研究还很有限。现有的工艺路线使用浓硫酸、对甲苯磺酸、三氯氧磷和氯化亚砜等催化剂合成3,3-二甲基丙烯酸甲酯存在催化剂难以回收、环境污染严重、后处理步骤繁多以及有害物质残留等问题,这大大限制了该化合物在医药合成和香精、香料等领域的应用。
强酸性阳离子交换树脂具有体积受溶剂作用小、易于实现连续化生产等优点,并且易于保存和运输。虽然其热稳定性较差,但由于3,3-二甲基丙烯酸甲酯反应所需温度不高,通过调节醇酸比,可以在较低的温度下进行反应,以保证树脂的使用寿命。因此,可以利用交换树脂工艺在较为温和的条件下催化异戊烯酸和甲醇的反应,从而大幅提高目标产物的收率。
具体的合成步骤如下:
步骤1:在室温条件下,将等摩尔量的1,3-丙磺酸内酯与甲基咪唑反应,反应完成后进行抽滤,然后用无水乙醚洗涤并进行真空干燥2小时,逐滴滴加等摩尔的浓硫酸,在100℃条件下反应8小时,得到无色至淡黄色液体。
步骤2:将上述黄色液体进行真空干燥除水,然后用甲苯和无水乙醚反复洗涤以除去未反应的原料,再在100℃条件下进行真空干燥4小时,得到甲基咪唑阳离子型酸性离子液体,即为强酸性阳离子交换树脂催化剂。
步骤3:在装有冷凝管、温度计、搅拌器和50ml恒压滴液漏斗的100mL四口烧瓶中加入52g异戊烯酸、48g甲醇和0.1mol离子液体[mimps][HSO4-],在加热回流条件下加入1.0g催化剂反应3小时,并通过气相色谱跟踪反应进程。
步骤4:反应结束后,整个有机反应体系与离子液体催化剂清晰分层,分出来的有机液体用饱和碳酸钠溶液中和,然后进行分液以除去水层,用饱和食盐水洗涤有机酯层,并用无水硫酸镁干燥,最后通过减压蒸馏除去未反应的醇,得到无色透明的液体,即为3,3-二甲基丙烯酸甲酯。
1)3,3-二甲基丙烯酸甲酯是制备菊酸的重要中间体。
2)它可用于合成阻燃耐热塑胶。
3)它还可用于合成精细化合物,例如以3,5,5-三甲基己酰氯和3,3-二甲基丙烯酸甲酯为原料,在三氯化铝的催化下进行付克酰基化反应,得到3,7,9,9-四甲基-2-癸烯-5-酮酸甲酯,再经过环化反应合成4-甲基-6-(2,4,4-三甲基戊基)-2吡喃酮,最后与盐酸羟胺进行羟胺化合成1-羟基-4-甲基-6-(2,4,4-三甲戊基)-2-吡啶酮。
[1]李国浩.异戊烯酸甲酯催化合成新工艺[J].精细石油化工(06).DOI:10.3969/j.issn.1003-9384.2009.06.013.
[2]王蒙;王明.徐州得铸生物科技有限公司.一种异戊烯酸甲酯的合成方法与流程.
[3]张卫,蒋学功,张美英.一种含有3,3-二甲基丙烯酸甲酯的阻燃耐热塑胶:CN201310252572.4[P].CN103304747A.
[4]孙光敏.一种吡罗克酮乙醇胺盐制备工艺.CN202211631939.9.
本文旨在介绍合成2-甲基-4-氨基苯甲酸的有效方法,有望在有机合成领域发挥重要作用。
背景:2-甲基-4-N-(2-甲基苯甲酰)苯甲酸是合成托伐普坦的重要中间体。现有技术中,通常以2-甲基-4-氨基苯甲酸与邻甲基苯甲酰氯在缚酸剂条件下酰化制得,而2-甲基-4-氨基苯甲酸作为制备2-甲基-4-N-(2-甲基苯甲酰)苯甲酸的关键原料,其制备方法已有相关报道,但均有不少缺陷,难以规模化生产。
合成:
1. 方法一:
以3-甲基苯胺为原料,首先与三氯氧磷进行甲酰化生产2-甲基-4-氨基苯甲醛,再与盐酸羟胺在甲酸和甲醇钠存在下,经醛肟脱水得到2-甲基-4-氨基苯甲腈,接着2-甲基-4-氨基苯甲腈与氢氧化钠水解得到2-甲基-4-氨基苯甲酸。反应式如下式:
但该方法三步反应总收率只有71.93%,产品纯度为99.4%,同时由于涉及三氯氧磷、盐酸羟胺、甲醇钠等危险物料的使用,且每一步的产物都需要分离干燥才能进入下一步工序,且反应溶剂DMF、盐酸羟胺、氰基水解等都会带来大量的氨氮,极大增加了三废处理成本。
2. 方法二:
以2-甲基-4-硝基苯甲酸为原料,经还原剂(二氯化锡、铁粉、锌粉)还原得到2-甲基-4-氨基苯甲酸,还原产率63.4-75.3%。反应式如下式:
该方法反应步骤简单,好控制,但是2-甲基-4-硝基苯甲酸原料不易获得,且价格昂贵。
3. 方法三:
以邻二甲苯为原料,在硫酸/NO 2 条件下制得中间体1,再将中间体1、N-羟基邻苯二甲酰亚胺、硝酸、氯化钴和乙酸锰在回流下,制得中间体2,最后中间体2在雷尼镍、25%水合肼条件下,制得中间体3,即目标产物。反应式如下式:
该方法涉及硝化反应液,使用红棕色的NO2 作为硝基来源,生产环境差,对设备设施要求高,而且涉及乙酸锰、氯化钴等重金属试剂的使用;中间体2在雷尼镍/水合肼条件下经还原制得目标产物,雷尼镍暴露在空气中极容易燃烧,且价格昂贵,不利于工业化生产。
4. 方法四:
以3-甲基苯胺为原料,与酰化剂制得3-甲基乙酰苯胺,3-甲基乙酰苯胺与草酰氯在路易斯酸催化体系下进行傅克酰基化制得4-乙酰氨基-2-甲基苯甲酸,最后将4-乙酰氨基-2-甲基苯甲酸在碱性条件下脱保护,再酸化得到目标化合物4-氨基-2-甲基苯甲酸。
该制备方法所使用的原料价廉易得,对生产设备要求低,工艺条件简单,安全系数高,且无氨氮等三废产生,成本低,易于实施工业化生产。
参考文献:
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