CN116730866A - 一种氰乙酸的制备方法 - Google Patents
一种氰乙酸的制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN116730866A CN116730866A CN202311014337.3A CN202311014337A CN116730866A CN 116730866 A CN116730866 A CN 116730866A CN 202311014337 A CN202311014337 A CN 202311014337A CN 116730866 A CN116730866 A CN 116730866A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- cyanoacetic acid
- sulfhydryl
- pretreatment
- sodium
- reaction
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- MLIREBYILWEBDM-UHFFFAOYSA-N cyanoacetic acid Chemical compound OC(=O)CC#N MLIREBYILWEBDM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 268
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 55
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 35
- JAUCIKCNYHCSIR-UHFFFAOYSA-M sodium;2-cyanoacetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CC#N JAUCIKCNYHCSIR-UHFFFAOYSA-M 0.000 claims abstract description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 23
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 20
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 16
- 125000003396 thiol group Chemical group [H]S* 0.000 claims abstract description 16
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 15
- 230000002378 acidificating effect Effects 0.000 claims abstract description 13
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims abstract description 5
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 35
- 230000020477 pH reduction Effects 0.000 claims description 33
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims description 19
- YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 1,3-benzothiazole-2-thiol Chemical compound C1=CC=C2SC(S)=NC2=C1 YXIWHUQXZSMYRE-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 238000001035 drying Methods 0.000 claims description 14
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N Sulfuric acid Chemical compound OS(O)(=O)=O QAOWNCQODCNURD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N hydrogen chloride Substances Cl.Cl IXCSERBJSXMMFS-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 229910000041 hydrogen chloride Inorganic materials 0.000 claims description 7
- -1 mercapto compound Chemical class 0.000 claims description 6
- YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound C1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 YHMYGUUIMTVXNW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- FLFWJIBUZQARMD-UHFFFAOYSA-N 2-mercapto-1,3-benzoxazole Chemical compound C1=CC=C2OC(S)=NC2=C1 FLFWJIBUZQARMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- BXDMTLVCACMNJO-UHFFFAOYSA-N 5-amino-1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound NC1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 BXDMTLVCACMNJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- WHMDPDGBKYUEMW-UHFFFAOYSA-N pyridine-2-thiol Chemical compound SC1=CC=CC=N1 WHMDPDGBKYUEMW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- CWIYBOJLSWJGKV-UHFFFAOYSA-N 5-methyl-1,3-dihydrobenzimidazole-2-thione Chemical compound CC1=CC=C2NC(S)=NC2=C1 CWIYBOJLSWJGKV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000012295 chemical reaction liquid Substances 0.000 claims description 4
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims description 4
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N nitrogen Substances N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 230000035484 reaction time Effects 0.000 claims description 3
- 150000003573 thiols Chemical class 0.000 claims 2
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 abstract description 114
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 abstract description 57
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 abstract description 10
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 abstract description 10
- 125000004093 cyano group Chemical group *C#N 0.000 abstract description 6
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 abstract description 3
- 230000000269 nucleophilic effect Effects 0.000 abstract description 2
- 239000000758 substrate Substances 0.000 abstract description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 42
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 23
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 22
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 20
- CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L Magnesium sulfate Chemical compound [Mg+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] CSNNHWWHGAXBCP-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 19
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 19
- 239000008213 purified water Substances 0.000 description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 19
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 11
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 5
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 5
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 5
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 5
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 5
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 5
- 239000006227 byproduct Substances 0.000 description 4
- KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N chembl1408157 Chemical compound N=1C2=CC=CC=C2C(C(=O)O)=CC=1C1=CC=C(O)C=C1 KXZJHVJKXJLBKO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N chloroacetic acid Chemical compound OC(=O)CCl FOCAUTSVDIKZOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229940106681 chloroacetic acid Drugs 0.000 description 4
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 4
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 4
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N sulfanyl Chemical class [SH] PXQLVRUNWNTZOS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N caffeine Chemical compound CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N=CN2C RYYVLZVUVIJVGH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000013375 chromatographic separation Methods 0.000 description 2
- 238000010612 desalination reaction Methods 0.000 description 2
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 2
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 2
- 238000003912 environmental pollution Methods 0.000 description 2
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 description 2
- 125000000896 monocarboxylic acid group Chemical group 0.000 description 2
- LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N pyridoxine Chemical compound CC1=NC=C(CO)C(CO)=C1O LXNHXLLTXMVWPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L sodium carbonate Substances [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 2
- XERJKGMBORTKEO-VZUCSPMQSA-N (1e)-2-(ethylcarbamoylamino)-n-methoxy-2-oxoethanimidoyl cyanide Chemical compound CCNC(=O)NC(=O)C(\C#N)=N\OC XERJKGMBORTKEO-VZUCSPMQSA-N 0.000 description 1
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 description 1
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000005756 Cymoxanil Substances 0.000 description 1
- LPHGQDQBBGAPDZ-UHFFFAOYSA-N Isocaffeine Natural products CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1N(C)C=N2 LPHGQDQBBGAPDZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L Malonate Chemical compound [O-]C(=O)CC([O-])=O OFOBLEOULBTSOW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 1
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 1
- 150000001408 amides Chemical class 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 229960001948 caffeine Drugs 0.000 description 1
- VJEONQKOZGKCAK-UHFFFAOYSA-N caffeine Natural products CN1C(=O)N(C)C(=O)C2=C1C=CN2C VJEONQKOZGKCAK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 230000008878 coupling Effects 0.000 description 1
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 description 1
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000004821 distillation Methods 0.000 description 1
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 1
- ZIUSEGSNTOUIPT-UHFFFAOYSA-N ethyl 2-cyanoacetate Chemical compound CCOC(=O)CC#N ZIUSEGSNTOUIPT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012847 fine chemical Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003472 neutralizing effect Effects 0.000 description 1
- 238000000655 nuclear magnetic resonance spectrum Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization Methods 0.000 description 1
- 238000007781 pre-processing Methods 0.000 description 1
- RADKZDMFGJYCBB-UHFFFAOYSA-N pyridoxal hydrochloride Natural products CC1=NC=C(CO)C(C=O)=C1O RADKZDMFGJYCBB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 238000007086 side reaction Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910000029 sodium carbonate Inorganic materials 0.000 description 1
- FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M sodium chloroacetate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)CCl FDRCDNZGSXJAFP-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N sodium cyanide Chemical compound [Na+].N#[C-] MNWBNISUBARLIT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 1
- 239000011726 vitamin B6 Substances 0.000 description 1
- 235000019158 vitamin B6 Nutrition 0.000 description 1
- 229940011671 vitamin b6 Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C07—ORGANIC CHEMISTRY
- C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
- C07C253/00—Preparation of carboxylic acid nitriles
- C07C253/30—Preparation of carboxylic acid nitriles by reactions not involving the formation of cyano groups
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
Abstract
本发明提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:(1)将含巯基化合物与氰乙酸钠混合,进行预处理,得到预处理液;(2)将步骤(1)得到的预处理液与酸性物质进行酸化反应,得到氰乙酸配合物;所述氰乙酸配合物分解,得到所述氰乙酸。含巯基化合物中的巯基为亲核供体,可以和底物氰乙酸钠中的氰基形成共价键,起到保护氰基的作用,使反应生成的氰乙酸在后续脱水过程中不易分解,有助于提高氰乙酸的收率;同时,该物质不与水互溶,加入后可减少氯化钠对氰乙酸的包裹,既提高了氯化钠的纯度,又提高了氰乙酸的收率。
Description
技术领域
本发明属于有机化学技术领域,具体涉及一种氰乙酸的制备方法。
背景技术
氰乙酸常温下是白色吸湿性结晶,是一类重要的有机合成原料和医药、染料中间体,可用来制备氰乙酸酯、胶黏剂、丙二酸酯、咖啡因、霜脲氰、维生素B6等许多精细化工品。氰乙酸酯类化合物在医药、农业、新材料等方面有重要用途。
氯乙酸氰化法是目前工业合成氰乙酸最成熟的方法,以氯乙酸为原料,先用氢氧化钠或碳酸钠进行中和得到氯乙酸钠水溶液,然后加入氰化钠进行氰化得到氰乙酸钠水溶液,再加入盐酸进行酸化得到氰乙酸水溶液,最后脱水得到不同浓度的氰乙酸。反应方程式如下:
2ClCH2COOH+Na2CO3→2ClCH2COONa+H2O+CO2
ClCH2COONa+NaCN→CNCH2COONa+NaCl
CNCH2COONa+HCl→CNCH2COOH+NaCl
专利CN102336684A公开了一种氰乙酸的制备方法,用氯化氢气体代替盐酸对氰乙酸钠溶液进行中和,从而减少水的加入量提高氰乙酸的含量,大大降低了蒸汽消耗,从而降低了生产成本。
专利CN105294491A公开了一种连续脱水制备氰乙酸的方法,将氯乙酸经中和、氰化、酸化得氰乙酸水溶液后,采用多效蒸发与强制循环蒸发相耦合连续脱水,并在脱水过程中除去不断析出的氯化钠制备所述氰乙酸,用多效蒸发制备氰乙酸,不仅使蒸汽消耗降低,且每一效进行时都过滤氯化钠,这样,析出的氯化钠可以及时过滤除去,降低了固液比,更有利于过滤设备的选择,操作简单、设备利用率高、蒸汽消耗低、而且由于脱水时间短、氰乙酸收率高,得到含量为70%左右氰乙酸成品,氰乙酸收率大于98%。
专利CN105294491A公开了一种环保清洁的氰乙酸及其衍生物的制备方法,通过向含有氰乙酸与氯化钠的混合物中蒸发浓缩部分水,过滤除去析出的部分氯化钠固体,避免了传统的蒸馏浓缩除盐造成的氰乙酸大量分解、收率低的缺点,同时除盐后含有氰乙酸和氯化钠的溶液通过连续色谱分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液,避免了氰乙酸浓缩过程中发生分解,得到氯离子含量低的氰乙酸溶液或高含量固体氰乙酸产品及其衍生物。
专利CN105481717A公开了一种氰乙酸及其衍生物的制备方法,其氰化反应、酸化反应均是间歇反应,但是酸化后的混合溶液是采用填充有铵型色谱分离树脂的连续色谱分离系统进行分离,得到氰乙酸溶液和氯化钠溶液,但氰化反应和酸化反应均为间歇反应,操作步骤复杂,在反应釜中,氰化反应产生的大量热量不能及时移走,会导致氰基发生水解,得到的产品颜色加深,收率降低。另外产物与原料发生返混,导致反应液局部碱性增加,氰基在碱性条件下水解成酰胺或酸,进一步降低了产品收率,副反应增加。
综上所述,在氰乙酸的合成过程中,会副产大量的氯化钠,氯化钠中容易包裹氰乙酸、氯乙酸等有机物,若要获得纯度较高的氰乙酸,需要进行复杂的后处理,不仅增加了总体的生产成本,还会导致氰乙酸收率低。另外,氰乙酸混合液长时间的高温脱水,需消耗大量的蒸汽,而且在蒸发后期因氯化钠大量析出,传热差,极易使氰乙酸分解,导致产品选择性差,收率降低。容易导致氰乙酸分解,导致产品的选择性差,收率降低。得到的氰乙酸产品因水分和盐含量高,限制了氰乙酸的应用。因此,提高氰乙酸收率和含量、提高副产氯化钠的纯度,简化后处理过程是氰乙酸合成中的重点和难点。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明的目的在于提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法通过原料的选择和方法的优化,使用含巯基化合物对氰乙酸钠溶液进行预处理,解决氰乙酸生产过程中存在的氰乙酸收率低,后处理过程能耗高,氰乙酸分解等问题,同时可副产高纯度氯化钠,可直接作为工业用盐使用,节省了后处理成本,减少了环境污染。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
本发明提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将含巯基化合物与氰乙酸钠混合,进行预处理,得到预处理液;
(2)将步骤(1)得到的预处理液与酸性物质进行酸化反应,得到氰乙酸配合物;所述氰乙酸配合物分解,得到所述氰乙酸。
步骤(1)所述含巯基化合物与氰乙酸钠的摩尔比为(1-5):1,例如1:1、2:1、3:1、4:1、5:1,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
步骤(1)所述含巯基化合物包括含巯基氮杂环化合物。
所述含巯基氮杂环化合物包括2-巯基苯并噻唑、2-巯基吡啶、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基-5-甲基-苯并咪唑或5-氨基-2-巯基苯并咪唑中的任意一种或至少两种的组合。
步骤(1)所述预处理的时间为1-6 h,例如可以为1 h、2 h、3 h、h、5 h、6 h,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
步骤(1)所述预处理的温度为20-60 ℃,例如可以为20 ℃、30 ℃、40 ℃、50 ℃、60 ℃,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
步骤(1)所述预处理在溶剂存在下进行。
所述溶剂包括水。
步骤(2)所述酸性物质包括盐酸、硫酸、磷酸或氯化氢中的任意一种或至少两种的组合。
所述氰乙酸钠与酸性物质的摩尔比为1:(0.5-2),例如可以为1:0.5、1:0.8、1:1、1:1.2、1:1.4、1:1.6、1:1.8、1:2,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述酸化反应的时间为2-5 h,例如可以为2 h、2.5 h、3 h、3.5 h、4 h、4.5 h、5h,及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述酸化反应的温度为40-60 ℃,例如可以为40 ℃、42 ℃、44 ℃、46 ℃、48 ℃、50 ℃、52 ℃、54 ℃、56 ℃、58 ℃、60 ℃,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述分解的温度为120-140 ℃,例如可以为120 ℃、125 ℃、130 ℃、140 ℃,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
所述分解的时间为3-4.5 h,例如可以为3 h、3.5 h、4 h、4.5 h,以及上述点值之间的具体点值,限于篇幅及出于简明的考虑,本发明不再穷尽列举所述范围包括的具体点值。
步骤(2)所述分解后还包括后处理。
所述后处理包括分液、脱水、干燥。
所述后处理步骤为静置分液、减压脱水、固体干燥等常规后处理步骤。
所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将含巯基化合物与氰乙酸钠溶液混合,进行预处理,得到预处理液;
所述含巯基化合物与氰乙酸钠的摩尔比为(1-5):1;所述含巯基化合物包括2-巯基苯并噻唑、2-巯基吡啶、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基-5-甲基-苯并咪唑或5-氨基-2-巯基苯并咪唑中的任意一种或至少两种的组合;所述预处理的时间为1-6 h;所述预处理的温度为20-60 ℃;
(2)将步骤(1)得到的预处理液与酸性物质进行酸化反应,得到包含氰乙酸配合物的反应液;将所述反应液于120-140 ℃处理3-4.5 h,再经分液、脱水和干燥,得到所述氰乙酸;
所述氰乙酸钠与酸性物质的摩尔比为1:(0.5-2);所述酸化反应的时间为2-4.5h;所述酸化反应的温度为40-60 ℃;所述酸性物质包括盐酸、硫酸、磷酸或氯化氢中的任意一种或至少两种的组合。
相对于现有技术,本发明具有以下有益效果:
本发明提供氰乙酸的制备方法,含巯基化合物中的巯基为亲核供体,可以和底物氰乙酸钠中的氰基形成共价键,起到保护氰基的作用,使反应生成的氰乙酸在后续脱水过程中不易分解,有助于提高氰乙酸的收率;同时,该物质不与水互溶,加入后可减少氯化钠对氰乙酸的包裹,既提高了氯化钠的纯度,又提高了氰乙酸的收率,收率在92.3-99.4 %,含量为97.2-98 %,简化了后处理操作;形成的共价键的反应属于可逆反应,加热即可分解得到氰乙酸和含巯基化合物,该含巯基化合物还可以继续使用;对氰化反应后的氰乙酸钠反应液进行预处理,提高产品氰乙酸的含量,提高副产氯化钠的纯度,减少氯化钠对氰乙酸的包裹,减少氰乙酸分解,提高氰乙酸的收率;可减少氰乙酸合成过程中的能耗和环境污染问题,获得高纯度的副产氯化钠,得到的氯化钠的含量为96-98 %;简化了后处理流程,降低了氰乙酸生产的综合经济成本,具有良好的工业应用前景。
附图说明
图1为实施例1得到的氰乙酸的NMR碳谱图;
图2为对比例1得到的氰乙酸的NMR碳谱图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了,所述实施例仅仅是帮助理解本发明,不应视为对本发明的具体限制。
产品核磁分析条件:
仪器类型:Bruker Avance Ⅲ HD 400M;
探头:PA BBO 400S1 BBF-H-D-05 Z SP。
本发明实施例及对比例中用到的实验材料如下:
实施例1
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入117g(0.7mol)的2-巯基苯并噻唑,预处理的温度为40℃,持续搅拌4.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,40℃酸化反应2小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度为130℃,3小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.62g,收率98.2%,含量为98.0%,使用Bruker Avance Ⅲ HD400M核磁测试得到的核磁碳谱图如图1所示,13C NMR (600MHz, D2O) δ 167.72, 115.58,24.52。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体29.82g,含量为98.0%。
实施例2~9
使用2-巯基苯并噻唑对氰化钠反应液进行预处理,改变二者的摩尔比、加热温度、预处理时间、酸化时间及温度、分解时间等参数,其他操作条件同实施例1,不同条件下的反应结果如表1所示。
表1
实施例10
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入111.17g(1.0mol)的2-巯基吡啶,升温至50℃,持续搅拌4.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,50℃酸化反应2.5小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度为120℃,3小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸40.26g,收率92.3%,含量为97.5%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体30.44g,含量为96.0%。
实施例11
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入75.1g(0.5mol)的2-巯基苯并咪唑,升温至50℃,持续搅拌5.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,50℃酸化反应3小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度130℃,3.5小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸43.14g,收率99.4%,含量为98.0%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体29.82g,含量为98.0%。
实施例12
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入226.78g(1.5mol)的2-巯基苯并噁唑,升温至40℃,持续搅拌5.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,50℃酸化反应3小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度130℃,3.5小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸41.18g,收率94.5%,含量为97.6%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体30.06g,含量为97.2%。
实施例13
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入167.25g(1.0mol)的2-巯基-5-甲基-苯并咪唑,升温至30℃,持续搅拌6.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,40℃酸化反应4小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度140℃,3.8小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.40g,收率97.7%,含量为98.0%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体29.8g,含量为98.0%。
实施例14
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入330.44g(2.0mol)的5-氨基-2-巯基苯并咪唑,升温至60℃,持续搅拌5.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,60℃酸化反应3小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度140℃,4.5小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.18g,收率97.2%,含量为98.0%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体29.82g,含量为98.0%。
实施例15
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
套用实施例1回收得到的2-巯基苯并噻唑,对氰乙酸钠进行预处理。
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入115.4g(0.69mol)的2-巯基苯并噻唑,升温至40℃,持续搅拌4.0小时,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,50℃酸化反应3小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度120℃,3.5小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.62g,收率98.2%,含量为98.0%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到氯化钠固体29.82g,含量为98.0%。
实施例16
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入83.57g(0.5mol)的2-巯基苯并噻唑,升温至40℃,持续搅拌4.0小时,向上述反应液中加入57.65g的85wt%磷酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,60℃酸化反应3小时,得到氰乙酸配合物和磷酸钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和磷酸钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度120℃,4.0小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.53g,收率98.0%,含量为98.0%。
对磷酸钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到磷酸钠固体83.73g,含量为98.0%。
实施例17
本实施例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,加入83.57g(0.5mol)的2-巯基苯并噻唑,升温至40℃,持续搅拌4.0小时,向上述反应液中通入干燥氯化氢气体20.0g进行酸化反应,60℃酸化反应4小时,得到氰乙酸配合物和氯化钠混合溶液;静置分液,分别得到氰乙酸配合物和氯化钠水溶液。往氰乙酸配合物中,加入适量纯化水,以均匀分散为宜,加热至分解的温度120℃,4.0小时配合物分解完全,静置分液,收集氰乙酸水溶液,减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸42.14g,收率97.1%,含量为98.0%。
对氯化钠的水溶液进行减压脱水后,经无水硫酸镁干燥处理,得到磷酸钠固体30.28g,含量为96.5%。
对比例1
本对比例提供一种氰乙酸的制备方法,所述制备方法包括:
室温下,将56.34g(0.5mol)的氰乙酸钠加入三口烧瓶中,加入30.0g纯化水溶解,开启搅拌,待完全溶解后,升温至40℃,向上述反应液中加入49.3g的37wt%盐酸溶液(0.5mol)进行酸化反应,50℃酸化5小时。对反应液进行减压脱水,经无水硫酸镁干燥处理,得到固体氰乙酸24.53g,收率45.6%,含量78.1%。使用Bruker Avance Ⅲ HD 400M核磁测试得到的核磁碳谱图如图2所示,13C NMR (600MHz, D2O) δ 162.24, 56.80, 27.58。
实施例1-17,使用本专利提供的制备方法得到的氰乙酸收率在92.3-99.4%,含量为97.2-98%,显著高于对比例1提供的制备方法制备得到的氰乙酸;同时得到的氯化钠的重量为29.8-30.4g,含量为96-98%。
申请人声明,本发明通过上述实施例来说明本发明的一种氰乙酸的制备方法,但本发明并不局限于上述实施例,即不意味着本发明必须依赖上述实施例才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了,对本发明的任何改进,对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等,均落在本发明的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种氰乙酸的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括如下步骤:
(1)将含巯基化合物与氰乙酸钠混合,进行预处理,得到预处理液;
(2)将步骤(1)得到的预处理液与酸性物质进行酸化反应,得到氰乙酸配合物,所述氰乙酸配合物分解,得到所述氰乙酸。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述含巯基化合物与氰乙酸钠的摩尔比为(1-5):1。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述含巯基化合物包括含巯基氮杂环化合物,所述含巯基氮杂环化合物包括2-巯基苯并噻唑、2-巯基吡啶、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基-5-甲基-苯并咪唑或5-氨基-2-巯基苯并咪唑中的任意一种或至少两种的组合。
4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述预处理的时间为1-6 h。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(1)所述预处理的温度为20-60℃,步骤(1)所述预处理在溶剂存在下进行,所述溶剂包括水。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述酸性物质包括盐酸、硫酸、磷酸或氯化氢中的任意一种或至少两种的组合。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述氰乙酸钠与酸性物质的摩尔比为1:(0.5-2),所述酸化反应的时间为2-5 h,所述酸化反应的温度为40-60 ℃,所述分解的温度为120-140 ℃,所述分解的时间为3-4.5 h。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,步骤(2)所述分解后还包括后处理。
9.根据权利要求8所述的制备方法,其特征在于,所述后处理包括分液、脱水、干燥。
10.根据权利要求1-9任一项所述的制备方法,其特征在于,所述制备方法具体包括如下步骤:
(1)将含巯基化合物与氰乙酸钠溶液混合,进行预处理,得到预处理液;
所述含巯基化合物与氰乙酸钠的摩尔比为(1-5):1;所述含巯基化合物包括2-巯基苯并噻唑、2-巯基吡啶、2-巯基苯并咪唑、2-巯基苯并噁唑、2-巯基-5-甲基-苯并咪唑或5-氨基-2-巯基苯并咪唑中的任意一种或至少两种的组合;所述预处理的时间为1-6 h;所述预处理的温度为20-60 ℃;
(2)将步骤(1)得到的预处理液与酸性物质进行酸化反应,得到包含氰乙酸配合物的反应液;将所述反应液于120-140℃处理3-4.5 h,再经分液、脱水和干燥,得到所述氰乙酸;
所述氰乙酸钠与酸性物质的摩尔比为1:(0.5-2);所述酸化反应的时间为2-4.5 h;所述酸化反应的温度为40-60 ℃;所述酸性物质包括盐酸、硫酸、磷酸或氯化氢中的任意一种或至少两种的组合。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311014337.3A CN116730866B (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种氰乙酸的制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202311014337.3A CN116730866B (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种氰乙酸的制备方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN116730866A true CN116730866A (zh) | 2023-09-12 |
| CN116730866B CN116730866B (zh) | 2023-10-31 |
Family
ID=87913720
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202311014337.3A Active CN116730866B (zh) | 2023-08-14 | 2023-08-14 | 一种氰乙酸的制备方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN116730866B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130253213A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Method for producing cyanoacetic acid, method for producing cyanoacetic acid derivative and method for producing metal containing compound |
| CN103724191A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-16 | 重庆紫光化工股份有限公司 | 丙二酸二甲酯制备方法 |
| CN105481717A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 重庆紫光化工股份有限公司 | 一种氰乙酸及其衍生物的制备方法 |
| CN106045879A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-10-26 | 国药集团化学试剂有限公司 | 一种制备氰乙酸的方法 |
| CN106496068A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-03-15 | 内蒙古紫光化工有限责任公司 | 丙二酸二甲酯的制备方法 |
| CN111393323A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 高春燕 | 高纯氰乙酸及氰乙酸酯和丙二酸酯的环保清洁生产方法 |
-
2023
- 2023-08-14 CN CN202311014337.3A patent/CN116730866B/zh active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20130253213A1 (en) * | 2012-03-26 | 2013-09-26 | Konica Minolta Business Technologies, Inc. | Method for producing cyanoacetic acid, method for producing cyanoacetic acid derivative and method for producing metal containing compound |
| CN103360281A (zh) * | 2012-03-26 | 2013-10-23 | 柯尼卡美能达商用科技株式会社 | 氰乙酸的生产方法、氰乙酸衍生物的生产方法和含金属的化合物的生产方法 |
| CN103724191A (zh) * | 2014-01-28 | 2014-04-16 | 重庆紫光化工股份有限公司 | 丙二酸二甲酯制备方法 |
| CN105481717A (zh) * | 2015-11-20 | 2016-04-13 | 重庆紫光化工股份有限公司 | 一种氰乙酸及其衍生物的制备方法 |
| CN106045879A (zh) * | 2016-08-15 | 2016-10-26 | 国药集团化学试剂有限公司 | 一种制备氰乙酸的方法 |
| CN106496068A (zh) * | 2016-08-31 | 2017-03-15 | 内蒙古紫光化工有限责任公司 | 丙二酸二甲酯的制备方法 |
| CN111393323A (zh) * | 2020-04-08 | 2020-07-10 | 高春燕 | 高纯氰乙酸及氰乙酸酯和丙二酸酯的环保清洁生产方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN116730866B (zh) | 2023-10-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103772243B (zh) | 一种甲基磺草酮的制备方法 | |
| CN104710483B (zh) | 一种硫酸氨基葡萄糖的制备方法 | |
| CN107033035B (zh) | 一种高纯度n-氨甲酰谷氨酸的合成及其后处理方法 | |
| CN103880625A (zh) | D,l-扁桃酸及衍生物的制备方法 | |
| CN111646881B (zh) | 一种间三氟甲基苯酚的合成方法 | |
| US8680329B2 (en) | Process for preparation of α-ketoglutaric acid | |
| CN104788322B (zh) | 一种溴代吡咯腈生产中的三乙胺回收处理方法 | |
| CN116730866B (zh) | 一种氰乙酸的制备方法 | |
| CN102180842A (zh) | 一种2-氨基-δ2-噻唑啉-4-羧酸的合成方法 | |
| CN108752218B (zh) | 一种度鲁特韦关键中间体2,4-二氟苄胺制备的路线 | |
| CN109836344B (zh) | 一种有机溶剂生产甘氨酸的方法 | |
| CN103803622B (zh) | 一种由六水氯化铝脱水制备无水氯化铝的方法 | |
| WO2021218073A1 (zh) | 一种水溶剂中制备苯并咪唑酮的方法 | |
| WO2024198581A1 (zh) | 一种防老剂h的制备方法 | |
| CN106349108B (zh) | 一种氰乙酸的分离纯化方法 | |
| CN109503437A (zh) | 2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法 | |
| CN116606339A (zh) | 一种二丁酰环磷腺苷钠的制备方法 | |
| CN108751153A (zh) | 一种利用喹吖啶酮副产废磷酸制备磷酸二氢钾的方法 | |
| CN116239464A (zh) | 3-羟基丁酸盐的合成工艺及3-羟基丁酸盐 | |
| CN108129303A (zh) | 一种r-(+)-2-(4-羟基苯氧基)丙酸甲酯的制备方法 | |
| CN101987737A (zh) | 光谱纯碳酸钙的制备方法 | |
| CN113004168A (zh) | 一种呋喃铵盐合成用甲氧胺的生产工艺 | |
| CN107879925B (zh) | 一种高纯度高收率l-2-氯丙酸的合成方法 | |
| CN116924918B (zh) | 一种3-氨基-1-金刚烷醇的制备方法 | |
| CN121085807A (zh) | 一种新型结构2-亚硝基-4-乙酰氨基苯甲醚合成深蓝还原物的方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |