一種清潔制備高純度吡啶鹽酸鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及吡啶鹽酸鹽【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟：將吡啶用有機溶劑溶解得混合溶液；在容器內(nèi)加入98%的濃硫酸，向其中滴加31%的鹽酸，產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2.5-3.5；氯化氫氣體通入混合溶液中反應(yīng)，過濾，濾渣即為吡啶鹽酸鹽。以濃硫酸和鹽酸為原料制備了價格低廉的氯化氫氣體，經(jīng)過濃硫酸干燥后，用于生產(chǎn)過程中，達到了鋼瓶裝化學(xué)純的質(zhì)量，成本降低了70%；制得的吡啶鹽酸鹽外觀白色，收率大于98%，純度高達99.5%，水分小于0.2%，國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)先；副產(chǎn)物硫酸用于生產(chǎn)七水硫酸鎂，用途廣泛，整個生產(chǎn)過程無三廢排放，清潔環(huán)保。
【專利說明】一種清潔制備高純度吡啶鹽酸鹽的方法
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及吡啶鹽酸鹽【技術(shù)領(lǐng)域】，特別涉及一種清潔制備高純度吡啶鹽酸鹽的方法。
[0002]【背景技術(shù)】
吡啶鹽酸鹽，又名鹽酸吡啶，CAS號628-13-7，分子式C5H5N.HCl,相對分子質(zhì)量:115.56。鹽酸吡啶鹽為白色結(jié)晶體，熔點144-146°C。與水、乙醇等有機溶劑互溶，不溶于丙酮、乙醚、四氯化碳和芳烴。該產(chǎn)品極易吸潮，常溫下鹽酸吡啶在水中的溶解度為560g/100g水。
[0003]高純度吡啶鹽酸鹽是重要的醫(yī)藥中間體，主要用于大環(huán)內(nèi)酯類抗生素克拉霉素的生產(chǎn)中，克拉霉素又名甲紅霉素，是紅霉素的衍生物，上世紀90年代初由日本大正公司開發(fā)成功，并以商品名Clarith注冊，市場用量穩(wěn)步增長，并在臨床中發(fā)揮了重要作用。另據(jù)報道吡啶鹽酸鹽也可用于生化研究，有機合成。
[0004]吡啶鹽酸鹽的合成，主要有以下幾條工藝路線:
1、分別采用吡啶和鹽酸的液液合成法及吡啶和氯化氫氣體的氣液合成法，液液合成法收率85%，氣液合成法92%。液液合成法需蒸餾過多的水分，不僅得不到無水吡啶鹽酸鹽，而且產(chǎn)品質(zhì)量較差。
[0005]2、以二氯甲烷為溶劑，氯化氫和吡啶反應(yīng)制備吡啶鹽酸鹽，產(chǎn)品含量98%，產(chǎn)率94%。但是二氯甲烷沸點低，工業(yè)回收率較低，生產(chǎn)成本高。
[0006]3、采用20-40%吡啶無水乙醚溶液中通入氯化氫氣體，產(chǎn)品質(zhì)量與收率不詳。但是無水乙醚很難在工業(yè)使用，沸`點低，易揮發(fā)，回收率低，回收時易發(fā)生爆炸等事故，此法僅限于實驗室制備少量樣品。
[0007]《化工時刊》1999年(13)卷第2期中朱小玲的文章《吡啶鹽酸鹽的合成工藝》中提到的氣液合成工藝如下:在1000mL裝有攪拌、滴液漏斗和出氣管的四口燒瓶中加入鹽酸300mL,氯化鈉310g，開動攪拌，慢慢滴加硫酸，生成氯化氫氣體，經(jīng)過濃硫酸洗氣瓶和一只緩沖瓶后即得到干燥的氯化氫氣體。把裝有攪拌、溫度計、回流冷凝器和進氣管的四口燒瓶置于冷水浴鍋中，在燒瓶中加入300g吡啶和300mL 二氯甲烷，開動攪拌器，由進氣管通入干燥氯化氫氣體(進氣管口應(yīng)剛好在液下)，保持釜溫小于30°C，此時有白色I3DHC生成。發(fā)生的氯化氫氣體全部通完時，即停止攪拌，把燒瓶內(nèi)的TOHC及二氯甲烷迅速過濾，濾液為二氯甲烷，供下次反應(yīng)用，濾餅即為TOHC。在生產(chǎn)氯化氫氣體時，在鹽酸中還加入了氯化鈉，生產(chǎn)氯化氫氣體后，會生成硫酸鈉，對后處理造成麻煩。并且液液合成法收率只有85%，氣液合成法收率只有92%，收率較低。
[0008]但是目前市售產(chǎn)品質(zhì)量良莠不齊，價格較高，生產(chǎn)過程中廢液后處理成本高且難度大。
[0009]
【發(fā)明內(nèi)容】

為了解決以上吡啶鹽酸鹽產(chǎn)品質(zhì)量較差，成本較高，制備過程中能源消耗大、廢液難處理的問題，本發(fā)明提供了一種制備過程成本低廉，質(zhì)量優(yōu)良，反應(yīng)條件易于控制，廢液易于處理的清潔制備高純度吡啶鹽酸鹽的方法。鹽酸吡啶質(zhì)量指標(biāo)如下:指標(biāo)名稱指標(biāo)
外觀白色結(jié)晶粉末
熔點，V144-146
含量，% ≥99.0
含水量，％ ≤0.2
本發(fā)明是通過以下措施實現(xiàn)的:
一種清潔制備高純度吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用有機溶劑溶解得混合溶液；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)加入98%的濃硫酸，攪拌下慢慢向其中滴加31%的鹽酸，產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2.5-3.5 ；
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐，通入步驟(1)中的混合溶液中，在20-60°C的溫度下反應(yīng)，通過控制鹽酸的加料速度，使釜內(nèi)壓力在
0.01-0.05MPa，氯化氫與混合溶劑中吡啶的摩爾比為1:1.0-1.2，過濾，濾餅為濕品吡啶鹽酸鹽，濾液返回生產(chǎn)體系重復(fù)使用；
(4)步驟(3)得到的濾餅經(jīng)過真空干燥，控制真空度在-0.090-0.095MPa,溫度50-80°C，氣體經(jīng)冷凝回收溶劑，返回生產(chǎn)體系中，經(jīng)過蒸餾除水后循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為高純度吡啶鹽酸鹽。
[0010](5)在整個生產(chǎn)過程中，為避免空氣中水分進入系統(tǒng)，采用了氮氣保護，包括通入氯化氫氣體前、過濾、烘干前后，包裝等過程中。
[0011]所述的方法，步驟(1)所使用的有機溶劑為:二氯甲烷、三氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲苯、二甲苯、石油醚等，其中優(yōu)選甲苯；
所述的方法，步驟(1)吡啶與有機溶劑的體積比為1:5-7，優(yōu)選1:6 ；
所述的方法，步驟(2)中鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2.5-3.5，優(yōu)選1:3 ；
所述的方法，步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入金屬氧化物進行中和處理，金屬氧化物為:氧化鈣、氧化鎂、氧化鐵、氧化鋁等，其中優(yōu)選輕燒工業(yè)級氧化鎂，制備工業(yè)級七水硫酸鎂。
[0012]所述的方法，步驟(3)中氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1:1.0-1.2，優(yōu)選1:
1.05-1.1。
[0013]所述的方法，步驟(3)中，反應(yīng)釜壓力在0.01-0.0510^，優(yōu)選0.02-0.04]\0^;
所述的方法，步驟(3)中，反應(yīng)溫度在20-60°C，優(yōu)選30-40°C ；
所述的方法，步驟(3)中過濾后的濾液加入吡啶后得到的混合溶液進行步驟(1) (2)
(3)的操作，進行循環(huán)重復(fù)使用；
所述的方法，步驟(4)中真空干燥控制溫度50-80°C，優(yōu)選控制50-60°C。
[0014]與【背景技術(shù)】《化工期刊》中的文章相比，本發(fā)明的技術(shù)方案在制備氯化氫氣體時，鹽酸中不再加入氯化鈉，通過控制硫酸與鹽酸的比例來實現(xiàn)氯化氫氣體的充分逸出，從而省略了氯化鈉這一要素，這一步操作，使產(chǎn)生完氯化氫氣體的酸液可以直接加入氧化鎂生成七水硫酸鎂，從而簡化了酸液后處理的步驟，使整個工藝無廢液產(chǎn)生，達到清潔生產(chǎn)的目的。所以，從這一點來看，本發(fā)明屬于要素省略的發(fā)明，在省略掉氯化鈉這一要素后，仍然能夠完成整個工藝，并且，得到的吡啶鹽酸鹽的純度和收率都比省略之前有所提高。[0015]本發(fā)明的有益效果:
1.以濃硫酸和鹽酸為原料制備了價格低廉的氯化氫氣體，經(jīng)過濃硫酸干燥后，用于生產(chǎn)過程中，達到了鋼瓶裝化學(xué)純的質(zhì)量，成本降低了 70% ；
2.制得的吡啶鹽酸鹽外觀白色結(jié)晶體，收率大于98%，純度高達99.0-99.5%，水分小于
0.2%，國內(nèi)產(chǎn)品質(zhì)量領(lǐng)先；
3.副產(chǎn)物稀硫酸用于生產(chǎn)七水硫酸鎂，用途廣泛，整個生產(chǎn)過程無三廢排放，清潔環(huán)保。
【具體實施方式】
[0016]為了更好的理解本發(fā)明，下面結(jié)合具體實施例來進一步說明。
[0017]實施例1:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1:5 ；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸， 滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2.5 ;
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1:1.05，在30-351:的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa,過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55°C，真空度-0.090-0.092MPa,回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度99.1%，含水量0.18%，經(jīng)計算收率
97.8% ；
(4)將步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂。
[0018]實施例2:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1-J;
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸，滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1: 3.5 ；
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1: 1.1，在35-45°C的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa，過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55°C，真空度-0.090-0.092MPa,回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度99.2%，含水量0.13%，經(jīng)計算收率98.2% ；
(4)將步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂。
[0019]實施例3:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1:6 ；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸，滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:3 ;
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1: 1.1，在35-40°C的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa,過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55 °C，真空度-0.090-0.092MPa，回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度99.6%，含水量0.11%，經(jīng)計算收率
98.1% ；
(4)向步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂，使酸液后處理簡單。
[0020]實施例4:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1:6 ；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸，滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:3 ;
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1: 0.95，在35-45°C的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa,過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55°C，真空度-0.090-0.092MPa,回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度98%，含水量0.19%，經(jīng)計算收率92%;產(chǎn)品顏色發(fā)紅。
[0021](4)向步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂，使酸液后處理簡單。`
[0022]實施例5:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1:6 ；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸，滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:3 ;
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1:1.2，在35-45°C的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa,過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55°C，真空度-0.090-0.092MPa，回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度99.5%，含水量0.17%，經(jīng)計算收率97.5% ；
(4)向步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂，使酸液后處理簡單。
[0023]實施例6:
一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，包括以下步驟:
(1)將吡啶用甲苯溶解得混合溶液，其中吡啶與甲苯的體積比為1:6 ；
(2)在搪玻璃反應(yīng)釜內(nèi)，向其中加入98%的濃硫酸，滴加31%的鹽酸產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2 ;
(3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過濃硫酸干燥后，經(jīng)過緩沖罐后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1: 1.3，在35-451:的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa,過濾，濾液回收后繼續(xù)加入吡啶進行反應(yīng)，進行重復(fù)循環(huán)利用，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55 °C，真空度-0.090-0.092MPa，回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽，經(jīng)檢測:純度98.5%，含水量0.20%，經(jīng)計算收率95.3% ；
(4)向步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂，使酸液后處理簡單。
[0024]實施例7:
與實施例3相比，步驟(3)中氯化氫與吡啶的反應(yīng)溫度為35-40°C，反應(yīng)時釜內(nèi)壓力
0.03-0.04MPa,其余條件同實施例3完全相同，經(jīng)檢測:純度99.2%，含水量0.10%,經(jīng)計算收率 95.6%ο
[0025]實施例8:
與實施例3相比，步驟(3)中氯化氫與吡啶的反應(yīng)溫度為60°C，反應(yīng)時釜內(nèi)壓力
0.01-0.02MPa，其余條件同實施例3完全相同，經(jīng)檢測:純度98.6.%，含水量0.13%，經(jīng)計算收率95.8%ο
[0026]實施例9:
與實施例3相比，步驟(3)中氯化氫與吡啶的反應(yīng)溫度為35-40°C，反應(yīng)時釜內(nèi)壓力
`0.04-0.05MPa,其余條件同實施例3完全相同，經(jīng)檢測:純度98.3%，含水量0.15%，經(jīng)計算收率 95.7%。
【權(quán)利要求】
1.一種清潔制備吡啶鹽酸鹽的方法，其特征在于包括以下步驟: (1)將吡啶用有機溶劑溶解得混合溶液，吡啶與有機溶劑的體積比為1:5-7 ； (2)在容器內(nèi)加入98%的濃硫酸，向其中滴加31%的鹽酸，產(chǎn)生氯化氫氣體，其中，鹽酸與濃硫酸的重量比為1:2.5-3.5 ； (3)步驟(2)產(chǎn)生的氯化氫氣體經(jīng)過干燥和緩沖器后，通入步驟(1)中的混合溶液中，氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為1:1.0-1.2，在不高于60°C的溫度下反應(yīng)，釜內(nèi)壓力0.01-0.02MPa，過濾，濾餅經(jīng)過真空干燥，溫度50-55 °C，真空度-0.090-0.092MPa，所得固體粉末結(jié)晶即為吡啶鹽酸鹽； (4)將步驟(2)中產(chǎn)生完氯化氫氣體的液體中加入氧化鎂，制備七水硫酸鎂。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(2)中鹽酸與濃硫酸的重量比為1:3。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中氯化氫與混合溶液中吡啶的摩爾比為 1:1.05-1.1。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述有機溶劑為甲苯。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中過濾后的濾液加入吡啶后得到的混合溶液進行步驟(2) (3)的操作。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于步驟(3)中真空干燥中回收溶劑返回生產(chǎn)體系中循環(huán)使用。
【文檔編號】C07D213/18GK103755625SQ201310714902
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】林存符, 樊慶華, 蘇廣武, 劉茂先, 鄭關(guān)偉 申請人:濟寧華強科技有限公司