利用甲基硫酸鈉廢渣合成s-甲基異硫脲硫酸鹽的方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，以甲基硫酸鈉廢渣與硫脲為基礎(chǔ)原料，以水為溶劑，在中性條件下回流反應(yīng)制得；反應(yīng)式如下：2(H2N)2C=S+2CH3OSO3Na→(HN=C(SCH3)NH2)2·H2SO4+Na2SO4。本發(fā)明的方法以生產(chǎn)半縮醛或維生素B1的副產(chǎn)含量≥90%的甲基硫酸鈉廢渣和硫脲為起始原料，以水為溶劑，在中性條件下反應(yīng)制得成品。該方法具有反應(yīng)迅速和反應(yīng)條件要求低；產(chǎn)品質(zhì)量好和產(chǎn)品收率高等特點；以水代替有機溶劑，以甲基硫酸鈉廢渣代替劇毒品硫酸二甲酯為甲基化原料，不但具有成本低的優(yōu)勢，還能解決甲基硫酸鈉廢渣的污染難題；生產(chǎn)過程中只用到甲醇作為結(jié)晶溶劑且可回收套用；生產(chǎn)過程中無廢水和其它廢渣產(chǎn)生，實現(xiàn)了甲基硫酸鈉廢渣的綜合利用和綠色生產(chǎn)。
【專利說明】利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于精細化工和環(huán)保領(lǐng)域，涉及精細醫(yī)藥中間體的合成技術(shù)，特別是涉及一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002]S-甲基異硫脲硫酸鹽是有機合成的重要中間體，醫(yī)藥工業(yè)中用于生產(chǎn)抗癌藥物(如5-氟脲嘧啶、丙脒腙和硫酸羥胍)，降壓藥胍氯酚等；農(nóng)藥工業(yè)用于生產(chǎn)殺菌劑多菌靈、苯菌靈及殺蟲劑甲基嘧啶磷等；也是制備胍乙啶硫酸鹽和氫化潑尼松磷酸鈉的中間體。
[0003]Li hua 等申請的美國發(fā)明專利 Preparation for producing creatine orcreatine monohy drate (USA, 6326513)中公開了一種利用肌氨酸、肌氨酸鈉或肌氨酸鉀和S-甲基異硫脲硫酸鹽反應(yīng)生產(chǎn)肌酸的方法，以水或水和有機溶劑混合物為溶劑，在15-140°C、pH7-13下進行反應(yīng)，產(chǎn)物經(jīng)堿性絡(luò)合物提純，平均收率達到71.15%。該方法優(yōu)點在于S-甲基異硫脲硫酸鹽不像氨基氰一樣會產(chǎn)生氨和氰等有害副產(chǎn)物，因此由該方法制備的肌酸不含有對人體有害的物質(zhì)。后來姚方等[參考文獻I]對此工藝作了改進，以肌氨酸鈉計的肌酸收率接近96%。
[0004][參考文獻I]、姚方，徐天有，許文松.肌酸合成新工藝[J].化學(xué)反應(yīng)工程與工藝，2003,19 (2):150-154,
[0005]甲磺酸加貝酯是一 種非肽類蛋白酶的抑制劑，1978年由小野制藥公司在日本上市，它可抑制胰蛋白酶，激肽釋放酶，纖維蛋白溶酶，凝血酶等蛋白酶的活性，從而制止這些酶所造成的病理，用于急性輕型(水腫型)胰腺炎的治療，也可用于急性出血壞死型胰腺炎的輔助治療。6-氨基己酸與S-甲基異硫脲硫酸鹽反應(yīng)，鹽酸化得6-胍基己酸鹽酸鹽，與由對羥基苯甲酸乙酯經(jīng)氯化亞砜縮合得到的4，4’ _(亞硫酰二氧基)二苯甲酸二乙酯反應(yīng)得加貝酯鹽酸鹽，再和甲磺酸反應(yīng)得甲磺酸加貝酯。
[0006]中國人民解放軍軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院放射醫(yī)學(xué)研究所的李魯?shù)仍趪野l(fā)明專利CN200410029932.5中公開了一種“右旋S —(2 —氨基丙基)一甲基異硫脲鹽的合成方法”，包括以下步驟:將2 —溴丙胺鹽經(jīng)右旋酒石酸拆分制得右旋2 —溴丙胺右旋酒石酸，然后將所得右旋2 —溴丙胺右旋酒石酸轉(zhuǎn)變?yōu)橛倚? —溴丙胺鹵氫酸鹽后與S-甲基硫脲反應(yīng)得到產(chǎn)品，該發(fā)明簡便易行，拆分過程簡單，拆分產(chǎn)物純化容易，拆分后再進行縮合反應(yīng)得到產(chǎn)物即為純度較高的右旋一 S - (2 一氨基丙基)一甲基異硫脲鹽產(chǎn)品。
[0007]目前S-甲基異脲硫酸鹽合成方法有五種:
[0008](I)以鹵代烷為甲基化試劑，在有機溶劑中和硫脲進行反應(yīng)生成目標(biāo)產(chǎn)物:日本專利 JP60184062,學(xué)術(shù)期刊 Journal of Organic Chemistry，1999，64 (22):8080-8083 和Bioorganic& Medicinal Chemistry Letters, 2007，17 (24): 6853-6859 中均報道用碘甲燒作為甲基化試劑和硫脲在乙醇溶液中反應(yīng)生成S-甲基異脲,又有文獻European Journalof Medicinal Chemistry, 2010,46(1):265-274報道用氯甲烷作為甲基化試劑反應(yīng)(以乙醇為反應(yīng)溶劑)制備S-甲基異硫脲鹽酸鹽。但以鹵代甲烷作為甲基化試劑存在較大缺陷，如碘甲烷價格昂貴，氯甲烷為氣體，給反應(yīng)增加控制難度，使得不易于產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。
[0009](2)硫脲與醇的鹽酸水溶液共熱反應(yīng):硫脲在醇的鹽酸水溶液共熱反應(yīng)制備S-甲基異硫脲時，由于反應(yīng)中生成副產(chǎn)物較多，造成產(chǎn)品收率低和質(zhì)量差等缺點，因而不能實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。[0010](3)硫脲與硫酸二甲酯反應(yīng)分別生成鹵代鹽和S-甲基異硫脲硫酸鹽:目前生產(chǎn)上一般采用硫酸二甲酯作為甲基化試劑生產(chǎn)S-甲基異脲硫酸鹽,如文獻Chinese ChemicalLetters, 2011，22 (11): 1277-1280及日本專利JP2011148719等報道了使用硫酸二甲酯作為甲基化試劑制備S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法。孫曉紅，曾振芳，劉源發(fā)等在文獻《肌肉醇取代吡定酸鹽的合成及生物活性》中報道，硫酸二甲酯與硫脲以摩爾比為0.67，110~120°C回流反應(yīng)4h，得到S-甲基異硫脲硫酸鹽，收率92.0%;河北師范大學(xué)的康汝洪等在《化學(xué)試劑》(1994，16(6): 373; 380)上公開發(fā)表了《相轉(zhuǎn)移催化合成S-甲基異硫脲鹽》，他們用0.0013mol的三乙基芐基氯化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，0.1mol的硫脲和0.055mol的硫酸二甲酯在6.5ml水中，110°C下回流反應(yīng)1.5h，S-甲基異硫脲硫酸鹽的收率可以達到94%，熔點為234-236°C。以硫酸和硫酸二甲酯為原料的合成方法普遍用于現(xiàn)在產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)，但是這條生產(chǎn)路線中，硫酸二甲酯的投料比均需要過量，一般為理論量的1.1-1.4倍，造成原材料硫酸二甲酯的浪費，由于硫酸二甲酯為劇毒品，對環(huán)境及工人帶來巨大的安全隱患。
[0011](4)以0，O-二甲基亞磷酸作為甲基化試劑:文獻Justus Liebigs Annalen derChemie, 1967，703:31-3報道，以0，O- 二甲基亞磷酸作為甲基化試劑制備S-甲基異硫脲硫酸鹽。但是該路線產(chǎn)物收率較低，且廢水中含有較多磷元素，容易造成水體富營養(yǎng)化，難以滿足產(chǎn)業(yè)化需求。
[0012](5)以單氰胺和甲硫醇為原料的合成路線:山東京博控股股份有限公司和黃河三角洲京博化工研究院有限公司的聞鋒和吳志紅等申請的中國發(fā)明專利CN201210096827.8中公開了一種S-甲基異硫脲鹽的合成方法，該發(fā)明以單氰胺和甲硫醇為原料，在酸性條件下合成S-甲基異硫脲乙酸鹽，然后與強酸置換得到所需S-甲基異硫脲硫酸鹽。該專利方法不僅操作步驟簡單，反應(yīng)周期短，轉(zhuǎn)化率高，能耗低，而且所需設(shè)備簡單，適用于工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，采用該發(fā)明生產(chǎn)出的S-甲基異硫脲鹽含量在99%以上，能滿足市場對S-甲基異硫脲鹽的技術(shù)要求，但是原材料單氰胺的價格高，導(dǎo)致其生產(chǎn)成本過高，產(chǎn)品沒有市場競爭力。
[0013]甲基硫酸鈉是硫酸氫甲酯的鈉鹽，是維生素BI和半縮醛生產(chǎn)的主要副產(chǎn)物，甲基硫酸鈉廢渣長期以來都是作為固體廢棄物進行處置，而且處置費用高，很多企業(yè)都將甲基硫酸鈉進行暫時存放，保守估計，目前國內(nèi)甲基硫酸鈉存有量超過10萬噸，因此需要開發(fā)新的甲基硫酸鈉綜合利用技術(shù)。
[0014]甲基硫酸鈉可作為甲基化試劑用于制備硝基甲烷，但由于產(chǎn)品收率低、產(chǎn)品質(zhì)量差(色澤為棕黃色且凝固點高)和副產(chǎn)硫酸鈉含有亞硝酸鈉等缺點。對于甲基硫酸鈉的綜合應(yīng)用，有報道用于生產(chǎn)對甲砜甲苯和二甲基硫醚。
[0015]胡新河于1995年在《浙江化工》雜志上公開了一種以甲基硫酸鈉和對甲苯磺酰氯為基礎(chǔ)原料生產(chǎn)對甲砜甲苯的方法，對甲苯磺酸鈉鹽和甲基硫酸鈉在pH為7.4-7.8，溫度在98-102°C下回流反應(yīng)36h，加入活性碳脫色，冷卻至室溫過濾、水洗和抽干，65°C下干燥得對甲砜甲苯成品，收率達92%，但是其副產(chǎn)物硫酸鈉中含有大量磷酸三鈉、氯化鈉和碳酸氫鈉，同時會產(chǎn)生大量含鹽高濃度有機廢水。[0016]東北制藥總廠的孟菊英等在《化工環(huán)保》上公開發(fā)表論文《利用甲基硫酸鈉廢渣制備二甲基硫醚》，稱取一定量的甲基硫酸鈉溶解在一定量的水中，攪拌至全溶解，靜止分層，將下層甲基硫酸鈉溶液與適量的硫化鈉加入到帶有攪拌的合成反應(yīng)裝置中進行攪拌。將電加熱恒溫水浴鍋調(diào)到100°c，在常壓下進行合成反應(yīng)。反應(yīng)物進行蒸餾，所得餾分用冰鹽水冷卻，尾氣用氫氧化鈉溶液吸收。蒸餾殘液過濾后進行重結(jié)晶，經(jīng)二次結(jié)晶過濾得到副產(chǎn)品硫酸鈉，濾液經(jīng)中和反應(yīng)后去生化處理，產(chǎn)品回收率為83.59%。該法具有工藝簡單，技術(shù)可行和操作穩(wěn)定的優(yōu)點，但生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生惡臭氣體和高濃度含鹽有機廢水等缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種成本低、產(chǎn)品收率高的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法。
[0018]為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，該方法以甲基硫酸鈉廢渣和硫脲為基礎(chǔ)原料，以水為溶劑，在中性條件下反應(yīng)制得S-甲基異硫脲硫酸鹽，反應(yīng)式如下:
[0019]2 (H2N) 2C=S+2CH30S03Na — (HN=C (SCH3) NH2) 2.H2S04+Na2S04。
[0020]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的改進，包括以下步驟:
[0021]I)、在反應(yīng)容器中，將水和硫脲按照1:0.5~I的質(zhì)量比混合后，加熱(75~85°C)攪拌，直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液；
[0022]2)、往步驟I)所得的硫脲溶液中加入(可為緩慢加入)固體狀的甲基硫酸鈉廢渣，升溫(為105~115°C)，于回流狀態(tài)下反應(yīng)I~3小時，硫脲:甲基硫酸鈉(純物質(zhì))的摩爾比為1:1~L 5 ;
[0023]3)、將步驟2) 所得的反應(yīng)物料液冷卻至35~45°C (較佳為40°C)，控制攪拌轉(zhuǎn)速在50~100轉(zhuǎn)/分鐘，加入甲醇進行析晶，甲醇的加入量為步驟I)中水的體積量的I~3倍;
[0024]4 )、將步驟3 )所得物料通過離心機進行固液分離，控制離心后所得的固體物料(為S-甲基異硫脲硫酸鹽和硫酸鈉的混合物)中含水量< 3% (為質(zhì)量％)；
[0025]5)、在另一反應(yīng)容器中于攪拌條件下，向甲醇中加入氫氧化鈉；自然冷卻至室溫后，得甲醇氫氧化鈉溶液；所述氫氧化鈉和甲醇的質(zhì)量體積比為lg:3.5~4.5ml (較佳為4ml)；
[0026]6)、按照步驟5)中的氫氧化鈉與步驟I)中的硫脲的摩爾比為1:0.8~1.2的投料t匕，向步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液中加入步驟4)離心所得的固體物料(為S-甲基異硫脲硫酸鹽和硫酸鈉的混合物)，攪拌條件下于5~20°C (較佳為10~20°C )反應(yīng)1.5~
2.5小時；
[0027]7)、將步驟6)所得的反應(yīng)后物料通過真空負(fù)壓(-0.098MPa)進行抽濾，分別得濾液和濾餅；
[0028]所述濾餅用甲醇洗滌、烘干后，得作為副產(chǎn)品的硫酸鈉；
[0029]8)、在冰浴(O~5°C)下，于低速攪拌(轉(zhuǎn)速控制為50-60轉(zhuǎn)/分鐘)的條件下，向步驟7)抽濾所得的濾液中滴加濃硫酸直到呈中性為止；在滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體；
[0030]所述濃硫酸是指質(zhì)量濃度98%的硫酸；
[0031]9)、將步驟8)的所得物進行真空抽濾，得濾液和作為濾餅的晶體，所述晶體用甲醇洗滌，然后于70~90°C進行真空干燥，得S-甲基異硫脲硫酸鹽。
[0032]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，本發(fā)明還包括:步驟4)固液分離所得的液體和步驟9)所得的濾液合并后通過精餾回收甲醇，精餾后的甲醇進行回收套用，水相(主要的是水，其中還有極少量的甲基硫酸鈉和S-甲基異硫脲硫酸鹽)不需要經(jīng)過處置就可直接返回步驟I)替代步驟I)中的水(用量和水的用量一樣)。
[0033]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，步驟2)中的固體狀的甲基硫酸鈉廢渣為生產(chǎn)半縮醛或維生素BI所得的作為副產(chǎn)物的廢渣，所述廢渣中甲基硫酸鈉含量> 90% (質(zhì)量％)。
[0034]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，步驟I)中水:硫脲的質(zhì)量比為1:1。
[0035]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，步驟2)中在回流狀態(tài)下反應(yīng)2小時，硫脲:甲基硫酸鈉(純物質(zhì))的摩爾比為1:1.1。
[0036]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，所述步驟3)中甲醇的加入量為步驟I)中水的體積量的2倍或3倍。
[0037]作為本發(fā)明的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法的進一步改進，所述步驟6)中，按照步驟5)中氫氧化鈉與步驟I)中的硫脲的摩爾比為1:1的投料比，向步驟5)所得的甲醇氫氧化 鈉溶液中加入步驟4)離心所得的固體物料(S-甲基異硫脲硫酸鹽和硫酸鈉的混合物)，攪拌條件下于20V反應(yīng)2小時。
[0038]備注說明:
[0039]I)、在本發(fā)明中，室溫是指10~25°C。
[0040]2)、本發(fā)明中，未作明確轉(zhuǎn)速限定的攪拌為常規(guī)的攪拌方式，轉(zhuǎn)速一般為100~300轉(zhuǎn)/分鐘。
[0041]在本發(fā)明中，根據(jù)S-甲基異硫脲硫酸鹽和S-甲基異硫脲在甲醇中的溶解性差異性，加入適量的氫氧化鈉和S-甲基異硫脲硫酸鹽反應(yīng)，游離態(tài)的S-甲基異硫脲溶解于甲醇相，而硫酸鈉晶體不溶于甲醇，實現(xiàn)硫酸鈉和S-甲基異硫脲硫酸鹽之間的分離。
[0042]在本發(fā)明中，還利用S-甲基異硫脲硫酸鹽在甲醇中的溶解性，將抽濾所濾液在冰浴下(0-5°C)下滴加濃硫酸直到溶液呈中性，將S-甲基異硫脲轉(zhuǎn)換成硫酸鹽的形式從甲醇中結(jié)晶析出。
[0043]綜上所述，本發(fā)明提供了一種制備S-甲基異脲硫酸鹽的合成方法，該方法以生產(chǎn)半縮醛或維生素BI的副產(chǎn)含量> 90%的甲基硫酸鈉廢渣和硫脲為起始原料，以水為溶劑，在中性條件下反應(yīng)制得成品。該工藝方法具有反應(yīng)迅速和反應(yīng)條件要求低；產(chǎn)品質(zhì)量好和產(chǎn)品收率高等特點；以水代替有機溶劑，以甲基硫酸鈉廢渣代替劇毒品硫酸二甲酯為甲基化原料，不但具有成本低的優(yōu)勢，還能解決甲基硫酸鈉廢渣的污染難題；副產(chǎn)物硫酸鈉質(zhì)量好；整個生產(chǎn)過程中只用到甲醇作為結(jié)晶溶劑且可回收套用；生產(chǎn)過程中無廢水和其它廢渣產(chǎn)生，真正實現(xiàn)了甲基硫酸鈉的綜合利用和綠色生產(chǎn)?！揪唧w實施方式】
[0044]下面結(jié)合具體實施例對發(fā)明作進一步說明，但不作為對發(fā)明的限制，凡基于本發(fā)明所述的技術(shù)均屬于本發(fā)明的組成部分。 [0045]本發(fā)明所述的原材料:
[0046]甲醇,工業(yè)級,市售；
[0047]硫脲,工業(yè)級,市售；
[0048]甲基硫酸鈉廢渣，生產(chǎn)半縮醛的副產(chǎn)物，甲基硫酸鈉的含量為92.3% (質(zhì)量％)，浙江大洋生物科技集團；
[0049]濃硫酸(質(zhì)量濃度為98%的硫酸)，工業(yè)級，市售；
[0050]固體氫氧化鈉，工業(yè)級，市售。
[0051]實施例1、一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，依次進行以下步驟:
[0052]I)、在一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入水152ml，硫脲152g (2mol)，升溫至80°C攪拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0053]2)、往步驟I)所得的硫脲溶液中緩慢加入(約10~20分鐘加入完畢)固體狀的甲基硫酸鈉廢渣319g (甲基硫酸鈉2.2mol)，升溫至105~115°C，使其回流反應(yīng)2h。
[0054]3)、將步驟2)所得的反應(yīng)后物料冷卻至40°C (此時反應(yīng)后物料不凝固)，控制攪拌轉(zhuǎn)速在50-100轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入304ml甲醇進行析晶。
[0055]4)、將步驟3)析晶后的所得物料通過離心機進行固液分離，離心后得固體物料(S-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)400g ；
[0056]經(jīng)檢測,上述固體物料的含水量約為2.8% (質(zhì)量％)。
[0057]5)、在另一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入甲醇300ml，攪拌下分批(例如分成4批)加入氫氧化鈉80g (2mol)，待反應(yīng)放熱恢復(fù)至室溫，得甲醇氫氧化鈉溶液，備用。
[0058]6)、在步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液中加入步驟4)所得的全部的400g固體物料(為S-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)，控制溫度在10~20°C攪拌反應(yīng)2h。
[0059]7)、將步驟6)所得的反應(yīng)后物料通過真空負(fù)壓(-0.098MPa)進行抽濾，濾餅用400ml甲醇分兩次進行洗滌，烘干后得275g白色硫酸鈉晶體，含量(純度)為98.8%(質(zhì)量％);
[0060]8)、步驟7)抽濾所得的濾液在冰浴下(0_5°C)用濃硫酸滴定(滴加濃硫酸過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘)，直到呈中性為止停止滴加濃硫酸，滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體；
[0061]9)、將步驟8)的所得物進行真空抽濾，得濾液和作為濾餅的晶體，晶體用200ml甲醇分兩次洗滌，80°C下真空干燥，得產(chǎn)物S-甲基異硫脲硫酸鹽220g，含量為99.3%(質(zhì)量％)，為純白色晶體，熔點242-243°C，產(chǎn)品收率79.1%(以起始原料硫脲計)。
[0062]10)、將步驟4)固液分離所得的液體以及步驟9)抽濾所得濾液合并后通過精餾回收甲醇，精餾后的甲醇進行回收套用，水相不需要經(jīng)過處置直接返回步驟I)中代替水(即，水相的用量同水的用量)進行再利用。
[0063]實施例2、一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，依次進行以下步驟:[0064]I)、在一個1000ml三口反應(yīng)瓶中加入水304ml，硫脲152g (2mol)，升溫至80°C攪拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0065]2)、往步驟I)所得的硫脲溶液中緩慢加入固體狀的甲基硫酸鈉廢渣436g (甲基硫酸鈉3mol)，升溫至105~115°C，使其回流反應(yīng)2h。[0066]3)、將步驟2)所得的反應(yīng)物料液冷卻至40°C (此時反應(yīng)物料液不凝固)，控制攪拌轉(zhuǎn)速在50-100轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入608ml甲醇進行析晶。
[0067]4)、將步驟3)析晶后的所得物料通過離心機進行固液分離，離心后得固體物料(S-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)405g ；
[0068]經(jīng)檢測,上述固體物料的含水量約為2.8% (質(zhì)量％)。
[0069]5)、在另一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入甲醇300ml，攪拌下分批加入氫氧化鈉80g，待反應(yīng)放熱恢復(fù)至室溫后得甲醇氫氧化鈉溶液；備用。
[0070]6)、在步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液中加入步驟4)所得的全部的405g固體物料(為S-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)，溫度控制在10~20°C攪拌反應(yīng)2h。
[0071]7)、將步驟6)所得的反應(yīng)后物料通過真空負(fù)壓進行抽濾，分別得濾液和濾餅；
[0072]濾餅用400ml甲醇分兩次進行洗滌，濾餅烘干后得278g硫酸鈉，產(chǎn)品含量(純度)為 98.1%。
[0073]8)、步驟7)抽濾所得的濾液在冰浴下(0_5°C)用濃硫酸滴定(滴加濃硫酸過程中攪拌轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘)，直到溶液呈中性為止停止滴加濃硫酸，滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體。
[0074]9)、將步驟8)的所得物進行真空抽濾，得濾液和作為濾餅的晶體；晶體用200ml甲醇分兩次洗滌，80°C真空干燥，得產(chǎn)物S-甲基異硫脲硫酸鹽222g，含量為98.1%，為純白色晶體，熔點240-242°C，產(chǎn)品收率79.9%(以起始原料硫脲計)。
[0075]10)、將步驟4)固液分離所得的液體和步驟9)抽濾所得的濾液合并后通過精餾回收甲醇，精餾后的甲醇進行回收套用，水相不需要經(jīng)過處置直接返回步驟I)替代步驟I)中的水進行再利用。
[0076]實施例3、一種利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，依次進行以下步驟:
[0077]I)、在一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入水152ml，硫脲152g (2mol)，升溫至80°C攪拌直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液。
[0078]2)、往步驟I)所得的硫脲溶液中加入固體狀的甲基硫酸鈉廢渣290g (甲基硫酸鈉2mol)，升溫至105~115°C，使其回流反應(yīng)2h。
[0079]3)、將步驟2)所得的反應(yīng)物料液冷卻至40°C (此時，反應(yīng)物料不凝固)，控制攪拌轉(zhuǎn)速在50-100轉(zhuǎn)/分鐘，緩慢加入304ml甲醇進行析晶。
[0080]4)、將步驟3)析晶后的所得物料通過離心機進行固液分離，離心后得固體物料(S-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)380g ；
[0081]經(jīng)檢測,上述固體物料的含水量約為2.8% (質(zhì)量％)。
[0082]5)、在另一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入甲醇300ml，攪拌下分批加入氫氧化鈉80g,待反應(yīng)放熱恢復(fù)至室溫，得甲醇氫氧化鈉溶液；備用。
[0083]6)、在步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液中加入步驟4)所得的全部的380g固體物料(s-甲基異脲硫酸鹽及硫酸鈉的混合物)，溫度控制在20°C以下攪拌反應(yīng)2h。[0084]7)、將步驟6)所得的反應(yīng)后物料通過真空負(fù)壓進行抽濾，分別得濾液和濾餅；
[0085]濾餅用400ml甲醇分兩次進行洗滌，濾餅烘干后得266g硫酸鈉，產(chǎn)品含量為98.6%。
[0086]8)、步驟7)所得的濾液在冰浴下(0_5°C)用濃硫酸滴定(滴加濃硫酸過程中攪拌轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘)，直到溶液呈中性為止停止滴加濃硫酸，滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體。
[0087]9)、將步驟8)所得物料進行真空抽濾，得濾液和作為濾餅的晶體，晶體用150ml甲醇分兩次洗滌，80°C真空干燥，得產(chǎn)物S-甲基異硫脲硫酸鹽201g，含量為99.0%，為純白色晶體，熔點241-243°C，產(chǎn)品收率72.3%(以起始原料硫脲計)。
[0088]10)、將步驟4)固液分離所得的液體和步驟9)抽濾所得濾液合并后通過精餾回收甲醇，精餾后的甲醇進行回收套用，水相不需要經(jīng)過處置直接返回步驟I)替代步驟I)中的水進行再利用。
[0089]對比例I
[0090]參照樊能廷編寫的《有機合成事典》264頁(北京理工大學(xué)出版社1992年I月出版)描述的方法，在2000ml的三口反應(yīng)瓶中加入152g(2mol)硫脲，加70ml水，攪拌均勻，加入138g(l.lmol)的硫酸二甲酯，立即將燒瓶連到一個帶捕集器的長回流冷凝器上。讓反應(yīng)自動進行，當(dāng)反應(yīng)變快，瓶內(nèi)充滿氣體時，通冷卻水冷卻。在最初劇烈反應(yīng)完畢后，將混合物回流lh，反應(yīng)結(jié)束后，冷卻至室溫，加入200ml的95%乙醇，混勻后抽濾。濾餅用95%乙醇洗滌(2*100ml)，在空氣中晾干，得182g的S-甲基異硫脲硫酸鹽。母液經(jīng)濃縮，冷卻，加入120ml的95%乙醇，得到第二批產(chǎn)品，重量為41g。二次共計得到S-甲基異硫脲硫酸鹽223g，產(chǎn)品收率80.2%(以起始原料硫脲計)，含量為98.8%，為純白色晶體，熔點240-243°C。
[0091]對比例2
[0092]根據(jù)河北師范大學(xué)的康汝洪等在《化學(xué)試劑》(1994，16(6): 373; 380)上公開發(fā)表了《相轉(zhuǎn)移催化合成S-甲基異硫脲鹽》的方法，用0.0013mol的三乙基芐基氯化銨為相轉(zhuǎn)移催化劑，0.1mol的硫脲和0.055mol的甲基硫酸鈉在6.5ml水中，110°C下回流反應(yīng)1.5h，最終得S-甲基異硫脲硫酸鹽8.9g，收率僅為63.9%，含量為97.3%，熔點為228-232°C。
[0093]對比例3
[0094]參照PCT專利W02007/074391所描述的方法，在一個配備攪拌器，熱板，水浴，冷凝器的圓底燒瓶中，在25-30°C下加入附鹽水77ml，硫脲(100g，l.3137mol)。攪拌并加入硫酸二甲酯(90.648，0.7186!1101)，慢慢地過了一段時間，提高溫度至801:并保持?jǐn)?shù)分鐘，進一步提高溫度，在回流溫度下維持反應(yīng)5h。冷卻反應(yīng)物料到25-35°C，加入異丙醇133ml，攪拌60分鐘。用73.5ml混合洗滌濾餅(IOOmL異丙醇:47ml水)，在70_75°C下干燥濾餅，得144g樣品，含量為97.8%，收率為78.9%，熔點240-243°C。
[0095]對比例4
[0096]參照山東京博控股股份有限公司和黃河三角洲京博化工研究院有限公司的聞鋒和吳志紅等申請的中國發(fā)明專利CN201210096827.8中公開的S-甲基異硫脲鹽合成方法，將42g單氰胺晶體和57.5ml的冰乙酸混合；在_5°C下向上述單氰胺與乙酸的混合溶液中通入甲硫醇氣體，反應(yīng)5小時；向步驟2)溶液中加入196g的50%硫酸溶液，溫度上升至20°C，攪拌反應(yīng)，得到S-甲基異硫脲硫酸鹽和乙酸的溶液；將步驟3)所得溶液降溫至(TC結(jié)晶，過濾，濾餅用20ml甲醇洗滌后干燥，得到94.2g的S-甲基異硫脲硫酸鹽，含量為98.3%,收率為67.6%。同時得到120ml含有硫酸和乙酸的高濃度有機廢水，由于含有硫酸和水，該廢水不能進行套用，因此需要進行生化治理，污染相當(dāng)嚴(yán)重。
[0097]對比例5、
[0098]將實施例1的步驟5 )改成以下內(nèi)容:
[0099]5)、在另一個IOOOml三口反應(yīng)瓶中加入甲醇300ml，攪拌下分批(例如分成4批)加入氫氧化鈉60g，待反應(yīng)放熱恢復(fù)至室溫,得甲醇氫氧化鈉溶液,備用。
[0100]其余均等同于實施例1。
[0101]最終，得產(chǎn)物S-甲基異硫脲硫酸鹽172g，含量為99.2%，為純白色晶體，熔點242-243°C，產(chǎn)品收率61.9%(以起始原料硫脲計)。
[0102]且作為副產(chǎn)品的硫酸鈉中由于含有大量的S-甲基異硫脲硫酸鹽，因此純度較低。
[0103]對比例6
[0104]將實施例1的步驟8)改成以下內(nèi)容:
[0105]8)、步驟7)抽濾所得的濾液在冰浴下(0_5°C)用濃硫酸滴定(滴加濃硫酸過程中控制攪拌轉(zhuǎn)速為50轉(zhuǎn)/分鐘)，直到溶液呈酸性(pH為3)時為止停止滴加濃硫酸，滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體；然后有部分晶體又會被溶解掉。
[0106]其余均等同于實施例1。
[0107]最終，得產(chǎn)物S-甲基異硫脲硫酸鹽198g，含量為99.3%，為純白色晶體，熔點242-243°C，產(chǎn)品收率71.2%(以起始原料硫脲計)。
[0108]最后，還需要注意的是，以上列舉的僅是本發(fā)明的若干個具體實施例。顯然，本發(fā)明不限于以上實施例，還可以有許多變形。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能從本發(fā)明公開的內(nèi)容直接導(dǎo)出或聯(lián)想到的所有變形，均應(yīng)認(rèn)為是本發(fā)明的保護范圍。
【權(quán)利要求】
1.利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:以甲基硫酸鈉廢渣與硫脲為基礎(chǔ)原料，以水為溶劑，在中性條件下回流反應(yīng)制得；反應(yīng)式如下:
，2(H2N) 2C=S+2CH30S03Na — (HN=C (SCH3) NH2) 2.H2S04+Na2S04。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于包括以下步驟: 1)、在反應(yīng)容器中，將水和硫脲按照1:0.5~I的質(zhì)量比混合后，加熱攪拌，直至硫脲全部溶解；得硫脲溶液； 2)、往步驟I)所得的硫脲溶液中加入固體狀的甲基硫酸鈉廢洛，升溫，于回流狀態(tài)下反應(yīng)I~3小時，硫脲:甲基硫酸鈉的摩爾比為1:1~1.5 ; 3)、將步驟2)所得的反應(yīng)物料液冷卻至35~45°C，控制攪拌轉(zhuǎn)速在50~100轉(zhuǎn)/分鐘，加入甲醇進行析晶，甲醇的加入量為步驟I)中水的體積量的I~3倍； 4)、將步驟3)所得物料通過離心機進行固液分離，控制離心后所得的固體物料中含水量≤3% ； 5)、在另一反應(yīng)容器中于攪拌條件下，向甲醇中加入氫氧化鈉；自然冷卻至室溫后，得甲醇氫氧化鈉溶液；所述氫氧化鈉和甲醇的質(zhì)量體積比為lg:3.5~4.5ml ； 6)、按照步驟5)中的氫氧化鈉與步驟I)中的硫脲的摩爾比為1:0.8~1.2的投料比，向步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液 中加入步驟4)離心所得的固體物料，攪拌條件下于5~20°C反應(yīng)1.5~2.5小時； 7)、將步驟6)所得的反應(yīng)后物料通過真空負(fù)壓進行抽濾，分別得濾液和濾餅； 所述濾餅用甲醇洗滌、烘干后，得作為副產(chǎn)品的硫酸鈉； 8)、在冰浴下，于低速攪拌的條件下，向步驟7)抽濾所得的濾液中滴加濃硫酸直到呈中性為止；在滴加濃硫酸過程中會析出大量白色晶體； 所述濃硫酸是指質(zhì)量濃度98%的硫酸； 9)、將步驟8)的所得物進行真空抽濾，得濾液和作為濾餅的晶體，所述晶體用甲醇洗滌，然后于70~90°C進行真空干燥，得S-甲基異硫脲硫酸鹽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于: 步驟4)固液分離所得的液體和步驟9)所得的濾液合并后通過精餾回收甲醇，精餾后的甲醇進行回收套用，水相不需要經(jīng)過處置就可直接返回步驟I)替代步驟I)中的水。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:所述步驟2)中的固體狀的甲基硫酸鈉廢渣為生產(chǎn)半縮醛或維生素BI所得的作為副產(chǎn)物的廢渣，所述廢渣中甲基硫酸鈉含量> 90%ο
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:所述步驟I)中水:硫脲的質(zhì)量比為1:1。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:所述步驟2)中在回流狀態(tài)下反應(yīng)2小時，硫脲:甲基硫酸鈉的摩爾比為1: 1.1。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:所述步驟3)中甲醇的加入量為步驟I)中水的體積量的2倍或3倍。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的利用甲基硫酸鈉廢渣合成S-甲基異硫脲硫酸鹽的方法，其特征在于:所述步驟6)中，按照步驟5)中氫氧化鈉與步驟I)中的硫脲的摩爾比為1:1的投料比，向步驟5)所得的甲醇氫氧化鈉溶液中加入步驟4)離心所得的固體物料，攪拌條件下于20°C反應(yīng)2 小時。
【文檔編號】C07C335/32GK103467349SQ201310363026
【公開日】2013年12月25日 申請日期:2013年8月19日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月19日
【發(fā)明者】王國平, 徐旭輝, 陳陽貴, 汪賢玉, 涂永福, 關(guān)衛(wèi)軍 申請人:浙江大洋生物科技集團股份有限公司