專利名稱：一種脫除溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脫除溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的方法，比如氨噻肟酸生產(chǎn)過程中溴 化物溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑脫除工藝，適用于抗生素及中間體的生產(chǎn)過程中易分解或易聚 合物質(zhì)溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的脫除。
背景技術(shù)：
氨噻肟酸，又稱為2-甲氧亞胺基-2 - ( 2 -氨基噻唑)_ 4 -乙酸，其英文名稱 為(Z) -2- (2 - aminothiazol-4-yl) -2-methoxyiminoacetic acid，簡稱為 ATMAA，CAS 編 號為65872-41-5，分子式為C6H7N3O3S,分子量為201. 21。無水氨噻肟酸為白色或類白色粉末 狀晶體，熔點(diǎn)182 184°C。第四代頭孢菌素的迅速發(fā)展，也加快了與其配套的中間體行業(yè) 的發(fā)展。受頭孢菌素巨大市場的刺激和推動，使得國內(nèi)藥物中間體的需求成倍增長，產(chǎn)量得 到迅速發(fā)展。目前，我國已逐漸成為世界上最主要的醫(yī)藥中間體生產(chǎn)國。氨噻肟酸和AE-活 性酯作為頭孢菌素類藥物重要的中間體，可以合成包括頭孢曲松、頭孢匹羅、頭孢噻肟等多 種重要頭孢菌素，市場需求量很大。
目前生產(chǎn)氨噻肟酸的工藝普遍采用的是以乙酰乙酸乙酯為起始原料，經(jīng)過肟化、 甲基化、溴化、蒸餾、環(huán)合反應(yīng)得到氨噻肟酸乙酯，在堿性水溶液中水解，通過調(diào)酸結(jié)晶得到 含水氨噻肟酸。反應(yīng)原理如下
C/\ 2HN NH2 -NaOH - HCL
其中溴(氯)化過程一般是在2-甲氧亞胺乙酰乙酸乙酯的三氯甲烷溶液中滴加溴 素引發(fā)反應(yīng)，冷卻至10°C左右，再緩慢滴加溴素或液氯進(jìn)行反應(yīng)，得到4 -溴(氯)-2 -甲 氧亞胺乙酰乙酸乙酯(簡稱為溴化物或氯化物)，白霧用堿液吸收。反應(yīng)完成后，要把溴化物 或氯化物溶液中的三氯甲烷溶劑移除后，進(jìn)行下一步的環(huán)合反應(yīng)。溴化物或氯化物在高溫 時(shí)不穩(wěn)定，極易分解或聚合，所以要通過減壓蒸餾的方式，在較低的溫度下去除溴化物或氯 化物中的溶劑和低沸點(diǎn)物，得到高質(zhì)量的溴化物或氯化物，為環(huán)合工序提供高純度的合格 原料，保證環(huán)合的副產(chǎn)物最少，以利于環(huán)合物的過濾。
一般情況下為了把溶劑殘留降低并回收溶劑，減壓蒸餾過程的溫度逐漸升高，最 終溫度要達(dá)到70°C以上，蒸餾的時(shí)間要6小時(shí)以上，這樣會使溴化物或氯化物產(chǎn)生一定的 分解或聚合，從而使得產(chǎn)品收率降低。同時(shí)蒸餾時(shí)間過長，使得能耗增加，且蒸餾的終點(diǎn)不 易判斷，最終每批溴化物或氯化物中的三氯甲烷殘留量波動較大。由于溴化(氯)物的分解 或聚合使溶液中的雜質(zhì)增多，導(dǎo)致環(huán)合母液中的雜質(zhì)較多，溶液顏色較深，使得環(huán)合母液的 溶劑回收和溴的回收難度增大，且最終的殘液很難處理。
在抗生素及精細(xì)化工生產(chǎn)中有許多類似的情況，需要把溶液中的有機(jī)溶劑脫除， 而又不能破壞其產(chǎn)品。比如在甲胺基阿維菌素苯甲酸鹽(既甲維鹽)生產(chǎn)過程中，最后在溶 劑中成鹽，減壓蒸餾脫除溶劑后的到甲維鹽；三嗪環(huán)是合成頭孢曲松的重要中間體，其合成4OIlOIlH3C,、CH3NaNO2H2SO4Il Il H2C C P2 H3C C O 、CH3O=C / \1NHO—f/I3 HC的粗品需要在熱水中重結(jié)晶出去其中的可溶性鹽，并需脫除溶液中的甲醇或乙醇等溶劑， 再結(jié)晶得到三嗪環(huán)成品；苯噻氰(TCMTB)是高效殺蟲接，其合成后需要脫除二氯甲烷等有機(jī)溶劑得到成品。這些有機(jī)產(chǎn)品在高溫下極不穩(wěn)定，采用普通的蒸餾或減壓蒸餾，產(chǎn)品損失較多。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用氣體氣提的方法，在低溫狀態(tài)下把溴化物或氯化物中的有機(jī)溶劑從溶液中脫出的方法。該方法可以在能保持物料穩(wěn)定的溫度下，快速的把溴化物或氯化物中的溶劑從溶液中脫出，再采用吸收或吸附的方法把氣體中的溶劑進(jìn)行回收套用。使用該方法脫除溴化物溶液中的有機(jī)溶劑，溫度低、時(shí)間短，溴化物或氯化物基本上沒有變質(zhì)，所以最終提高氨噻肟酸生產(chǎn)收率。同時(shí)減輕對氨噻肟酸生產(chǎn)過程中廢水處理工藝的負(fù)擔(dān)，減少環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
一種脫除溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的方法，其特征在于
在一個反應(yīng)釜或塔器內(nèi)，把含有溶劑的產(chǎn)物從上部進(jìn)入，氮?dú)饣蚩諝鈴牡撞客ㄟ^氣體分布裝置與溶液逆流接觸，通過相平衡原理，在操作溫度低于產(chǎn)物的分解或聚合溫度下，溶劑被轉(zhuǎn)移到氣體中，從而溶劑與產(chǎn)物分離，得到純的產(chǎn)物；帶有溶劑的氣體通過吸收或吸附的方法，通過吸附設(shè)備或吸收塔回收溶劑。
進(jìn)一步，氣體脫除溶劑過程中通過減壓來加速溶劑的蒸發(fā)，縮短脫氣時(shí)間。
進(jìn)一步，通過減壓來加速溶劑的蒸發(fā)，所述壓力為-O. 04^-0. 095Mpa。
進(jìn)一步，所述反應(yīng)釜或塔器選用單級或多級串聯(lián)使用。
進(jìn)一步，通入的氮?dú)饣蚩諝馀c含有溶劑的產(chǎn)物的體積比為10(Γ1500。
進(jìn)一步，通入的氮?dú)饣蚩諝夂秃腥軇┑漠a(chǎn)物的體積比為300 800。
本發(fā)明的特點(diǎn)為
1.通過在溶液中通入氮?dú)?或空氣)的方法，可以在能保持物料穩(wěn)定的溫度下對溶液中的有機(jī)溶劑進(jìn)行脫除，避免了物料的分解或聚合。
2.脫除物料中的有機(jī)溶劑可以在反應(yīng)罐或塔器中通過氣體分布裝置通入氮?dú)?空氣)，脫除效率高，溶液中有機(jī)溶劑殘留少，易控制。
3.采用氣提工藝可以在很短的時(shí)間內(nèi)把溶劑從溶液中脫除，減少操作時(shí)間，避免了物料的分解或聚合，同時(shí)節(jié)約了操作費(fèi)用。
4.氣提出的溶劑采用吸收或吸附的方法回收后套用，減少環(huán)境污染，降低生產(chǎn)成本。
本發(fā)明提供了一種氨噻肟酸生產(chǎn)過程中溴化物或氯化物中溶劑脫除工藝，其特征在于包括以下步驟將溴化或氯化后的溶液在反應(yīng)罐或塔器中通入氮?dú)饣蚩諝猓ㄟ^氣液兩相逆流接觸，使得溶劑溶于氣體中而從溴化物或氯化物中移除，氣體中的溶劑再經(jīng)過吸收或吸附的方法進(jìn)行回收后套用。
在本發(fā)明的方法中，在將溶劑脫除的過程中，可以能保持物料穩(wěn)定的溫度下把溶劑脫除，后期可以通過減壓的方法加快溶劑的蒸發(fā)，溶劑脫除2小時(shí)-4小時(shí)即可溶液中的溶劑含量低于O. lwt%。由于氣體脫除溶劑的時(shí)間比原減壓蒸餾過程大大縮短，從而使得溴化物或氯化物基本不分解或聚合，以溴化物或氯化物計(jì)環(huán)合收率達(dá)到81%以上，可提高環(huán)合物收率5飛％，并且減少了環(huán)合母液中的雜質(zhì)殘留，減輕了環(huán)境治理壓力。由圖1和圖2可以看出，脫氣后的溶液中雜質(zhì)明顯減少。
該工藝還適合抗生素或其他易分解或聚合的物質(zhì)中溶劑的脫除。
本發(fā)明的所述溶劑選自乙腈、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、四氯化碳、吡啶、甲醇、乙醇或其混合物組成的溶劑體系，或選自所述溶劑體系與丙酮、N, N- 二甲基甲酰胺、N, N- 二乙基甲酰胺或N，N- 二甲基乙酰胺形成的混合體系， 優(yōu)選二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯等。
本發(fā)明的方法中，操作溫度為脫除溶劑過程中低于產(chǎn)物的分解或聚合的溫度，溫度越高溶劑脫除的時(shí)間越短。
本發(fā)明的方法中，所用氣體為氮?dú)饣蚩諝?優(yōu)選氮?dú)?并使用壓縮風(fēng)機(jī)使氮?dú)饪裳h(huán)使用，氣體中的溶劑可以通過吸收或吸附的方法回收。
本發(fā)明的方法中，可以通過減壓的方法加快溶劑的脫除，壓力越低溶劑脫除的速度越快。
本發(fā)明的方法中，可以通過氣體使最終溶液中的溶劑含量可低于lOppm。含量越低則時(shí)間越長，成本越高，優(yōu)選低于O. lwt%。
本發(fā)明的方法中，脫除溶劑的設(shè)備為反應(yīng)器或塔器。
本發(fā)明的具體過程是在一個反應(yīng)釜或塔器內(nèi)，把含有溶劑的產(chǎn)物從上部進(jìn)入，氮?dú)饣蚩諝鈴牡撞客ㄟ^氣體分布裝置與溶液逆流接觸，通過相平衡原理，在操作溫度低于產(chǎn)物的分解或聚合溫度下，溶液中的溶劑被轉(zhuǎn)移到氣體中，從而溶劑與產(chǎn)物分離，得到純的產(chǎn)物。帶有溶劑的氣體通過吸收或吸附的方法，通過吸附設(shè)備或吸收塔回收溶劑，并回用到系統(tǒng)中。脫氣過程中可以通過減壓來加速溶劑的蒸發(fā)，縮短脫氣時(shí)間。
本發(fā)明所用的的溶劑為易揮發(fā)的溶劑，該溶劑包括乙腈、二氯甲烷、苯、甲苯、二甲苯、二氯乙烷、三氯甲烷、乙酸乙酯、乙醚、四氯化碳、吡啶、甲醇、乙醇等純?nèi)軇┗蛏鲜黾內(nèi)軇┑膬蓚€或多個溶劑的混合體系，或與丙酮、N，N-二甲基甲酰胺、N，N-二乙基甲酰胺、 N, N-二甲基乙酰胺的混合體系，優(yōu)選二氯甲烷、三氯甲烷、甲苯。
本發(fā)明的方法中，操作溫度為低于產(chǎn)物的分解或聚合溫度，以保證產(chǎn)物不分解或壞人口 O
本發(fā)明的方法中，所用氣體為氮?dú)饣蚩諝?優(yōu)選氮?dú)?并使用壓縮風(fēng)機(jī)使氮?dú)饪裳h(huán)使用，氣體中的溶劑可以通過吸收或吸附的方法回收。
本發(fā)明的方法中，可以通過減壓的方法加快溶劑的脫除，壓力越低溶劑脫除的速度越快，優(yōu)選壓力為-O. 04^-0. 085Mpa。
本發(fā)明的方法中，通入的氣體和物料的氣液比根據(jù)物料中溶劑的濃度和溶劑性質(zhì)決定，一般為10(Γ1500 (ν%)，優(yōu)選30(Γ800 (ν%)，氣體的量增大可以加速物料中溶劑的脫除，但是會造成溶劑回收的成本增加。
本發(fā)明的方法中，脫除溶劑的設(shè)備可以在反應(yīng)釜(如圖3所示)或塔器中進(jìn)行，優(yōu)選塔器如圖4所示。其中尤以兩塔串聯(lián)使用效果更好，第一個塔常壓脫除，第二個塔減壓脫除，如圖5所示。
本發(fā)明的方法中，可以通過氣提使最終溶液中的溶劑含量可低于lOppm。隨著風(fēng)量的增大或脫氣時(shí)間延長，溶劑含量會逐漸降低，但是產(chǎn)物可能會分解或溶劑回收費(fèi)用也會隨之增加。本發(fā)明要使最終溶液中的溶劑含量低到足以不影響4 -溴(氯)-2 -甲氧亞 胺乙酰乙酸乙酯與硫脲進(jìn)行的環(huán)合反應(yīng)，其溶劑含量是本領(lǐng)域技術(shù)人員可以確定的。優(yōu)選 地，溶劑含量低于O. lwt%時(shí)，停止脫氣。


圖1減壓蒸餾后氨噻肟酸溴化物氣相色譜圖。
圖2氣體脫除溶劑后氨噻肟酸溴化物氣相色譜圖。
圖3反應(yīng)釜中氣體脫除溶劑工藝流程圖。
圖4單級塔器中氣體脫除溶劑工藝流程圖。
圖5兩級塔器氣體脫除溶劑工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
以下通過實(shí)例說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。
實(shí)施例1:1000ml的燒瓶，放入400ml的氨噻肟酸溴化物的三氯甲烷溶液，保持 T=50°C，減壓-O. 085MPa，通入空氣氣量為1601/h，含有的三氯氣體經(jīng)過一個吸收塔吸收 后排空，通過蒸汽汽提吸收液中的三氯甲烷回用。氣提2h脫完三氯后，溴化物溶液約為 200ml，溶液顏色澄清。溴化物T=20°C加入硫脲后去做環(huán)合，得到環(huán)合物201g，以溴化物計(jì) 環(huán)合收率約為78. 23%。
實(shí)施例2:如圖3，250 ml燒瓶中，放入IOOml的氨噻肟酸溴化物的三氯甲烷溶液， 保持T=40°C，減壓-O. 085MPa,通入氮?dú)鈜=181/h，含有的三氯氣體經(jīng)過一個吸收塔吸收后 排空，通過蒸汽汽提吸收液中的三氯甲烷回用。氣提4h脫完三氯后，溴化物剩余溶液重量 76. 5g，溶液顏色澄清。取38 ml (55g )溴化物在T=20°C加入硫脲后做環(huán)合，得到環(huán)合物 38. 2g。以溴化物計(jì)環(huán)合收率約為81. 25%。
實(shí)施例3 :取IOOml的氨噻肟酸溴化物的三氯甲烷溶液入250ml燒瓶中，保持 T=40°C，常壓通入氮?dú)鈜=181/h，含有的三氯氣體經(jīng)過一個吸收塔吸收后排空，通過蒸汽汽 提吸收液中的三氯甲烷回用。氣提2h脫完三氯后，溴化物剩余溶液重量95g，溶液顏色澄 清。取38ml (55g )溴化物T=20°C加入硫脲后做環(huán)合，得到環(huán)合物32g。以溴化物計(jì)環(huán)合 收率約為76. 87%。
實(shí)施例4 :取IOOml的氨噻肟酸溴化物的三氯甲烷溶液，經(jīng)過一個DN50的玻璃塔， 常溫下通入氮?dú)鈜=401/h，減壓-O. 085Mpa，含有的三氯氣體經(jīng)過一個吸收塔吸收后排空， 通過蒸汽汽提吸收液中的三氯甲烷回用。氣提2h脫完三氯后，溴化物剩余溶液68. 6g，溶液 顏色澄清。取38ml (55g )溴化物T=20°C加入硫脲后做環(huán)合，得到環(huán)合物38. 2g。以溴化 物計(jì)環(huán)合收率約為75. 23%。
實(shí)施例5 :在甲胺基阿維菌素苯甲酸鹽(既甲維鹽)生產(chǎn)過程中，最后在甲苯溶劑中 成鹽，減壓蒸餾脫除溶劑后的到甲維鹽。500ml的甲維鹽的甲苯溶液中，放入IOOOml燒瓶 中，保持T=50°C，常壓通入氮?dú)鈜=1601/h進(jìn)行甲苯的脫除，含有的甲苯的氣體經(jīng)過一個吸 收塔吸收后排空，通過蒸汽汽提吸收液中的甲苯回用。氣提2h剩余淡黃色固體，即甲維鹽 230g,含量85. 6%,收率約為92. 5%。
實(shí)施例6 :三嗪環(huán)是合成頭孢曲松的重要中間體，其合成的粗品需要在熱水中重結(jié)晶出去其中的可溶性鹽，并通過真空精餾脫除溶液中的甲醇或乙醇等溶劑。150ml的三嗪 環(huán)的甲醇水溶液中，放入250ml燒瓶中，保持T=50°C，通入氮?dú)鈜=401/h進(jìn)行甲醇的脫除。 含有的甲醇的氣體經(jīng)過一個吸收塔吸收后排空，通過蒸汽汽提吸收液中的甲醇回用。氣提 2h剩余85ml溶液降溫結(jié)晶，得到三嗪環(huán)19. 5g，含量99. 2%，收率約為60. 94%。
權(quán)利要求
1.一種脫除溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的方法，其特征在于在一個反應(yīng)釜或塔器內(nèi)，把含有溶劑的產(chǎn)物從上部進(jìn)入，氮?dú)饣蚩諝鈴牡撞客ㄟ^氣體分布裝置與溶液逆流接觸，通過相平衡原理，在操作溫度低于產(chǎn)物的分解或聚合溫度下，溶劑被轉(zhuǎn)移到氣體中，從而溶劑與產(chǎn)物分離，得到純的產(chǎn)物；帶有溶劑的氣體通過吸收或吸附的方法，通過吸附設(shè)備或吸收塔回收溶劑。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于氣體脫除溶劑過程中通過減壓來加速溶劑的蒸發(fā)，縮短脫氣時(shí)間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述方法，其特征在于通過減壓來加速溶劑的蒸發(fā)，所述壓力為-O. 04 -O. 095Mpa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于所述反應(yīng)釜或塔器選用單級或多級串聯(lián)使用。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述方法，其特征在于通入的氮?dú)饣蚩諝馀c含有溶劑的產(chǎn)物的體積比為100 1500。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述方法，其特征在于通入的氮?dú)饣蚩諝夂秃腥軇┑漠a(chǎn)物的體積比為300 800。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種脫除溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的方法，如氨噻肟酸生產(chǎn)過程中溴化物溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑脫除工藝，適用于抗生素及中間體的生產(chǎn)過程中易分解或易聚合物質(zhì)溶液中易揮發(fā)有機(jī)溶劑的脫除。在一個反應(yīng)釜或塔器內(nèi)，把含有溶劑的產(chǎn)物從上部進(jìn)入，氮?dú)饣蚩諝鈴牡撞客ㄟ^氣體分布裝置與溶液逆流接觸，通過相平衡原理，在操作溫度低于產(chǎn)物的分解或聚合溫度下，溶劑被轉(zhuǎn)移到氣體中，從而溶劑與產(chǎn)物分離，得到純的產(chǎn)物；帶有溶劑的氣體通過吸收或吸附的方法，通過吸附設(shè)備或吸收塔回收溶劑。該方法脫除溴化物溶液中的有機(jī)溶劑，溫度低、時(shí)間短，溴化物或氯化物基本上沒有變質(zhì)，提高氨噻肟酸生產(chǎn)收率。同時(shí)減輕生產(chǎn)過程中廢水處理負(fù)擔(dān)，減少環(huán)境污染。
文檔編號B01D11/04GK102989197SQ20121056097
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月20日
發(fā)明者周志茂, 劉振強(qiáng), 屈一新, 王際東, 董永利, 李立琴 申請人:北京化工大學(xué), 石家莊合佳保健品有限公司