一種離子液體型羥胺鹽的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種離子液體型羥胺鹽的制備方法，包括以下步驟：（1）游離羥胺水溶液的制備：將羥胺鹽置于反應(yīng)器中，加入去離子水溶解，攪拌條件下滴加堿液，然后中和反應(yīng)0.05～1h；反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液減壓抽濾，濾液中加入穩(wěn)定劑進(jìn)行減壓蒸餾，餾分即為游離羥胺水溶液；（2）離子液體型羥胺鹽的制備：將酸性離子液體置于反應(yīng)器中，再將上步得到的羥胺水溶液加入到上述離子液體中，加料完畢后繼續(xù)攪拌0.25～4h；然后旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，可得白色固體產(chǎn)物離子液體型羥胺鹽。本發(fā)明所提供制備方法，工藝路線短，后處理簡(jiǎn)單；且具有實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)，產(chǎn)品收率高，質(zhì)量穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種離子液體型羥胺鹽的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種離子液體型羥胺鹽的制備方法，具體為一種在現(xiàn)有羥胺鹽水溶液中，直接中和、置換羥胺鹽中無(wú)機(jī)酸并獲得目標(biāo)產(chǎn)物的新方法，屬于精細(xì)化工產(chǎn)品【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】 [0002]羥胺是一種無(wú)色、無(wú)嗅、易潮解的白色片狀或針狀結(jié)晶體，其分子式為ΝΗ20Η。羥胺單體極不穩(wěn)定，常溫下純羥胺晶體在碰撞或搖動(dòng)情況下即發(fā)生快速分解(化工文摘，2004(4):41_43)。因此，在生產(chǎn)、使用過(guò)程中，羥胺常以無(wú)機(jī)酸鹽的形式存在。目前，主要的羥胺鹽類有硫酸羥胺((NH2OH) 2.H2SO4)、鹽酸羥胺(NH2OH.HCl )、硝酸羥胺(NH2OH.HNO3)和高氯酸羥胺(NH2OH -HClO4)等。羥胺鹽是一種重要的化工原料，其在合成己內(nèi)酰胺以及農(nóng)藥、醫(yī)藥等行業(yè)中具有廣泛的用途(化工進(jìn)展，2012，31 (9):2043-2048)。
[0003]羥胺鹽的制備方法有幾十種，工業(yè)上常見(jiàn)的生產(chǎn)方法有拉西合成法、催化還原法、硝基烴水解法和電解法等(火炸藥，1992，(2):52-58)。而且，羥胺鹽之間可以相互轉(zhuǎn)化，研究者(華東工學(xué)院學(xué)報(bào)，1993 (3):93-96)以硫酸羥胺和硝酸鋇為原料，復(fù)分解反應(yīng)制備了硝酸羥胺。文獻(xiàn)(推進(jìn)技術(shù)，1999，20 (4):105-108)以鹽酸羥胺和高氯酸為原料，通過(guò)離子交換法制備高氯酸羥胺。
[0004]然而，值得注意的是，由于羥胺鹽分子中存在硫酸、鹽酸或硝酸等無(wú)機(jī)酸，當(dāng)上述羥胺鹽參與反應(yīng)時(shí)，其中的硫酸等無(wú)機(jī)酸會(huì)析出，反應(yīng)體系中存在的無(wú)機(jī)酸，勢(shì)必會(huì)帶來(lái)設(shè)備腐蝕、環(huán)境不友好和無(wú)機(jī)酸難于回收等問(wèn)題。為此，研究者開(kāi)發(fā)出不含有無(wú)機(jī)酸的羥胺水溶液(中國(guó)專利02813522.9和中國(guó)專利201310082379.0)，以克服羥胺鹽中無(wú)機(jī)酸所帶來(lái)的缺點(diǎn)。但是，上述羥胺水溶液中游離態(tài)羥胺的濃度不高，通常為10%左右，最高也不高于55% (中國(guó)專利96199954.3);而且，高濃度的羥胺水溶液也增加了羥胺的不穩(wěn)定性，提高了生產(chǎn)、使用輕胺的危險(xiǎn)性(L.0.Cisneros, X.ffu, ff.J.Rogers, M.S.Mannan, J.Park, ff.North,Process Safety and Environmental Protection,2003,81 (B2):121_124)。
[0005]如何避免無(wú)機(jī)酸羥胺鹽在使用過(guò)程中帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，并獲得高效、安全、清潔的羥胺產(chǎn)品，成為了擺在人們面前的一個(gè)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。值得高興的是，近年來(lái)酸性離子液體技術(shù)不斷進(jìn)步，其既具有離子液體的毒性小、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，又兼有固體酸不易揮發(fā)、低腐蝕、易分離回收和液體酸流動(dòng)性好、酸強(qiáng)度分布均勻等優(yōu)勢(shì)，作為一種非常規(guī)的“綠色”液體酸，引起了人們的廣泛關(guān)注(中國(guó)科學(xué)(B輯:化學(xué))，2009，39 (10): 1134-1144)。
[0006]基于上述羥胺產(chǎn)品及其合成的研究現(xiàn)狀，以及酸性離子液體的優(yōu)勢(shì)，本發(fā)明提出以羥胺鹽和酸性離子液體為原料，中和法制備離子液體型羥胺鹽的新方法。該方法的突出特色是工藝簡(jiǎn)單，操作方便；而且，所得的產(chǎn)品環(huán)境友好，即當(dāng)離子液體型羥胺鹽參與反應(yīng)時(shí)，釋放完羥胺后的離子液體可以回收重復(fù)使用，不會(huì)像無(wú)機(jī)酸羥胺鹽那樣造成環(huán)境問(wèn)題，從而實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明旨在提供一種離子液體型羥胺鹽的制備方法，即在現(xiàn)有羥胺鹽水溶液中，經(jīng)中和過(guò)程，并采用酸性離子液體置換羥胺鹽中無(wú)機(jī)酸，以獲得離子液體型羥胺鹽的方法。該工藝路線簡(jiǎn)便易行、操作方便，既獲得了環(huán)境友好的離子液體型羥胺鹽產(chǎn)品，又克服了傳統(tǒng)羥胺無(wú)機(jī)酸鹽產(chǎn)品使用過(guò)程中，所帶來(lái)的環(huán)境污染、無(wú)機(jī)酸難于回收的缺點(diǎn)。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)方案是:
[0009]一種離子液體型羥胺鹽的制備方法，包括以下步驟:
[0010](I)游離羥胺水溶液的制備:將羥胺鹽置于反應(yīng)器中，加入去離子水溶解，在常壓、-10~10°C、攪拌條件下滴加堿液,然后中和反應(yīng)0.05~Ih ;反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液減壓抽濾，濾液中加入穩(wěn)定劑進(jìn)行減壓蒸餾，餾分即為游離羥胺水溶液；
[0011]其中，物料配比為摩爾比羥胺:堿:水=I~1.2:1:6.5~15，穩(wěn)定劑在反應(yīng)體系中的重量百分含量為0.05~0.2% ；
[0012]所述的物料配比中堿的摩爾量以氫氧根計(jì)；所述的水的摩爾量為去離子水的摩爾量和堿液中水的摩爾量之和；
[0013](2)離子液體型羥胺鹽的制備:將酸性離子液體置于反應(yīng)器中，在-10~10°C、攪拌條件下，再將上步得到的羥胺水溶液加入到上述離子液體中，加料完畢后繼續(xù)攪拌0.25~4h ;然后，將反應(yīng)液于70~90°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，可得白色固體產(chǎn)物離子液體型羥胺鹽；
[0014]其中，物料配比為摩爾比羥胺:離子液體=I~5:1。
[0015]所述的堿液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水。
[0016]所述的穩(wěn)定劑是抗壞血酸。
[0017]所述的羥胺鹽為硫酸羥胺或鹽酸羥胺。
[0018]所述的步驟(1)中羥胺:堿:水的摩爾比優(yōu)選為I~1.04:1:10~13.3。
[0019]所述的步驟(1)中穩(wěn)定劑在反應(yīng)體系中的重量百分含量?jī)?yōu)選為0.08~0.15%。
[0020]所述的步驟(1)中的優(yōu)選反應(yīng)溫度為-5~5°C，反應(yīng)時(shí)間為0.1~0.2h。
[0021]所述的步驟(2)中離子液體結(jié)構(gòu)式為:
[0022]
【權(quán)利要求】
1.一種離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為包括以下步驟: (1)游離羥胺水溶液的制備:將羥胺鹽置于反應(yīng)器中，加入去離子水溶解，在常壓、-10~10°C、攪拌條件下滴加堿液,然后中和反應(yīng)0.05~Ih ;反應(yīng)完畢后將反應(yīng)液減壓抽濾，濾液中加入穩(wěn)定劑進(jìn)行減壓蒸餾，餾分即為游離羥胺水溶液； 其中，物料配比為摩爾比羥胺:堿:水=I~1.2:1:6.5~15，穩(wěn)定劑在反應(yīng)體系中的重量百分含量為0.05~0.2% ； 所述的物料配比中堿的摩爾量以氫氧根計(jì)；所述的水的摩爾量為去離子水的摩爾量和堿液中水的摩爾量之和； (2)離子液體型羥胺鹽的制備:將酸性離子液體置于反應(yīng)器中，在-10~10°C、攪拌條件下，再將上步得到的羥胺水溶液加入到上述離子液體中，加料完畢后繼續(xù)攪拌0.25~4h ;然后，將反應(yīng)液于70~90°C旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)，可得白色固體產(chǎn)物離子液體型羥胺鹽； 其中，物料配比為摩爾比羥胺:離子液體=I~5:1。
2.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的堿液為氫氧化鈉溶液、氫氧化鉀溶液或氨水。
3.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的穩(wěn)定劑是抗壞血酸。
4.如權(quán)利要求1所述的離 子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的羥胺鹽為硫酸羥胺或鹽酸羥胺。
5.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(1)中羥胺:堿:水的摩爾比優(yōu)選為I~1.04:1:10~13.3。
6.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(1)中穩(wěn)定劑在反應(yīng)體系中的重量百分含量?jī)?yōu)選為0.08~0.15%。
7.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(1)中的優(yōu)選反應(yīng)溫度為-5~5°C，反應(yīng)時(shí)間為0.1~0.2h。
8.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(2)中離子液體結(jié)構(gòu)式為:
9.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(2)中羥胺:離子液體的摩爾比優(yōu)選為I~3:1。
10.如權(quán)利要求1所述的離子液體型羥胺鹽的制備方法，其特征為所述的步驟(2)中的優(yōu)選反應(yīng)溫度為-5~5°C，反應(yīng)時(shí)間為I~4h。
【文檔編號(hào)】C07D213/20GK103539742SQ201310481404
【公開(kāi)日】2014年1月29日 申請(qǐng)日期:2013年10月15日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月15日
【發(fā)明者】王延吉, 李志會(huì), 張東升, 徐元媛, 金長(zhǎng)青, 王淑芳, 趙新強(qiáng) 申請(qǐng)人:河北工業(yè)大學(xué)