一种氰乙酸及其衍生物的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种氰乙酸及其衍生物的制备方法，将氰乙酸和氯化钠的混合溶液通过连续色谱分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液，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，避免了传统的蒸馏浓缩分离造成的氰乙酸大量分解、收率低的缺点。本发明专利技术操作简单、生产成本低、产品收率高、三废量少，是一种环保清洁的生产方法，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于有机化学合成及分离
，涉及。
技术介绍
氰乙酸是生产医药、染料、农药的重要中间体，用于生产丙二酸、氰乙酸酯、丙二酸酯、氰基丙烯酸甲酯、维生素B6、咖啡因以及霜尿氰的生产。传统的生产工艺是以氯乙酸、碳酸钠、氰化钠为原料，经中和、氰化、酸化、减压脱水而得。但是通过该方法得到的固体氰乙酸产品的含量只有90%左右，其中水分含量和盐含量均较高，使其应用受到了限制。因为氰乙酸混合溶液中氰乙酸浓度低、水和盐的含量高，因此浓缩过程需消耗大量的蒸汽，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。为解决氰乙酸浓度低蒸汽消耗量大的问题，CN201110275736.6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。为解决氰乙酸溶液蒸发浓缩后期含盐量高、氰乙酸分解的问题，CN201110275737.0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%<ΧΝ201410041825.8通过向氰乙酸和氯化钠的混合液中通入氯化氢气体利用同离子效应使氯化钠析出，然后过滤除盐，然后加入甲醇和硫酸进行酯化反应得到丙二酸二甲酯，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，同时除盐后酯化反应可减少硫酸的用量和废水产生量，操作简单、生产成本低、产品收率高，适合规模化工业生产丙二酸二乙酯。但是氰乙酸溶液中盐酸浓度高，在浓缩过程易使氰乙酸水解成丙二酸，虽然不影响后期合成丙二酸酯，但是如果直接浓缩生产氰乙酸就会造成收率低、产品中丙二酸和氯离子高等问题。CN200810052135.7公开了一种高纯度固体氰基乙酸的制备方法:氯乙酸经过中和、氰化、盐酸中和得到氰乙酸和氯化钠的混合物;然后用酯类溶剂对上述混合溶液进行萃取，萃取液减压蒸发浓缩得到高纯度固体氰乙酸。但所用的有机溶剂量大(溶剂与混合液的比例为1-5:1)，萃取次数4-8次，操作繁琐、成本高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种操作简单、生产成本低、产品收率高、三废量少的环保清洁的氰乙酸及其衍生物的制备方法，将氰乙酸和氯化钠的混合溶液通过连续色谱分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液，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，避免了传统的蒸馏浓缩分离造成的氰乙酸大量分解、收率低的缺点。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术第一方面提供一种氰乙酸制备方法，包括以下步骤:(I)氰化反应:氯乙酸钠与氰化钠进行氰化反应，生成氰乙酸钠水溶液；(2)酸化反应:往步骤(I)得到的氰乙酸钠水溶液中加入盐酸酸化得到氰乙酸和氯化钠的混合溶液;或往步骤(I)得到的氰乙酸钠水溶液中直接通入氯化氢气体进行酸化，然后加水溶解析出的固体氯化钠，得到氰乙酸和氯化钠的混合溶液；(3)分离:将步骤(2)得到的氰乙酸和氯化钠的混合溶液用连续色谱分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液。作为本专利技术进一步的优选技术方案，还包括将步骤(3)得到的氰乙酸溶液浓缩得到氰乙酸溶液或者固体氰乙酸。本专利技术的制备方法直接进行连续色谱分离，分离后再浓缩，可以避免氯化钠析出传热不均造成氰乙酸分解。作为本专利技术进一步的优选技术方案，步骤(I)中，氯乙酸钠与氰化钠的摩尔比为1.0:1.0 ?1.1。作为本专利技术进一步的优选技术方案，步骤(2)中，盐酸的质量浓度为5?30%，如5?20%或20?30%;盐酸与氰乙酸钠的摩尔比为1.0?1.1倍;氯化氢气体与氰乙酸钠的摩尔比为1.0?1.1倍。作为本专利技术进一步的优选技术方案，步骤(3)中，所述连续色谱分离使用的色谱填料选自钠型、钾型、铵型或者钙型色谱分离树脂中的一种或多种。作为本专利技术进一步的优选技术方案，步骤(3)中，所述连续色谱分离的温度为20?80°C，如 20 ?50°C、50 ?60°C、60 ?70°C 或 70 ?80°C。本专利技术第二方面提供一种氰乙酸酯的制备方法，包括以下步骤:采用上述任一所述的氰乙酸的制备方法获得氰乙酸;使用所述氰乙酸进行酯化反应得到氰乙酸酯。本专利技术第三方面提供一种丙二酸酯的制备方法，包括以下步骤:采用上述任一所述的氰乙酸的制备方法获得氰乙酸;使用所述氰乙酸进行酯化反应得到丙二酸酯。本专利技术第四方面提供一种丙二酸的制备方法，包括以下步骤:采用上述任一所述的氰乙酸的制备方法获得氰乙酸;使用所述氰乙酸进行酯化反应得到丙二酸。本专利技术的有益效果在于:本专利技术通过连续色谱将氰乙酸和氯化钠的混合溶液分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液，避免了传统的蒸馏浓缩分离造成的氰乙酸大量分解、收率低的缺点。本专利技术操作简单、生产成本低、产品收率高、三废量少，是一种环保清洁的生产方法，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。【附图说明】图1为本专利技术的工艺流程图。【具体实施方式】为了进一步理解本专利技术，下面结合实施例对本专利技术优选实施方案进行描述，但是应当理解，这些描述只是为进一步说明本专利技术的特征和优点，而不是对本专利技术权利要求的限制。实施例1参照图1，对本专利技术作进一步说明:(I)氰化反应:将96.8g氯乙酸(含量98%，1.0mol)和70g水搅拌溶解，用25%的碳酸钠水溶液(215g)中和至ρΗ = 6.5-7.0，生成氯乙酸钠354.8g(含量32.8%);升温至50°(3，然后滴加质量浓度30 %的氰化钠水溶液165.0g(l.0lmol),当反应温度达到85_90°C后，停止加热并开始冷却，当反应温度达到105°C时，反应结束，冷却至室温，得到氰乙酸钠水溶液；(2)酸化反应:向步骤(I)得到氰乙酸钠水溶液加入质量浓度30%盐酸(127.Sg，1.05mol)酸化得到氰乙酸和氯化钠的混合溶液495.1g;(3)将步骤(2)得到的氰乙酸和氯化钠的混合溶液用填充有铵型色谱分离树脂的连续色谱分离系统在60°C进行分离，分别得到氰乙酸溶液412g(氰乙酸含量20.3%，氯离子含量0.10%,收率98.5%)和氯化钠溶液565.2g (氰乙酸含量0.09%)；(4)将步骤(3)得到的氰乙酸溶液浓缩得到固体氰乙酸83.0g(氰乙酸含量98.3%，氯离子含量0.13%,收率为96.0%)o实施例2(I)氰化反应:将96.8g氯乙酸(含量98%，1.0mol)和70g水搅拌溶解，用25%的碳酸钠水溶液(215g)中和至ρΗ = 6.5-7.0，生成氯乙酸钠354.8g(含量32.8%);升温至50°(3，然后滴加质量浓度30 %的氰化钠水溶液179.7g( 1.1mol)，当反应温度达到85_90°C后，停止加热并开始冷却，当反应温度达到105°C时，反应结束，冷却至室温，得到氰乙酸钠水溶液；(2)酸化反应:向步骤(I)得到氰乙酸钠水当前第1页1 2&nbs本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氰乙酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)氰化反应：氯乙酸钠与氰化钠进行氰化反应，生成氰乙酸钠水溶液；(2)酸化反应：往步骤(1)得到的氰乙酸钠水溶液中加入盐酸酸化得到氰乙酸和氯化钠的混合溶液；往步骤(1)得到的氰乙酸钠水溶液中直接通入氯化氢气体进行酸化，然后加水溶解析出的固体氯化钠，得到氰乙酸和氯化钠的混合溶液；(3)分离：将步骤(2)得到的氰乙酸和氯化钠的混合溶液用连续色谱分离成氰乙酸溶液和氯化钠溶液。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：丁永良，张飞，刘佳，徐代行，何咏梅，唐大家，陈依柔，王颖，
申请(专利权)人：重庆紫光化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;85