戊二胺癸二酸盐及其晶体制造技术

本发明专利技术公开了戊二胺癸二酸盐及其晶体，及其制备方法。所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐。其晶体结构为C11H24N2O4，单斜晶系，C2空间群，

【技术实现步骤摘要】
戊二胺癸二酸盐及其晶体
本专利技术属于结晶
，具体地说，是涉及生物基尼龙510的单体戊二胺癸二酸盐，及其晶体结构、及其结晶粉末，以及其制备方法。
技术介绍
聚酰胺由于具备良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、自润滑等优点位列五大工程塑料之首，广泛应用于航空领域、包装材料、纺织领域、家用电器、汽车零件制造以及医疗等领域。目前，主要品种为聚酰胺6和聚酰胺66。其中，聚酰胺6的单体是结晶性粉末己内酰胺，聚酰胺66的单体是己二胺己二酸盐结晶体。聚酰胺6和聚酰胺66均以石油为原料采用化学法生产。近几年，国内关于戊二胺的生物法制备技术日渐成熟(CN201610317272.3)，尤其是下游分离纯化技术的创新(CN201420807159.X)使得戊二胺的生产成本大幅度下降，目前已经进入企业化推广应用阶段。尼龙510是由戊二胺和癸二酸在一定条件下聚合而成的，具有优良的力学性能。然而，关于尼龙510的聚合单体原料——戊二胺癸二酸结晶盐未见报道，而高品质高纯度的结晶单体盐是获得高性能尼龙510的关键因素。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种戊二胺与癸二酸等摩尔比的高纯度的戊二胺癸二酸盐及其晶体，并提供一种由戊二胺和癸二酸两组分化合物来生产戊二胺癸二酸结晶盐的制备工艺。本专利技术制得的戊二胺癸二酸结晶性盐，可以作为单体，直接用于尼龙510的聚合。聚合反应示意图如式III所示：本专利技术意在提供一种生物基尼龙510材料的单体，戊二胺癸二酸盐，及其晶体结构，及其结晶粉末，以及制备方法。相对于传统的需要戊二胺和癸二酸两个组分才能进行的尼龙510聚合工艺，本专利技术提供的这种戊二胺癸二酸盐的产品，通过结晶方式获得，产品以戊二胺与癸二酸等摩尔比的晶体的方式呈现，可以直接用于聚合，在结构上具有稳定性，化学纯度高、颗粒性好，在运输、使用、储存及质量方面均有优势。本专利技术采用的技术方案如下：本专利技术公开了一种固体状态的戊二胺癸二酸盐，又称尸胺癸二酸盐，所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，其分子结构如式I所示：本专利技术还公开了一种戊二胺癸二酸盐的晶体，所述的分子式为C15H32N2O4，不含结晶水，分子结构式如式II所示：本专利技术所得的戊二胺癸二酸盐的晶体结构的检测方法及仪器如下：单晶X-ray衍射测定晶体结构与解析方法：取培养出的质量较好的戊二胺癸二酸盐单晶，切割成约0.11×0.30×0.32mm3大小的块状，经布鲁克APEX-IICCD衍射仪MoKα放射源(石墨单色器，)对样品进行照射，并收集衍射数据，衍射数据经SAINT进行还原后用SHELXL-97软件直接法进行结构解析，并基于F2的全矩阵最小二乘法精修，所有的非氢原子通过各向异性精修。最终数据通过Mercury或Diamond软件作图。本专利技术所述的戊二胺癸二酸盐的晶体结构属于单斜晶系，C2空间群，晶胞参数为β＝92.394(2)°，晶胞体积晶胞内最小不对称单元数Z＝2，在其最小不对称单元中，含有1个戊二胺阳离子和1个癸二酸阴离子。粉末X-ray衍射：研磨后的样品，取约0.1g，通过粉末X射线衍射仪(日本理学Smartlab或BrukerD8Advance)在室温下进行衍射数据收集，光源为CuKα射线扫描步长为0.02°，设定扫描电压40kV，电流40mA，扫描速率0.2s/0.02°，扫描范围2θ为5～50°，数据通过JADE软件处理作图。本专利技术所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，具有如图4所示的用CuKα射线作为特征X射线进行衍射分析的衍射图谱。上述戊二胺癸二酸盐的结晶粉末，呈白色。上述晶体形成的结晶粉末，具有大于0.22g/mL的堆积密度，优选大于0.31g/mL，更优选大于0.41g/mL的堆积密度。上述晶体形成的结晶粉末，具有大于0.27g/mL的振实密度，优选大于0.33g/mL，更优选大于0.46g/mL。上述晶体形成的结晶粉末，具有大于21μm的d50，优选大于30μm，更优选大于41μm，最优选大于55μm的d50。上述晶体形成的结晶粉末，具有大于8μm的d10，优选大于10μm，更优选大于12μm，最优选大于15μm的d10。本专利技术所述的d50和d10是用于表明粒度分布的通常的量。所述的d50是用于粒度的值，使得50vol.％的晶体具有小于这个值的尺寸。所述的d10是用于粒度的值，使得10vo1.％的晶体具有低于这个值的尺寸。所述的堆积密度和振实密度是与粉末的流动特性相关的量。总体上，希望高的堆密度和振实密度值。堆密度指出在预定条件下每体积单位粉末的重量，表示为通常以g/mL计的每体积单位的重量。振实密度也表明了每体积单位粉末的重量，在该粉末的保持器中，经受在预定条件下的拍打或振动。振实密度表示为通常以g/mL计的每体积单位的重量。通过拍打或振动，更多的粉末可以供给到该保持器中。因此，对于同一粉末，其振实密度高于堆密度。堆积密度与振实密度大的粉末，其比重往往较大，可以反映出晶体产品比较厚实，有质感，其稳定性也会相对较好；从另一个角度讲，堆积密度大的产品，颗粒的流动性一般较好，也便于储存和运输。那么具体地，所述晶体粉末颗粒尺寸分布、堆积密度、振实密度的测量方法如下：使用MicrotracS3500颗粒粒度分析仪确定来自混合器的样品的颗粒尺寸分布(包括d10和d50)，干法测定；颗粒的堆积密度按USP方法II(第1914页)来测定；颗粒的振实密度依据GB/T5162-2006，通过FZS4-4经济型振实密度测定仪进行测定。具体地，测定条件为：拍实装置的振动冲程为3±0.1MM，振动频率为每分钟250±15次。将上述晶体配制成质量分数为5％的水溶液时，体系pH值在3.0～9.8之间，优选3.5～9.5，更优选5.0～8.5，最优选6.0～8.0。本专利技术所述的固体或固体粉末是物质的一种聚集状态，包括无定形和晶体。本专利技术所述的结晶粉末，指具有一定结晶度的粉末，是相对于无定形而言。本专利技术所述的晶体是对X射线有明确衍射图案的固体，其原子或分子在空间按一定规律周期重复地排列。本专利技术还公开了一种组合物，包含(i)本专利技术所述的戊二胺癸二酸盐的晶体和(ii)(a)癸二酸固体；或(b)戊二胺。上述组合物使得混合物中戊二胺与癸二酸的摩尔数之比不等于1∶1。本专利技术最后公开了上述戊二胺癸二酸盐的晶体的制备方法，包括，从含有溶解的戊二胺和癸二酸的溶液中结晶出戊二胺癸二酸盐；从所述溶液中分离出晶体；干燥所分离的晶体。其中，包括在干燥过程中或干燥后对晶体进行机械冲压。其中，所述的含有溶解的戊二胺和癸二酸的溶液按照下述任一种方式制备得到：(i)将癸二酸固体和戊二胺同时加入溶剂中；(ii)将癸二酸固体和戊二胺先后加入溶剂中；(iii)将戊二胺加入溶剂中形成戊二胺溶液；将癸二酸固体加入溶剂中形成癸二酸溶液或形成含有部分未溶解癸二酸固体的癸二酸溶液，而后将两者混合；其中，溶解戊二胺的溶剂和溶解癸二酸固体的溶剂可以相同也可以不同。其中，所述的溶剂包括甲醇、乙醇、水、正丙醇、乙酸乙酯、甲酸乙酯、乙酸甲酯、异丙醇、丙酮、丁酮、石油醚、四氢呋喃和DMSO的一种或它们的混合溶剂，优选甲醇、乙醇、水、丙酮、正丙醇、异丙醇、丁酮、DM本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种戊二胺癸二酸盐，其特征在于，所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，其分子结构如式I所示：

【技术特征摘要】
1.一种戊二胺癸二酸盐，其特征在于，所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，其分子结构如式I所示：2.一种戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，所述的分子式为C15H32N2O4，不含结晶水，分子结构式如式II所示：3.根据权利要求2所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，其晶体结构属于单斜晶系，C2空间群，晶胞参数为B＝92.394(2)°，晶胞体积晶胞内最小不对称单元数Z＝2，在其最小不对称单元中，含有1个戊二胺阳离子和1个癸二酸阴离子。4.根据权利要求2所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，具有如图4所示的用CuKα射线作为特征X射线进行衍射分析的衍射图谱。5.根据权利要求2～4中任意一项所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，结晶粉末具有大于0.22g/mL的堆积密度。6.根据权利要求2～4中任意一项所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，结晶粉末具有大于0.27g/mL的振实密度。7.根据权利要求2～4中任意一项所述的戊二胺癸二酸盐的晶体，其特征在于，结晶粉末具有大于21μm的d50。8.根据权利要求2～4中任意一项所...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨朋朋，应汉杰，李子涵，王森，李晓洁，黎青青，吴菁岚，陈勇，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32