制备1-氨基-2-丙醇的方法及催化剂技术

本申请公开了1

【技术实现步骤摘要】
制备1
‑
氨基
‑2‑
丙醇的方法及催化剂


[0001]本申请涉及催化
，具体涉及用于合成1
‑
氨基
‑2‑
丙醇的催化剂及其制备方法。

技术介绍

[0002]异丙醇胺包括一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺三种产品。每种产品都有其独特的应用，一异丙醇胺主要用作表面活性剂，纺织助剂，染料助剂，金属切削剂，医药和农药中间体等；二异丙醇胺主要用作气体脱硫剂，化妆品助剂，涂料助剂，医药和农药中间体等。三异丙醇胺主要用作水泥助磨剂，橡胶、塑料、聚氨酯加工的交联剂和助剂。
[0003]一异丙醇胺包含两种同分异构体，分别是1
‑
氨基
‑2‑
丙醇和2
‑
氨基
‑1‑
丙醇，其中1
‑
氨基
‑2‑
丙醇在精细化工领域应用广泛，其手性化合物(R)
‑
(
‑
)
‑1‑
氨基
‑
2丙醇是合成核苷类药物(如抗AIDS药物泰诺福韦)的中间体。
[0004]现在工业中生产一异丙醇胺的方法大多是以氨水或液氨与环氧丙烷为原料合成异丙醇胺，环氧丙烷氨解反应对于氨而言是一组串联的逐次反应，而对于环氧丙烷则是一系列平行的竞争反应，以任何比例的氨和环氧丙烷反应，产物中都有不同比例的一、二、三异丙醇胺生成。再逐级分离出一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺三种产品。采用这种方法生产出来的一异丙醇胺通常含有5
‑
7wt％以上的同分异构体2
‑
氨基
‑1‑
丙醇，这种异构体在合成医药或农药中间体时会生成无药效的化学物质，有时甚至生成有毒副作用的化学物质。因此，现有方法生产出来的一异丙醇胺不能直接用于合成医药或农药中间体，需要将一异丙醇胺产品中的二种同分异构体1
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氨基
‑2‑
丙醇和2
‑
氨基
‑1‑
丙醇进行再分离，得到高纯度(≥99％，质量比)的1
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氨基
‑2‑
丙醇，才能用于合成医药或农药中间体。但是，1
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氨基
‑2‑
丙醇和其同分异构体2
‑
氨基
‑1‑
丙醇这二种同分异构体分离的难度大、能耗高，且工艺过程复杂、工艺条件苛刻，而在工业上将它们分离开的难度则更大，不仅需要增加新设备，而且操作费用也很大。
[0005]专利CN101265196采用液氨和环氧丙烷为原料，水作催化剂，在超临界下反应制备一异丙醇胺，该方法的不足之处是，反应压力高，操作条件严苛，使用水作催化剂难以将异构体2
‑
氨基
‑1‑
丙醇控制在1％一下。
[0006]专利CN1410416以液氨和环氧丙烷为原料，以水作催化剂，反应过程中氨处于超临界条件下，后处理和产品分离采用5个精馏塔。该方法的不足之处是，工艺流程复杂，操作压力高，能耗高。
[0007]专利CN103936602、CN104961641、CN104817462、CN102702000均以水作催化剂，催化液氨和环氧丙烷合成异丙醇胺，水用量为10
‑
50％，后续脱水过程中消耗大量能量。
[0008]现有技术存在的缺点：
[0009](1)反应压力高，操作条件严苛，使用水作催化剂，后处理过程中脱水能耗太高；
[0010](2)水作催化剂时，无法控制产物中一异丙醇胺同分异构体2
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氨基
‑1‑
丙醇的生成，影响产品在医药行业的应用；
[0011](3)生产过程中会同时生成大量的二异丙醇胺和三异丙醇胺，降低整个工艺的经济价值。

技术实现思路

[0012]本专利技术为了解决现有技术存在的问题，本申请提供了高纯度1
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氨基
‑2‑
丙醇的合成方法，以低成本的环氧丙烷和液氨为原料，在较温和的反应条件下经离子交换树脂催化合成1
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氨基
‑2‑
丙醇，该方法具有原料成本低、产品纯度高、工艺条件温和、工艺流程简单、原子利用率高、三废排放量少等优势。
[0013]本申请的一个或多个实施方式提供了1
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氨基
‑2‑
丙醇的制备方法，其包括将无水液氨、环氧丙烷和阻聚剂在碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂的催化下进行反应，将反应后的混合物进行脱氨和精馏。
[0014]在一个或多个实施方式中，所述制备为连续化方法。
[0015]在一个或多个实施方式中，所述碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂由如下方法制备：
[0016](1)树脂预处理：将大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂或大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂洗涤，然后干燥至恒重；
[0017](2)碱改性：用醇钠盐溶液与预处理后的树脂连续反应；
[0018](3)后处理：将碱改性的树脂用去离子水洗涤，直至洗涤液pH为7
‑
8，干燥后制得碱改性的强碱性阴离子交换树脂。
[0019]在一个或多个实施方式中，所述碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂由如下方法制备：
[0020]在步骤(1)中，将大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂或大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂用无水乙醇洗涤，然后以去离子水洗涤至流出液呈无色，然后将树脂在60
‑
80℃下干燥至恒重；
[0021]在步骤(2)中，以无水乙醇为溶剂配制醇钠盐的乙醇溶液，将溶液与预处理后的树脂连续反应；
[0022]在步骤(3)中，将碱改性的树脂先用去离子水洗涤，再用丙酮洗涤，最后用去离子水洗涤，直至洗涤液pH为7
‑
8，干燥后制得碱改性的强碱性阴离子交换树脂。
[0023]在一个或多个实施方式中，在步骤(1)中，将大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂或大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂用无水乙醇洗涤8
‑
12h。
[0024]在一个或多个实施方式中，在步骤(3)中，将碱改性的树脂先用去离子水洗涤2
‑
10次。
[0025]在一个或多个实施方式中，在步骤(3)中，用丙酮洗涤2
‑
10次。
[0026]在一个或多个实施方式中，在步骤(3)中，在70℃下吹扫氮气连续干燥。
[0027]在一个或多个实施方式中，所述碱性阴离子交换树脂催化剂的活性基团为季胺基。树脂需满足如下指标：含水量：45
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55％，全交换容量：3.5mmol/g，湿视密度：0.65
‑
0.75g/mL，湿真密度：1.04
‑
1.1g/mL，粒径：0.3
‑
1.2mm。
[0028]在一个或多个实施方式中，在所述步骤(2)中，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.1
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氨基
‑2‑
丙醇的制备方法，其包括将无水液氨、环氧丙烷和阻聚剂在碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂的催化下进行反应，将反应后的混合物进行脱氨和精馏；优选地，所述制备为连续化方法。2.如权利要求1所述的制备方法，其中所述碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂由如下方法制备：(1)树脂预处理：将大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂或大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂洗涤，然后干燥至恒重；(2)碱改性：用醇钠盐溶液与预处理后的树脂连续反应；(3)后处理：将碱改性的树脂用去离子水洗涤，直至洗涤液pH为7
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8，干燥后制得碱改性的强碱性阴离子交换树脂。3.如权利要求2所述的制备方法，其中所述碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂由如下方法制备：在步骤(1)中，将大孔苯乙烯系强碱性阴离子交换树脂或大孔丙烯酸系强碱性阴离子交换树脂用无水乙醇洗涤，然后以去离子水洗涤至流出液呈无色，然后将树脂在60
‑
80℃下干燥至恒重；优选地洗涤8
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12h；在步骤(2)中，以无水乙醇为溶剂配制醇钠盐的乙醇溶液，将溶液与预处理后的树脂连续反应；优选地，所述醇钠盐溶液为甲醇钠的乙醇溶液或乙醇钠的乙醇溶液；优选地，所述醇钠盐的乙醇溶液质量浓度为0.1
‑
5％，优选2
‑
3％；优选地，反应温度为30
‑
70℃，优选40
‑
60℃；优选地，反应时间为1
‑
24h，优选3
‑
12h；在步骤(3)中，将碱改性的树脂先用去离子水洗涤，优选洗涤2
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10次，再用丙酮洗涤，优选地洗涤2
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10次，最后用去离子水洗涤，直至洗涤液pH为7
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8，干燥后制得碱改性的强碱性阴离子交换树脂；优选地，在70℃下吹扫氮气连续干燥。4.如权利要求3所述的制备方法，所述碱性阴离子交换树脂催化剂的活性基团为季胺基；优选地，树脂需满足如下指标：含水量：45
‑
55％，全交换容量：3.5mmol/g，湿视密度：0.65
‑
0.75g/mL，湿真密度：1.04
‑
1.1g/mL，粒径：0.3
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1.2mm。5.如权利要求1所述的制备方法，其包括：(a)将所述无水液氨、环氧丙烷和阻聚剂混合，然后预热至50
‑
90℃，所述液氨和环氧丙烷的投料摩尔比为1
‑
20:1；(b)将预热后的物料送入装有碱改性的碱性阴离子交换树脂催化剂的反应器中进行反应，反应温度控制在60
‑
120℃，优选地80
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100℃，反应绝对压力控制在1
‑
8MPa，优选地2
‑
8MPa，更优选地2
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6MPa，环氧丙烷空速控制在0.1
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2g/h/L cat，优选地0.2
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1g/h/L cat；优选地，使用气相色谱分析反应液组成，反应环氧丙烷的转化率大于99％，1
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氨基
‑2‑
丙醇的选择性大于99％，1,2
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丙二胺含量选择性小于0.2％，2
‑
氨基
‑1‑
...

【专利技术属性】
技术研发人员：李昱学，张聪颖，曹彦锴，刘宝现，时磊，郭燕妮，田泽，尚永华，
申请(专利权)人：万华化学集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：