一种1,5-戊二胺的提取方法、所得的1,5-戊二胺产品及聚酰胺技术

本发明专利技术提供了一种1,5

【技术实现步骤摘要】
一种1,5-戊二胺的提取方法、所得的1,5-戊二胺产品及聚酰胺


[0001]本专利技术涉及1,5-戊二胺，具体为一种从水溶液中提取1,5-戊二胺的方法。

技术介绍

[0002]1,5-戊二胺(简称戊二胺)是化学工业中重要的5碳平台化合物，可用于制造尼龙、聚氨酯等，同时还可以作为重要化工原料，用来制造异氰酸酯、吡啶、哌啶等。
[0003]已有文献报道可利用微生物转化合成戊二胺，即，通过生物发酵法制备戊二胺。而对于生物发酵法制备戊二胺，需要在发酵过程调节pH引入酸根离子，在培养基中也存在酸根离子。由此，在发酵液中会形成大量的戊二胺的碳酸及硫酸盐。
[0004]现有生产工艺中，通过向发酵液中加入碱性物质例如烧碱(NaOH)或者Ca(OH)2进行碱化，生成游离戊二胺及盐(例如：Na2SO4盐/CaSO4沉淀)等，再通过过滤及蒸馏将戊二胺蒸出，得到纯品戊二胺。其中，以烧碱等碱金属类碱性物质进行碱化时，由于NaOH等的分子量较低但价格较高，且仅能够提供一个OH-阴离子用于碱化，导致生产成本大幅提高，同时所生成的可溶性盐会进入水体造成污染。而以Ca(OH)2、Mg(OH)2等碱土金属类碱性物质进行碱化时，可提供每单位两个OH-阴离子，且反应过程中形成的沉淀产品可通过回收煅烧进行重复使用，大幅减少了金属离子和阴离子进入水体。但后续蒸馏回收戊二胺时如果体系中成分较复杂，则蒸馏条件要求严苛，对设备要求较高，且蒸馏纯化的效果有限。
[0005]1,5-戊二胺可用作制备尼龙的原料，而尼龙的质量受很多因素影响，例如生产工艺、单体的生产方式、原料种类及所含杂质等。2,3,4,5-四氢吡啶杂质(一元胺)常温下为无色液体，存在于戊二胺或其水溶液中不会对戊二胺的颜色等造成明显影响。但在尼龙聚合过程中，作为一元胺的四氢吡啶会起到链中止剂的作用，阻止聚合反应的进行，影响聚合物的分子量，从而影响聚酰胺的机械性能；另一方面，四氢吡啶中的双键在聚合过程中被高温氧化，会使聚酰胺颜色变黄，使得尼龙产品的外观品质不合格。
[0006]综上所述，寻找一种有效的方法将高纯度的戊二胺从水相中提取出来，成为了一个具有挑战性的方向。

技术实现思路

[0007]本专利技术的一个主要目的在于提供一种1,5-戊二胺的提取方法，包括：提供第一溶液，所述第一溶液包括1,5-戊二胺、水；将所述第一溶液中的1,5-戊二胺与醛酮类化合物反应，生成亚胺，使体系形成水相和包含所述亚胺的油相；将所述水相与所述油相进行分离；在酸性条件下，使所述亚胺发生水解反应，得到包含1,5-戊二胺盐的水溶液。
[0008]本专利技术一实施方式还提供了一种1,5-戊二胺盐的提取方法，包括：
[0009]提供第一溶液，所述第一溶液包括1,5-戊二胺、水；
[0010]将所述第一溶液中的1,5-戊二胺与醛酮类化合物反应，生成亚胺，使体系形成水相和包含所述亚胺的油相；
[0011]将所述水相与所述油相进行分离；
[0012]在酸性条件下，使所述亚胺发生水解反应，得到1,5-戊二胺盐的水溶液；
[0013]从所述1,5-戊二胺盐的水溶液中回收1,5-戊二胺盐。
[0014]本专利技术一实施方式进一步提供了一种1,5-戊二胺产品，由上述方法制备得到，所述1,5-戊二胺产品的纯度为98.5wt％以上。
[0015]本专利技术一实施方式进一步提供了一种1,5-戊二胺盐产品，其醛酮类化合物含量为80ppm以下，进一步为40ppm以下。
[0016]本专利技术一实施方式进一步提供了一种聚酰胺，其生产原料包括上述的1,5-戊二胺产品，或上述方法制得的1,5-戊二胺盐，或上述的1,5-戊二胺盐产品。
[0017]本专利技术一实施方式的方法，通过将1,5-戊二胺转化为亚胺，然后在酸性条件下水解所述亚胺，形成1,5-戊二胺盐。从而实现提取高纯度、高收率的戊二胺及戊二胺盐产品。
具体实施方式
[0018]体现本专利技术特征与优点的典型实施方式将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本专利技术能够在不同的实施方式上具有各种的变化，其皆不脱离本专利技术的范围，且其中的说明在本质上是当作说明之用，而非用以限制本专利技术。其中，“第一”“第二”等用于对多个相同名称的工艺或产品进行区分，并非对其进行限定。
[0019]将醛或酮的羰基和含有氨基的化合物(例如伯胺、氨基酸、肼及其衍生物、腙、氨基(硫)脲等)进行亲核加成-脱水反应，会得到一类含有-C＝N-基团的有机化合物，称为亚胺类化合物，或Schiff碱(以下统称亚胺)。
[0020]亚胺的合成过程如下：伯胺与醛、酮类化合物在碱性条件下脱水后，可以形成含有-C＝N-键的亚胺。该反应为可逆反应，即在酸性条件下，亚胺又可以发生水解，生成相应的伯胺与醛类化合物。
[0021][0022]利用上述反应，本专利技术一实施方式提供了一种1,5-戊二胺的提取方法，包括：
[0023]提供第一溶液，第一溶液包括1,5-戊二胺和水；
[0024]将第一溶液与醛类化合物或酮类化合物反应(一级反应)，生成难溶于水的亚胺，使体系形成水相(水溶液)和包含亚胺的油相(有机溶液)；
[0025]将水相与油相进行分离，得到亚胺；
[0026]在酸性条件下，使亚胺发生水解反应(二级反应)，得到1,5-戊二胺盐的水溶液；以及从1,5-戊二胺盐的水溶液中回收提取1,5-戊二胺。
[0027]于一实施方式中，第一溶液包括金属离子，所述金属离子包括但不限于钙离子、镁离子、铁离子中任意一种或两种以上的组合。
[0028]于一实施方式中，金属离子从第一溶液中迁移至油相的迁移率为5％以下，进一步为2％以下，再进一步为1.5％以下，更进一步为1％以下。
[0029]本专利技术中，起始胺化合物为1,5-戊二胺，使用醛类化合物或酮类化合物与1,5-戊二胺反应，可以生成不溶于水的亚胺，由于1,5-戊二胺可溶于水，使得在反应过程中能够构
建水相和有机相体系，生成的亚胺会与水相分离，进入有机相，再通过油水分离水相与有机相，将第一溶液中的杂质保留在水相内，能够达到1,5-戊二胺的提纯效果；随后通过构建酸性环境将亚胺水解，分离出1,5-戊二胺。
[0030]本专利技术一实施方式的方法，通过两级反应的使用，能够提取到高纯度、高收率的戊二胺产品。
[0031]于一实施方式中，第一溶液的pH值为7以上，进一步为10～14，再可以为11～13，或10～11.5，或12～14，例如10.5、11.5、12、12.7、13、13.5等。
[0032]于一实施方式中，第一溶液中的金属离子(如钙离子、镁离子、铁离子)的浓度不做特定限制，可以为2wt％以下，进一步可以为1wt％以下。
[0033]本专利技术对醛类化合物或酮类化合物(醛酮类化合物)不做特定限制，醛酮类化合物可以是包括碳原子数为7以上，特别是7～20的芳香族醛或酮，甲醛，碳原子数为2以上，进一步为2～18的直链、支链的脂肪族醛中的一种或多种。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种1,5-戊二胺的提取方法，包括：提供第一溶液，所述第一溶液包括1,5-戊二胺、水；将所述第一溶液中的1,5-戊二胺与醛酮类化合物反应，生成亚胺，使体系形成水相和包含所述亚胺的油相；将所述水相与所述油相进行分离；以及在酸性条件下，使所述亚胺发生水解反应，得到包含1,5-戊二胺盐的水溶液。2.根据权利要求1所述的方法，其中，生成所述亚胺的反应体系包含有机溶剂，所述有机溶剂包括醚类化合物，酯类化合物，至少含有四个碳原子的直链、支链及环状醇类化合物，直链及环状的烷烃、卤代烷，芳香族化合物中的一种或多种。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述醛酮类化合物包括碳原子数为7以上，进一步为7～20的芳香族醛或酮，甲醛、碳原子数为2以上，进一步为2～18的直链、支链的脂肪族醛中的一种或多种；所述醛酮类化合物包括一元醛酮类化合物或二元醛酮类化合物。4.根据权利要求1所述的方法，其中，通过向水解反应体系中加入酸性物质以形成所述酸性条件，所述酸性物质选自有机酸、无机酸以及非金属氧化物中的一种或几种；所述有机酸包括碳原子数为4～18的脂肪族羧酸、碳原子数为7～20的芳香族羧酸，所述无机酸包括但不限于硫酸、盐酸，所述非金属氧化物包括但不限于碳氧化物、硫氧化物和氮氧化物。5.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一溶液包括金属离子，所述金属离子包括但不限于钙离子、镁离子、铁离子中的任意一种或两种以上的组合，所述金属离子从所述第一溶液中迁移至所述油相的迁移率为5％以下；和/或，所述第一溶液的pH值与所述水相溶液的pH值之差的绝对值|
△
pH|≥2.0。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述亚胺的水解反应的温度为不超过100℃，进一步为20～80℃；和/或，通过向水解反应体系中加入酸性物质以形成所述酸性条件，所述酸性物质与所述亚胺的摩尔比为(0.5～2):1.0；和/或，所述包含1,5-戊二胺盐的水溶液的pH值＜7。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一溶液的pH值为7以上，进一步为10～14；和/或，所述第一溶液中的1,5-戊二胺与所述醛酮类化合物的反应温度为5～90℃；和/或，所述醛酮类化合物与所述1,5-戊二胺的摩尔比为大于或等于1，进一步为大于或等于2.0。8.根据权利要求1所述的方法，其中，包括通过吸附剂对所述包含1,5-戊二胺盐的水溶液进行吸附处理，得到纯化的1,5-戊二胺盐溶液；所述吸附处理使用的吸附剂包括活性炭和/或吸附树脂。9.根据权利要求1所述的提取方法，还包括：从所述包含1,5-戊二胺盐的水溶液中回收1,5-戊二胺；或者，从所述包含1,5-戊二胺盐的水溶液中...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜宇鎏，刘修才，
申请(专利权)人：CIBT美国公司凯赛乌苏生物材料有限公司山西合成生物研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：