[發(fā)明專利]一種制備2,2-二溴-2-氰基乙酰胺的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201010150452.X
• 申請日: 2010-03-12
• 公開（公告）號(hào): CN101993391A
• 公開（公告）日: 2011-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李付剛;李文驍;閆士杰;白雪松
• 申請（專利權(quán)）人: 中國中化股份有限公司;沈陽化工研究院有限公司
• 主分類號(hào): C07C255/19
• 分類號(hào): C07C255/19;C07C253/30
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標(biāo)代理有限公司 21002
• 代理人: 周秀梅;何薇

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于有機(jī)合成領(lǐng)域，具體地涉及一種制備2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的方法。

背景技術(shù)

2，2-二溴-2-氰基乙酰胺(英文名2，2-dibromo-2-cyanoacetamide或2，2-Dibromo-3-nitrilopropionamide簡稱DBNPA)是一種新型高效消毒殺菌劑和優(yōu)良的水處理劑，是理想的環(huán)保型殺菌產(chǎn)品。國內(nèi)外傳統(tǒng)生產(chǎn)2，2-二溴-2-氰基乙酰胺工藝是以氰基乙酰胺為原料與溴素發(fā)生溴化反應(yīng)，生成2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，同時(shí)副產(chǎn)溴化氫，該工藝(簡稱全溴法)存在溴利用率低的缺點(diǎn)。EP?308184A公開了一種用H₂O₂作氧化劑使反應(yīng)中生成的溴化氫再被氧化成溴的方法，對全溴法進(jìn)行改進(jìn)，以達(dá)到提高溴利用率的目的。韓國專利KR185280B1進(jìn)一步改進(jìn)了上述制備2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的方法，以期獲得高收率、高質(zhì)量的產(chǎn)品。但是，該方法在反應(yīng)過程中需要加入過量的無機(jī)酸，反應(yīng)后母液呈強(qiáng)酸性，需用大量的堿來中和，致使產(chǎn)品中易引入無機(jī)鹽雜質(zhì)并加大了生產(chǎn)成本。另外，在實(shí)際生產(chǎn)中，為了提高溴的利用率，往往要加入過量很多的H₂O₂，這些過量的H₂O₂殘留在產(chǎn)品過濾后的廢液中，使操作存在安全隱患，處理廢水中的H₂O₂也加大生產(chǎn)成本。同時(shí)，操作也較為復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述制備方法中采用H₂O₂作氧化劑所帶來的生產(chǎn)安全、雜質(zhì)增加、成本提高、工藝繁瑣等問題，本發(fā)明提供了一種新的制備2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的方法。該方法首次利用工業(yè)溴化堿母液作為溴源，采用氯氣作為氧化劑，從根本上解決了以H₂O₂作氧化劑所帶來的諸多問題，從而完成了本發(fā)明。

氯氣的氧化能力較H₂O₂弱、但比氧氣強(qiáng)。采用氯氣作為氧化劑，反應(yīng)中不需調(diào)節(jié)溶液的pH值，直接通入氯氣將溴離子氧化為溴素。由于溴的反應(yīng)活性高于氯的反應(yīng)活性，從而反應(yīng)過程中，原料氰基乙酰胺首先與溴素發(fā)生溴化反應(yīng)生成2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，副產(chǎn)的溴化氫經(jīng)氯氣氧化再生成溴素繼續(xù)參與溴化反應(yīng)，直至氰基乙酰胺全部被溴化，過濾得到產(chǎn)品2，2-二溴-2-氰基乙酰胺，濾液為含氯化堿廢水。該方法反應(yīng)條件溫和、易于控制，操作簡單，目的產(chǎn)物純度和收率高。

本發(fā)明提供的2，2-二溴-2-氰基乙酰胺制備方法的技術(shù)方案如下：

一種制備2，2-二溴-2-氰基乙酰胺的方法，包括：以氰基乙酰胺、溴化堿為原料，在水介質(zhì)中直接通入氯氣進(jìn)行氧化溴化反應(yīng)，反應(yīng)溫度10-80℃；各物料的加料摩爾數(shù)為，溴化堿為氰基乙酰胺的2.0-2.5倍，氯氣為溴化堿的0.55-0.75倍。

按照上述加料配比，反應(yīng)結(jié)束時(shí)，溶液應(yīng)呈酸性，pH為3-5之間。可保證反應(yīng)順利進(jìn)行和方便產(chǎn)品分離及廢水處理。

本發(fā)明所用的溴化堿取自工廠在制備有機(jī)溴化物過程中產(chǎn)生的含溴金屬鹽廢液，例如制備溴硝醇、1，3-二溴-5，5-二甲基海因、全溴法生產(chǎn)2，2-二溴-2-氰基乙酰胺等含溴產(chǎn)品所產(chǎn)生的大量溴化堿母液。所述的溴化堿包括溴化鈉、溴化鉀或溴化鈣等含溴的堿金屬鹽或堿土金屬鹽。

本發(fā)明較為優(yōu)選的技術(shù)方案為：反應(yīng)中加入溴化堿的摩爾數(shù)為氰基乙酰胺的2.05-2.1倍，通入氯氣的摩爾數(shù)為溴化堿的0.6-0.65倍。

加入過量的溴化堿是為了保證得到的溴化產(chǎn)物全部是2，2-二溴-2-氰基乙酰胺。如果溴化堿的加入量低于氰基乙酰胺的2倍摩爾量，則容易生成2-溴-2-氯-2-氰基乙酰胺副產(chǎn)物。反應(yīng)所用的溴化堿溶液的濃度沒有嚴(yán)格的限定，直接使用工業(yè)溴化堿母液即可，濃度一般為10％-45％(質(zhì)量百分?jǐn)?shù))。

實(shí)際操作中應(yīng)當(dāng)注意通入氯氣的速度。如果通氣速度過慢，則相應(yīng)的延長了反應(yīng)時(shí)間，浪費(fèi)了能耗，且收率略有降低；而當(dāng)通氯氣速度過大，反應(yīng)過于劇烈，收率也會(huì)降低。以10g氰基乙酰胺原料為例，氯氣通入速度在2.5-5L/h之間為宜，更適宜的速度為3.5-4L/h。當(dāng)通氯氣速度大于6L/h，反應(yīng)過于劇烈，產(chǎn)品收率只有50％。再提高通氯速度、例如大于9L/h時(shí)，產(chǎn)品收率僅為8％，同時(shí)大量氯氣來不及吸收，容易造成環(huán)境污染。大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)中采用本發(fā)明的制備方法，適當(dāng)控制通入氯氣的速度，可以保證高收率、高質(zhì)量獲得目的產(chǎn)物。