[發明專利]一種提純2-甲基喹啉的方法

無效

• 申請號: 201310641887.8
• 申請日: 2013-12-05
• 公開（公告）號: CN103626698A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 王風云;錢夢飛;陳連鋒;祁道冉;雷武;夏明珠
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: C07D215/04
• 分類號: C07D215/04
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 朱顯國

技術領域

本發明屬于化學提純領域，具體涉及一種工業化的提純2-甲基喹啉的方法。

背景技術

洗油是煤焦油蒸餾中切取的230℃-300℃餾分，是復雜的多組成分混合餾分，主要成分是萘、甲基萘類、聯苯芴、喹啉類和酚類化合物。這些產品均具有廣泛的后續開發前景。

2-甲基喹啉分子式為C₁₀H₉N，無色油狀液體，密度1.059，沸點247℃，微溶于水，易溶于醚、醇、氯仿、能與無機酸生成鹽。本產品主要用于有機合成，是一種重要的化工原料，能廣泛用于照相機的膠片感光劑和彩電膠片的增光劑和潤滑油的抗氧劑等。

2-甲基喹啉原料中主要含有8-甲基喹啉、喹啉、異喹啉、吲哚等雜質。現有技術中2-甲基喹啉的精制方法主要有以下幾種：專利（JP57114574）公開了一種尿素合成法，該法以甲苯為溶劑，加入30％的尿素水溶液，生成2-甲基喹啉-尿素絡合物，從而達到分離提純的目的。但此法需使用甲苯做溶劑，易造成環境污染，對人體也有很大的危害，且所得2-甲基喹啉的含量不高；專利（JP9143164）公開了一種分子篩吸附法，此法成本高，且對原料要求高，同樣不適用。

作為2-甲基喹啉的異構體8-甲基喹啉，其沸點（247.8℃）與2-甲基喹啉沸點（247.9℃）僅相差0.1℃，所以通過常規精餾是很難除去該雜質的。中國專利（CN?101353323A）公開了一種共沸精餾法，通過向分離體系中加入第三組分（復合共沸劑），使混合液中的幾種組分的沸點差增大，從而達到精餾分離的目的。雖然該法所得產品的純度比較高，但其產率只有20%-40%，且精餾所需溫度較高，生產周期比較長，使得生產成本高，能耗也大。

由于2-甲基喹啉易與無機酸成鹽，中國專利（CN?102399185A)公開了一種磷酸成鹽法，主要步驟為：在水中，2-甲基喹啉富液與磷酸進行成鹽反應，固液分離，得固體即為2-甲基喹啉鹽粗品，再將2-甲基喹啉鹽粗品進行逆流分級重結晶洗滌4-5次，得到2-甲基喹啉鹽，最后在水溶液中，2-甲基喹啉鹽與堿進行中和反應，溶液分層，取其中油層脫水即可。其基本原理和方法為2-甲基喹啉及其同系物與磷酸生成的磷酸鹽在水中的溶解度不同，其中2-甲基喹啉與磷酸反應生成的2-甲基喹啉磷酸鹽，優先在反應物中析出結晶，將結晶物過濾后再用堿分解，然后收集油層2-甲基喹啉產品。雖然該法所得產品的純度在95%以上，但該法用水做溶劑會產生大量的廢水，且水中會溶解部分的鹽，使得產率降低；同時該法逆流分級重結晶洗滌4-5次，大大增加了生產的周期，從而加大生產成本，不適合工業化大生產。

這些方法存在著產率低、成本高、耗時長等問題，而且可能會產生大量的廢水。

發明內容

本發明所要解決的問題是使用低成本的原料，克服產品純度不高，收率低的缺陷，提供一種適合工業化應用的2-甲基喹啉的提純方法。本方法所得產品收率和純度均很高，且只有少量廢水排放，對環境友好。

實現本發明的技術方案為：

一種提純2-甲基喹啉的方法，其包括如下步驟：

（1）將2-甲基喹啉粗品溶解在溶劑中，向其中滴加酸，進行成鹽反應，反應結束后混合液析出晶體，抽濾所得濾餅即為2-甲基喹啉鹽粗品；

（2）對2-甲基喹啉鹽粗品烘干后與堿進行中和反應，測量溶液pH判斷終點，反應結束后溶液分層，對上層液進行脫水，再減壓蒸餾即得2-甲基喹啉純品。

其中，所述的步驟(1)中的溶劑為異丙醇水溶液，異丙醇溶液質量分數為80%-95%。溶劑與2-甲基喹啉粗品的質量比為1:1-2.5:1。酸選用磷酸、硫酸或磷酸與硫酸的混合液。所述酸的滴加速度為使反應溫度不超過80℃；所述的酸與2-甲基喹啉的摩爾比為1.3:1-2.5:1。成鹽反應溫度為30～80℃；所述成鹽反應時間為0.5-1.5小時。

所述的步驟(2)中堿選用氫氧化鈉、氫氧化鉀、氨水或氨氣中的任意一種，堿的質量分數為20%-40%。中和反應終點為pH為7-9。產品的蒸餾方式為先用水真空泵減壓蒸餾，再用油泵減壓蒸餾得最終的產品。

本發明的優點在于：

1）本發明采用成鹽法來提純，利用2-甲基喹啉和雜質與酸成鹽后在溶劑中溶解度的差異來分離提純，尤其能除去沸點與其相近的8-甲基喹啉，操作簡便，成本又低；

2）在步驟（1）中用一定質量分數的異丙醇溶液代替水溶液，這樣不僅能減少三廢的排放、提高最終產品的收率，而且還能對異丙醇進行套用回收；

3）在步驟（2）中用氨水來進行中和反應，最后的反應液可以用來制得肥料。