[發明專利]己二酸二酰肼的制備方法

在審

• 申請號: 201810132255.1
• 申請日: 2018-02-09
• 公開（公告）號: CN108299228A
• 公開（公告）日: 2018-07-20
• 發明（設計）人: 李亞杉
• 申請（專利權）人: 李亞杉
• 主分類號: C07C241/04
• 分類號: C07C241/04;C07C243/28;B01J21/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種己二酸二酰肼的制備方法，該方法是以己二酸和水合肼為原料，采用TiO₂/ZrO₂復合催化劑，在一定溫度下進行酰肼化反應制備己二酸二酰肼。在反應體系中保持水合肼過量，并將反應生成的水從反應體系中不斷分離出去，有效地促進了酰肼化反應的進行、提高了反應收率。與現有技術相比，本發明方法反應收率高，后處理簡單，產品雜質少純度高，催化劑可回收重復使用，省去了酯化反應，縮短了工藝步驟，降低了生產成本，減少了廢棄物的排放，是一種綠色環保型生產工藝。

技術領域

本發明屬于化學合成技術領域，具體涉及一種己二酸二酰肼的制備方法。

背景技術

己二酸二酰肼（ADH），白色結晶固體，易溶于水，具有對稱的分子結構，是雙功能團化合物。ADH是一種良好的交聯劑，可與羰基交聯，較為典型的有與透明質酸交聯應用于醫藥學，與雙丙酮丙烯酰胺交聯應用于水性樹脂等。隨著環境法規對涂料中揮發性有機物質的限制越來越嚴格，近年來，國內外學者對水性涂料進行了大量研究，相關產品得到快速發展，并且在許多應用領域中，已經全部或者部分替代傳統意義上的溶劑型涂料可以預期，隨著人們生活質量提高以及行業技術進步，水性涂料的生產成本會不斷降低，發展前景非常廣闊。

目前，己二酸二酰肼的制備方法主要有兩種，即一步法和兩步法。一步法是采用己二酸和水合肼直接進行酰肼化反應生成ADH：將己二酸和水合肼在加熱條件下回流反應一段時間，然后冷卻結晶，經過濾、洗滌、干燥以及重結晶后得到固體ADH，此方法簡單，易于操作，但收率較低，不超過65%；兩步法是指酯化反應和肼解化反應：第一步酯化反應得到己二酸二甲/乙酯，第二步肼解反應由酯和水合肼反應生成ADH。兩步法與一步法相比雖然在收率上有所提高，但需要先將己二酸與甲醇/乙醇進行酯化反應，這就增多了反應步驟，增加了生產成本，此外，由于酯化反應使用濃硫酸作催化劑，會產生大量酸性有機廢水，用堿中和處理后廢水中的鹽含量和COD含量都很高，廢水處理難度大、處理費用高，由于廢棄物排放量大，易造成環境污染。

發明內容

為了克服現有技術存在的上述缺點，本發明提供了一種工藝簡單、反應收率高、廢棄物排放少、生產成本低、綠色環保的己二酸二酰肼制備新方法。

本發明采用的技術方案是：將己二酸和水合肼在催化劑作用下并在一定溫度下進行酰肼化反應得到己二酸二酰肼，反應體系中保持水合肼過量，并將反應生成的水從反應體系中不斷分離出去（以促使反應平衡向正方向移動，縮短反應時間、提高反應收率），反應結束后采用減壓蒸餾將過量的水合肼蒸出回收，剩下的固體物質用純水溶解后過濾回收催化劑，濾液經減壓蒸發濃縮除去水分后得到己二酸二酰肼粗品，再用無水乙醇洗滌、干燥后得到己二酸二酰肼成品。上述酰肼化反應所用催化劑為TiO₂/ZrO₂復合催化劑[n(TiO₂)∶n(ZrO₂)=2∶3]，反應結束后過濾回收的催化劑經洗滌、干燥后可重復使用。

本發明方法具體的工藝步驟如下：將己二酸、水合肼和TiO₂/ZrO₂復合催化劑放入帶有精餾塔的反應釜中，開啟攪拌，加熱升溫至回流，當蒸汽進入精餾塔后，在塔頂溫度98℃～100℃采出水蒸氣，在回流溫度下反應4～6小時，當精餾塔頂無冷凝水流出后反應結束，采用減壓蒸餾將剩余的水合肼蒸出回收，水合肼全部蒸出后加入適量純水將反應釜內的固體物質充分溶解，然后過濾回收TiO₂/ZrO₂復合催化劑，將濾液減壓蒸發濃縮除去水分后得到己二酸二酰肼粗品，再用無水乙醇洗滌、干燥后得到己二酸二酰肼成品。

上述步驟中，己二酸和水合肼的質量比為1∶1～1.5，TiO₂/ZrO₂復合催化劑的用量為己二酸質量的10%～20%，水合肼的含量為80%～100%。

上述酰肼化反應方程式如下：