108-75-8 / 2,4,6-三甲基吡啶的制備方法

背景技術

眾所周知，重結晶法精制2，4，6_三甲基吡啶的關鍵在于選擇合適的重結晶溶劑， 以便在析出2，4，6_三甲基吡啶鹽結晶的同時，盡可能多的溶解其他雜質。而現有的制備方法中所使用的是無水乙醇作為重結晶溶劑，在2，4，6_三甲基吡啶的乙醇溶液中加入98% 的濃硫酸與之反應，生成磺酸鹽，經冷卻結晶過濾后，所得結晶用3倍重量的乙醇重結晶。 用氨水在室溫下分解至Ph = 8，對其精餾，得純度95%以上的2，4，6-三甲基吡啶。

然而上述的現有方法中的溶劑為無水乙醇，但無水乙醇不易反復使用，因而造成成本升高，資源浪費，工業價值低等問題。

因此，針對上述情況，一種新的可以在提供良好的純度的2，4，6-三甲基吡啶的制備方法的發明勢在必行。

發明內容

本發明要解決的技術問題是現有方法中的溶劑為無水乙醇，但無水乙醇不易反復使用，因而造成成本升高，資源浪費，工業價值低等問題。

為了解決上述技術問題，本發明創新性的使用95%的工業乙醇作為重結晶的溶劑，并對后續的制備過程進行了相應的發明調整，經過試驗后發現效果與原來相差不大，且成本更低，能反復使用，有巨大的工業價值。

即：一種2，4，6_三甲基吡啶的制備方法，其特征在于，其包括以下步驟：

將2，4，6_三甲基吡啶的原料與工業乙醇溶劑以及濃硫酸加入到反應器中，攪拌反應至反應器中出現結晶；

過濾或抽濾；

對濾后仍然包夾部分雜質的結晶進行高溫洗滌；

對洗滌后仍有部分雜質包夾在2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽的晶格進行重結晶。

優選使用與原料等體積的工業乙醇作為成鹽結晶時的分散劑和溶劑，用與結晶等質量的工業乙醇作為重結晶的溶劑。

進行高溫洗滌時，可用結晶質量兩倍的工業乙醇，將結晶投入工業乙醇中，然后在回流攪拌的條件下加熱，使工業乙醇沸騰，半小時后停止加熱，繼續攪拌并通冷卻水降溫， 當溫度降到常溫后，放出，過濾。所得結晶分解后濃度可達到97%?98%。

所述進行重結晶時，將通過洗滌余下的仍有部分包夾雜質的2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽的晶格中，選擇水作為主要的重結晶溶劑、選則工業乙醇作為重結晶的分散劑和輔助溶劑；將洗滌過的鹽結晶投入到結晶質量1.5倍的工業乙醇中，再向其中加入結晶質量 30%的水，其他條件與步驟與洗滌條件相同；重結晶后，所得結晶分解后濃度達99%以上。[0015] 所述將2，4，6_三甲基吡啶磺酸鹽溶解于水中后，在攪拌狀態下向其中加入固體氫氧化鈉片劑，并控制反應進程，優選反應溫度控制在45?60攝氏度；當物料的ph值達到 8?9時，繼續攪拌半小時，確保反應完全后，停止攪拌，使物料靜置分層，可從反應釜底部放出物料，下層為硫酸鈉鹽溶液，上層為含水2，4，6-三甲基吡啶產品。

所述濾液中含有部分2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽和其他的雜質鹽，可將質量分數 50 %的氫氧化鈉溶液緩慢加入濾液中，分解其中的鹽，通過過濾除去部分鹽，其余濾液部分可以通過精餾獲得工業乙醇，水和含2，4，6-三甲基吡啶的餾分。

本發明的有益效果是：利用吡啶系化合物的堿性性質，經過硫酸鹽化、乙醇中結晶、重結晶、堿解，從初次精餾提取出來的粗2，4，6_三甲基吡啶餾分中提純2，4，6_三甲基吡啶，確定實驗條件，可將精制的2，4，6-三甲基吡啶濃度提高到97%?98%，回收率無太大下降；并且可以在進一步的重結晶中提高到99%以上。

具體實施方式

本發明是應用在化學領域的制備2，4，6-三甲基吡啶的方法，是在對現有的制備 2，4，6-三甲基吡啶的方法缺點的基礎上作出的重大改進，具有非常重要的實踐意義。

1、原料的選擇

吡啶原料初次精餾167?173°C提取出來2，4，6-三甲基吡啶餾分，其中2，4，6-三甲基吡啶含量為50?70%。

2、溶劑的選擇

2. 1溶劑種類的選擇

現有的制備方法溶劑為無水乙醇，但無水乙醇不易反復使用。本發明使用95%的工業乙醇作為重結晶的溶劑，試驗后發現效果與原來相差不大，且成本更低，能反復使用， 有工業價值。

2. 2溶劑用量的選擇

反應的關鍵是乙醇可以將其他雜質溶解而盡量將2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽結晶析出，用與原料等體積的工業乙醇作為成鹽時的分散劑和溶劑，用與結晶等質量的工業乙醇作為重結晶的溶劑較為合適。

3、反應條件的選擇

3. 1反應溫度的選擇

濃硫酸與原料反應會放出大量的熱，由于將工業乙醇作為分散劑，而工業乙醇的沸點為75攝氏度，所以反應溫度必須降低，為使反應中分散劑不會損失并保證反應速率， 將反應溫度定位40攝氏度。

3. 2反應時間的選擇

此反應為酸堿反應，反應速度很快，可視為瞬時反應，但為保證反應完全并使結晶充分析出，在濃硫酸完全滴加完畢后仍以40攝氏度攪拌半小時，然后取出，在攪拌狀態下冷卻至室溫。

4、洗滌

過濾出的結晶中仍然包夾部分雜質。由于2，4，6_三甲基吡啶的硫酸鹽在乙醇中的溶解度很小，所以想通過重結晶的方式進行提純不僅無法工業化，而且2，4，6-三甲基吡啶的損失也很大。考慮到其他雜質鹽在乙醇中溶解度很大，所以想要提純2，4，6_三甲基吡啶僅需要高溫洗滌即可。

4. 1洗滌的條件

為保證將2，4，6_三甲基吡啶硫酸鹽中的雜質盡量去除，可用結晶質量兩倍的工業乙醇，將結晶投入乙醇中，然后在回流攪拌的條件下加熱，使乙醇沸騰，半小時后停止加熱，繼續攪拌并通冷卻水降溫，當溫度降到常溫后，放出，過濾。所得結晶分解后濃度可達到 97%?98%

5、重結晶

通過洗滌可獲得濃度在98%左右的2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽結晶。但仍有部分雜質包夾在2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽的晶格中，這些雜質通過單純的洗滌是無法除去的， 因此必須通過重結晶去除此類雜質。由于2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽在水中的溶解度比較大，所以選擇水作為主要的重結晶溶劑。但由于水在重結晶時用量太少，在降溫重新生成結晶時不易放出過濾，且容易將雜質重新包夾在晶格當中。所以選則乙醇作為重結晶的分散劑和輔助溶劑。重結晶時，可將洗滌過的鹽結晶投入到結晶質量1.5倍的乙醇中，再向其中加入結晶質量30%的水。其他條件與步驟與洗滌條件相同。重結晶后，所得結晶分解后濃度可達99%以上。

6、磺酸鹽分解

由于2，4，6-三甲基吡啶磺酸鹽在100g水中的溶解度約為50g，所以可以將其溶解于水中后，在攪拌狀態下向其中加入固體氫氧化鈉片劑。由于該反應放熱量很大，所以需要通冷卻水控制反應溫度，并控制反應進程。反應溫度控制在45?60攝氏度為宜。當物料的Ph值達到8?9時，證明反應結束，繼續攪拌半小時，確保反應完全后，停止攪拌，使物料靜置分層，15分鐘后，可從反應釜底部放出物料，下層為硫酸鈉鹽溶液，上層為含水2，4，6 -三甲基吡啶產品。

7、濾液的處理

濾液中含有部分2，4，6-三甲基吡啶硫酸鹽和其他的雜質鹽，任意排放不僅污染環境而且是一種浪費，需將其中的有用成分提取出來。可將質量分數50%的氫氧化鈉溶液緩慢加入濾液中，分解其中的鹽，生成的硫酸鈉在水中的溶解度不高，可通過過濾除去部分鹽，其余濾液部分可以通過精餾獲得工業乙醇，水和含2，4，6-三甲基吡啶的餾分。

綜上所述：本發明創新性的使用95%的工業乙醇作為重結晶的溶劑，并對后續的制備過程進行了相應的發明調整，經過試驗后發現效果與原來相差不大，且成本更低，能反復使用，有巨大的工業價值。而利用吡啶系化合物的堿性性質，經過硫酸鹽化、乙醇中結晶、 重結晶、堿解，從初次精餾提取出來的粗2，4，6-三甲基吡啶餾分中提純2，4，6-三甲基吡啶，確定實驗條件，可將精制的2，4，6-三甲基吡啶濃度提高到97 %?98 %，回收率無太大下降；并且可以在進一步的重結晶中提高到99%以上。

上述優選實施例的描述使本領域的技術人員能制造或使用本發明。這些實施例的各種修改對于本領域的技術人員來說是顯而易見的，這里定義的一般原理可以被應用于其它實施例中而不背離本發明的精神或范圍。因此，本發明并不限于這里示出的實施例，而要符合與這里揭示的原理和新穎特征一致的最寬泛的范圍。