專利名稱：一種回收含氮有機堿的方法
技術領域：
本發明涉及一種回收含氮有機堿的方法，特別適用于從制備β-內酰胺類抗生素所產生的含氮有機堿或其鹽溶液中回收有機堿的方法。
半合成β-內酰胺類抗生素的工業生產中，經常用到含氮有機堿原料，如二乙胺(DEA)、三乙胺(TEA)、二甲基苯胺(DMA)、四甲基胍(TMG)、1,8-二氮雜二環(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)、1,5-二氮雜二環(4.3.0)九碳-5-烯(DBN)、喹啉等，它們都能與6-氨基表霉烷酸(6-APA)、7-氨基去乙酰氧基頭孢烷酸(7-ADCA)或7-氨基-3-氯甲基頭孢烷酸(7-ACA)等β-內酰胺類抗生素的母核反應，使其生成可溶解于有機溶劑的鹽，并且能夠使母核上的羧基(-COOH)得到保護，從而使這些β-內酰胺類抗生素母核能夠與側鏈(如苯甘氨酸、對羥基苯甘氨酸、二氫苯甘氨酸、四氮唑乙酸等)的某種衍生物(如大家熟知的混合酸酐)進行縮合反應，從而得到β-內酰胺類抗生素。在美國專利US 4405782、US 4625021、US 5034521和英國專利GB 2240102中，有制備β-內酰胺類抗生素(如氨芐青霉素、阿莫西林、頭孢氨芐、頭孢羥氨芐、頭孢拉定、頭孢唑啉等)的詳細記述，但對于含氮有機堿性原料的后處理方法未見報道。
工業生產中，如前所述含氮有機堿最終基本是以鹽的形式(如鹽酸鹽、硫酸鹽)存在于水溶液或含水的有機溶液[如含水的N,N-二甲基酰胺(DMP)、丙酮、乙腈、異丙醇、甲醇等的溶液]中。對于這些溶液，通常的處理方法是蒸餾回收完畢其中的有機溶劑后，含如前所述含氮有機堿或其鹽或其分解物的高沸物即變為“三廢”，這對環境會造成較大的損害；另外，半合成β-內酰胺類抗生素所用到的如前所述含氮有機堿，其產品價格都比較高，如果不加以回收利用，那么就勢必會提高產品的成本，同時對“三廢”的處理也需要花費大量的人力物力，也會對企業造成較大的經濟負擔。
發明的目的在于提供回收利用如前所述含氮有機堿的方法。
發明的目的是這樣實現的一種從含有水、無機鹽、水溶性有機溶劑、含氮有機堿或其鹽等成分組成的溶液中回收含氮有機堿的方法，其特征在于1-1首先用萃取劑A將水溶性有機溶劑萃取出來，分餾萃取相，回收萃取劑A和水溶性有機溶劑萃取劑A是指二氯甲烷、二氯乙烷等鹵代烷類、苯、甲苯、以及甲基異丁基酮、環己烷等。
1-2在萃余相中加入無機堿和萃取劑B，再分餾萃取相，回收有機堿；萃取劑B是指苯、甲苯、二甲苯、環己烷、正己烷、煤油、柴油等低級烷烴類、以及甲基異丁基酮、石油醚、硝基苯等。
根據萃取劑A對有機溶劑的溶解性不同，萃取劑A的用量為含氮有機堿溶液體積的0.5～10倍，萃取次數為3～7次，萃取溫度為-15～60℃(，溶液的pH值為2～9。所述水溶性有機溶劑是指DMF、丙酮、乙腈、甲醇、異丙醇等中的一種或兩種及以上成份組成，其體積濃度一般在10～90％。當體積濃度在25～90％時，要先萃取有機溶劑，但當其體積濃度在25％以下時，可以先萃取有機溶劑，但也可以不先分離有機溶劑，直接在溶液中加萃取劑B和無機堿，把有機堿萃取出來，萃取液經過分餾回收有機堿。
所述萃取劑B的用量為被萃取液的0.5～4倍，萃取溫度為-10～60℃。這里的被萃取液一是當需要把有機溶劑萃取時，就是萃取出有機溶劑后的萃余相，二是不需要把有機溶劑先分離時，就是含氮有機堿或其鹽的溶液(原始溶液)。
所述無機堿是指氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀，以及氧化鈣等堿性氧化物，加入過量的無機堿，是使被萃取液呈堿性，特別是呈強堿性，PH可在11以上，其作用在于溶解含氮有機堿的鹽，使鹽發生水解，降低有機堿的溶解度。
所述含氮有機堿是指低碳烷基胺類，芳香胺類，低碳取代胍類，氮雜環類。低碳烷基胺類是指C1～C4的胺，如三乙胺(TEA)、二乙胺。芳香胺類如二甲基苯胺(DMA)。低碳取代胍類是指C1～C4的胍類，如四甲基胍(TMG)。氮雜環類是1,8-二氮雜二環(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)或1,5-二氮雜二環(4.3.0)九碳-5-烯(DBN)、喹啉、哌嗪以及結構類似物。
含氮有機堿的鹽是指鹽酸鹽、硫酸鹽。
以上所述的方法，萃取劑A萃取的含有水溶性有機溶劑的萃取液可以采用通常的常壓或(和)減壓分餾的方法回收萃取劑和有機溶劑。
以上所述的方法，萃取劑B萃取的含有含氮有機堿的萃取液可以用通常的常壓或(和)減壓分餾的方法回收有機溶劑和有機堿。
本發明提供的有機溶劑和含氮有機堿的回收方法，工藝簡便，易于操作，既降低了生產成本，也減少了環境污染。
以下參考實施例是為了進一步闡述本發明，但本發明不局限于這些實施例。
含氮有機堿鹽的水溶液的配制在以下實施例中使用下表中所配制的含有機堿鹽的水溶液。配制方法是將每種溶液中除酸外的各個組份加入到150ml水中，冰水冷卻下加入給定的酸，溫度保持的30℃以下，調節pH4～7，補加水至300ml。
實施例1向溶液A中加入600ml苯，冰鹽水冷卻至0～10℃，攪拌下分次加入固體氫氧化鈉120g，保持溶液溫度使不超過30℃，攪拌溶解，然后靜置分層，分去下層堿液，得上層苯提取液652ml。苯提取液常壓分餾回收苯，得回收苯571ml，回收率為95.17％回收完苯后，收集80～83℃/0.6mmHg餾份，得到回收DBU34.4g，經氣相色譜分析(GC)含量為98.13％，回收率為86％。
實施例2向溶液A中加入300mlDMF，然后在30℃以下每次用400ml二氯甲烷萃取，共萃取六次，萃取液分餾回收二氯甲烷和DMF，二氯甲烷的回收率為94.23％，DMF的回收率為92.74％。萃余相中殘留的DMF小于2％。
萃余相操作同實施例1，甲苯替代苯。甲苯的回收率為94.59％，得到回收DBU33.2g，含量為98.43％(GC)，回收率為83％。
實施例3操作同實施例1，用二甲苯500ml替換苯。二甲苯回收率為96.6％；得到DBU32.1g，含量為98.22％(GC)，回收率為80.25％。
實施例4溶液B，30℃以下，加入固體氫氧化鈉，調節pH11~13，靜置分層。分得上層三乙胺粗品，加入7g無水硫酸鈉干燥過夜，蒸餾得到三乙胺回收品19.2g，含量99.49％(GC)，回收率80％。
分去三乙胺的水層，操作同實施例1。加入甲苯500ml，甲苯回收率為95.77％得到DBU30.8g，含量為98.47％(GC)，回收率為77.0％。
實施例5溶液C，30C以下，加入固體氫氧化鈉，調節pH11~13，靜置分層。分得上層三乙胺粗品，加入13g無水硫酸鈉干燥過夜，蒸餾得乙胺回收品38.3g，含量為99.71％(GC)，回收率為79.79％。
分去三乙胺的水層，操作同實施例4，甲苯回收率為95.31％；得到DBU30.3g，含量為98.32％(GC)，回收率為75.75％。
權利要求
1.一種從含有水、無機鹽、水溶性有機溶劑、含氮有機堿或其鹽組成的溶液中回收含氮有機堿的方法，其特征在于1-1首先用萃取劑A將水溶性有機溶劑萃取出來，萃取劑A是指二氯甲烷、二氯乙烷、苯、甲苯、以及甲基異丁基酮、環己烷中的一種。1-2在萃余相中加入無機堿和萃取劑B，再分餾萃取相，回收有機堿，萃取劑B是指苯、甲苯、二甲苯、環己烷、正己烷、煤油、柴油等低級烷烴類、以及甲基異丁基酮、石油醚、硝基苯。
2.按照權利要求1所述的方法，其特征在于水溶性有機溶劑是指DMF、丙酮、乙腈、甲醇、異丙醇等中的一種或兩種及以上成份組成，其體積濃度為25～90％。
3.按照權利要求1所述的方法，其特征在于萃取劑A的用量為含氮有機堿溶液體積的0.5～10倍。
4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于萃取劑A萃取時的萃取溫度為－15～60℃，溶液的PH為2～9。
5.一種從含有水、無機鹽、水溶性有機溶劑、含氮有機堿或其鹽組成的溶液中回收含氮有機堿的方法，其特征在于含氮有機堿(或其鹽)的溶液中水溶性有機溶劑的含量低于25％(體積濃度)時，直接加入無機堿和萃取劑B，把含氮有機堿從水相中萃取出來，萃取液經過分餾回收有機堿，萃取劑B是指苯、甲苯、二甲苯、環己烷、正己烷、煤油、柴油等低級烷烴類、以及甲基異丁基酮、石油醚、硝基苯。
6.按照權利要求1或5所述的方法，其特征在于萃取劑B的用量為被萃取液的0.5～4倍。
7.根據權利要求1或5所述的方法，其特征在于萃取劑B的萃取溫度為-10～60℃。
8.按照權利要求1或5所述的方法，其特征在于含氮有機堿是指低碳烷基胺類，芳香胺類，低碳取代胍類，氮雜環類。
9.按照權利要求8所述的方法，其特征在于低碳烷基胺類是指C1～C4的胺，如三乙胺(TEA)。
10.按照權利要求8所述的方法，其特征在于芳香胺類是二甲基苯胺(DMA)。
11.按照權利要求8所述的方法，其特征在于低碳取代胍類是指C1～C4的胍類，如四甲基胍(TMG)。
12.按照權利要求8所述的方法，其特征在于氮雜壞類是1,8-二氮雜二環(5.4.0)十一碳-7-烯(DBU)或1,5-二氮雜二環(4.3.0)九碳-5-烯(DBN)、喹啉、哌嗪以及結構類似物。
13.按照權利要求1或5所述的方法，其特征在于含氮有機堿的鹽是指鹽酸鹽、硫酸鹽。
14.按照權利要求1或5所述的方法，其特征在于無機堿是指氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸鉀，以及氧化鈣等堿性氧化物。
全文摘要
本發明是通過萃取的原理,用合適的萃取劑把有機溶劑從含有有機堿(或其鹽)的水溶液中萃取出來;在萃余相水層中再加入萃取劑和過量的無機堿,把有機堿提入到萃取劑中并與水分離。然后把兩萃取液分別進行分餾,以達到回收有機堿的目的,同時分餾得到的萃取劑可以循環利用。本發明提供含氮有機堿的回收方法,既可以降低生產成本,也可以減少環境污染:工藝簡便,易于操作。
文檔編號C01D7/22GK1298855SQ9912040
公開日2001年6月13日 申請日期1999年12月3日 優先權日1999年12月3日
發明者方長明, 陳舒明 申請人:山東淄博新華－肯孚制藥有限公司