專利名稱：分離提純n－乙基咔唑的工藝方法
技術領域：
本發明涉及一種從混合物中分離提純N-乙基咔唑的方法。
雜環芳香烴化合物咔唑及其衍生物是染料、香料、醫藥等產品的中間體，其中N-乙基咔唑是由咔唑與鹵乙烷反應而生成的化合物，其結構式如下 N-乙基咔唑是合成染料硫化還原蘭GNX及顏料永固紫RL的中間體。無論作為還原蘭GNX的中間體還是顏料永固紫RL的中間體，均對其純度有一定要求。在N-乙基咔唑的合成中，由于咔唑的分離提純較難(咔唑與其中的主要雜質蒽、菲等的熔點和沸點很接近，咔唑沸點為355℃，蒽的沸點為340℃；咔唑的熔點為245℃，蒽的熔點為216℃)，從而導致粗產品N-乙基咔唑的純度較低，因此須對反應所獲得的N-乙基咔唑進行分離提純。
傳統的對N-乙基咔唑分離提純的方法為結晶洗滌及活性炭脫色方法。該方法要耗用大量溶劑、產生大量廢水、操作困難。美國專利US2783244公開了一種關于蒽的提純及N-乙基咔唑制備工藝，該工藝采用蒽瀝青為原料，首先用溶劑對瀝青進行洗滌結晶，以將原料中的蒽及咔唑分離出來，而后將蒽及咔唑混合物進行烷基化，烷基化劑為硫酸二乙酯，溶劑為含水丙酮，在96％氫氧化鉀水溶液存在下反應2.5小時，反應結束后，加入一定水使蒽析出，過濾后可得純度為93％的蒽，對含N-乙基咔唑的油相繼續用水稀釋以使N-乙基咔唑析出，過濾后可得純度為83％的產品，收率為87％。該專利中用大量水提純產品，廢水較難處理，環境污染嚴重。美國專利US5393894及歐洲專利EP0635490講述了另一種N-乙基咔唑制備方法。該方法采用96％的咔唑為原料，碳酸乙酯為烷基化劑，反應溫度為130～320℃，咔唑與碳酸乙酯的摩爾比為1.1～2.5∶1，在氫氧化鉀、碳酸鉀或乙醇鉀存在下反應24小時，而后將剩余碳酸乙酯蒸出，70～100℃加水結晶，即得96％純度的產品。該方法對原料要求較高，生產成本也較高，同時也存在廢水污染環境的問題。
本發明的目的在于提供一種靜態結晶分離提純N-乙基咔唑的工藝方法，能有效地從混合物中分離提純N-乙基咔唑，降低了對原料咔唑純度的要求，降低了生產成本，并能夠克服現有技術污染環境的缺陷。
本發明的技術構思是這樣的N-乙基咔唑的熔點為69℃，咔唑的熔點為245℃，蒽的熔點為216℃，菲的熔點為101℃，由此可以利用N-乙基咔唑熔點較低的特點用靜態分布結晶方法對N-乙基咔唑分離提純。
實現本發明目的技術方案包括如下步驟將含有咔唑、蒽和菲等雜質的N-乙基咔唑粗產品置于結晶器中，加熱，使其溫度升高，按不同溫度段收集熔化物。在67～71℃收集的熔化物即為純化的N-乙基咔唑。
本發明優選的技術方案包括如下步驟將含有咔唑、蒽和菲雜質的N-乙基咔唑粗產品置于結晶器中，將結晶器放入冰柜中進行深度冷卻，深度冷卻的目的是使粗產品充分結晶，因此溫度越低越好，但同時能耗將增大，因此一般冷卻至-20～-5℃即可，而后取出使其溫度升至室溫，然后使溫度緩慢升高，升溫速度為5～15℃/hr，在55～60℃后，升溫速度控制在0.3～10℃/hr，最好為0.5～5℃/hr，升溫速度太快，則提純效率降低；升溫速度太慢，則將降低生產效率。按不同溫度段收集熔化物。在67～71℃收集的熔化物即為純化的N-乙基咔唑。
本發明更為優選的技術方案包括如下步驟
為了結晶均勻，可在深度冷卻前，將含有N-乙基咔唑、咔唑、蒽和菲的粗產品先升高溫度將其熔化，然后使其逐步降溫，降溫速度以0.5～5℃/hr為好，使其緩慢結晶，降溫速度太快，則結晶不均勻；降溫速度太慢，則將降低生產效率。待熔化物冷卻至40～50℃后，可自然冷卻至室溫，然后再進行深度冷卻。
采用上述方法所獲得的N-乙基咔唑，其純度可達94％以上。與其它工藝相比，本工藝還有成本低、操作簡單、易于實現連續化、不產生廢水、不使用溶劑等優點，并可同時獲得純度較高的蒽、咔唑和菲。
在工業生產上，可重復上述的操作過程，以提高產品的純度和得率。
以下將通過實施例對本發明的有關細節作進一步的說明。
實施例1以8.93克純度為88.24％的N-乙基咔唑為原料，將其熔化后加入結晶器中，升溫至85℃，使其在結晶器中充分熔化，而后緩慢降溫，控制降溫速度在3℃/hr，待溶化物大部分冷卻后，使其自然冷卻至室溫，再將結晶器放入冰柜中進行深度冷卻結晶，而后取出升溫，當其溫度升至室溫后控制升溫速度。在57℃后，升溫速度控制在1℃/hr，按不同溫度段收集溶化物。在67～71℃收集的熔化物為N-乙基咔唑。
最后得到94.39％的N-乙基咔唑產品1.66克，純度低于94.39％的產品6.49克。
產物分析在日本島津GC-14B型氣相色譜儀上進行，處理機為日本島津C-R6A，色譜柱為SE-54毛細管柱。譜峰對應物質用日本島津GC-17A-QP-5000色質聯用儀來測定。色譜條件為從150℃開始升溫，升溫速率為4℃/每分鐘，升溫至250℃后保持25分鐘，檢測室溫度為270℃，汽化室溫度為250℃。
權利要求
1.一種分離提純N-乙基咔唑的工藝方法，其特征在于包括如下步驟將含有雜質的N-乙基咔唑粗產品置于結晶器中，使其溫度升高，在67～71℃收集熔化物，即獲得純化的N-乙基咔唑。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于將含有雜質的N-乙基咔唑粗產品置于結晶器中，將結晶器冷卻至-20～-5℃，而后取出使其溫度升至室溫，然后使溫度緩慢升高，升溫速度為5～15℃/hr，在55～60℃后，升溫速度為0.3～10℃/hr，在67～71℃收集熔化物，即為純化的N-乙基咔唑。
3.如權利要求2所述的方法，其特征在于在55～60℃后，升溫速度為0.5～5℃/hr。
4.如權利要求3所述的方法，其特征在于在深度冷卻前，將含有雜質的N-乙基咔唑粗產品先升高溫度將其熔化，然后使其逐步降溫，降溫速度為0.5～5℃/hr，待熔化物冷卻至40～50℃后，可自然冷卻至室溫，然后再進行深度冷卻。
全文摘要
本發明公開了一種分離提純N－乙基咔唑的工藝方法。N－乙基咔唑是合成染料硫化還原蘭GNX及顏料永固紫RL的中間體。在N－乙基咔唑的粗產品中含有咔唑、蒽、菲等雜質。本發明利用粗產品中各物質熔點的差異,采用靜態分布結晶方法對N－乙基咔唑分離提純,所獲得的N－乙基咔唑的純度可達94%以上。本工藝具有成本低、操作簡單、易于實現連續化、不產生廢水、不使用溶劑等優點,并可同時獲得純度較高的蒽、咔唑和菲。
文檔編號C07D207/00GK1365970SQ01105219
公開日2002年8月28日 申請日期2001年1月16日 優先權日2001年1月16日
發明者張曉輝, 周響弟, 王杰華, 韓太白 申請人:上海寶鋼化工有限公司