Способ получения 2-аминоэтансульфоновой кислоты

Способ получения 2-аминоэтансульфоновой кислоты

Реферат

 

Изобретение относится к аминосульфокислотам, в частности к получению 2-аминоэтансульфоновой кислоты (АСК), которая применяется в производстве фармацевтических препаратов. Цель изобретения - повышение выхода и качества АСК, утилизация отходов производства. Получение АСК ведут из моноэтаноламина и H₃SO₄. Отделение воды и выделение образующейся 2-аминоэтилсерной кислоты(ЭСК) проводят упаркой воды досуха при 102-130^oС. Очистку ЭСК ведут перекристаллизацией из 28-32%-ного спирта с последующей обработкой последней сульфитом натрия при кипячении в воде. Затем проводят экстракцию в присутствии NaCi с одновременной отпаркой и абсорбцией сухого HCI. Отгонку соляной кислоты ведут до остаточного объема 30-35% от первоначального. Обработку реакционной массы выполняют путем выливания ее в 88-92%-ный спирт, а промывку целевого АСК осуществляют тем же спиртом. Способ позволяет повысить выход с 63 до 88-90%, содержание основного вещества не ниже 95% против 85,3% при известном способе, а также утилизировать отходы производства с регенерацией до 80% концентрированной HCI. 1 ил.

Предлагается усовершенствованный способ получения 2-аминоэтансульфоновой кислоты, которая находит применение в производстве фармацевтических препаратов и в различных органических синтезах. Целью изобретения является повышение выхода и качества целевого продукта, утилизация отходов производства, что достигается следующими приемами выделения и очистки промежуточной 2-аминоэтилсерной и целевой 2-аминоэтансульфокислоты в процессе взаимодействия моноэтаноламина с серной кислотой и последующей обработкой промежуточной кислоты сульфитом натрия. Отделение воды и выделение 2-аминоэтилсерной кислоты проводят упаркой воды досуха при 102-103^оС, очистку 2-аминоэтилсерной кислоты перекристаллизацией из 28-32% -ного водного спирта, экстракцию целевого продукта концентрированной соляной кислоты в присутствии хлористого натрия с одновременной отпаркой и абсорбцией сухого HCl, отгонку соляной кислоты до остаточного объема 30-35% от первоначального, обработку реакционной массы путем выливания ее в 88-92%-ный спирт, а промывку целевого продукта тем же спиртом. П р и м е р 1. Получение 2-аминоэтилсерной кислоты. В 50-литровый реактор загружают 6,1 кг (100 моль) моноэтаноламина и при перемешивании охлаждают его до 12-15^оС, после чего прибавляют 10,4 кг (100 моль) концентрированной (94,5% ) серной кислоты с такой скоростью, чтобы температура в реакционной массе не превышала 65-70^оС. Из реакционной массы отгоняют воду при температуре в массе 108-110^оС. К сухому остатку добавляют 25 л 30 2%-ного водного этанола и смесь нагревают при перемешивании 30-35 мин до полного растворения осадка. Раствор охлаждают до 20-25^оС и выдерживают 2-2,5 ч. Выпавшие кристаллы 2-аминоэтилсерной кислоты отфильтровывают, промывают на фильтре 2,0 л 30%-ного водного этанола и сушат при 80-90^оС. Выход 2-аминоэтилсерной кислоты 14,0 кг (98,4% от теоретического в расчете на моноэтаноламин) при содержании основного вещества 99,2% и рН 4%-ного водного раствора 3,0. Получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты. В 40-литровый реактор загружают 18 л дистиллированной воды, 4,15 кг (32,9 моль) сульфита натрия безводного и перемешивают 30 мин до полного растворения. К раствору прибавляют 3,94 кг 100%-ной (28 моль) 2-аминоэтилсерной кислоты и нагревают реакционную массу до кипения. Реакционный раствор кипятят 20 ч. Затем при работающей мешалке и атмосферном давлении из системы отгоняют воду, упаривают ее досуха. К кристаллическому сухому остатку добавляют 0,33 кг (5,6 моль) хлористого натрия и 28 л 35%-ной соляной кислоты. Реакционную смесь при перемешивании нагревают до кипения и при температуре массы 103-105^оС отпаривают 2 ч хлористый водород, направляя его на поглощение в абгазную систему. При этом 2-аминоэтансульфоновая кислота переходит в раствор, а непрореагировавшая 2-аминоэтилсерная кислота разлагается на моноэтаноламин и серную кислоту. Реакционную смесь охлаждают до 18-20^оС и отфильтровывают от солей. После замера объема (29 л) солянокислого раствора 2-аминоэтансульфоновой кислоты его нагревают до кипения и при атмосферном давлении отгоняют из него 19 л разбавленной соляной кислоты (65% от первоначального объема), которую направляют на поглощение хлористого водорода в абгазную систему. Сконцентрированный горячий экстракт целевого вещества выливают в 28 л интенсивно перемешиваемого 90 2%-ного водного этанола. Для полноты кристаллизации выдерживают массу при перемешивании и температуре 18-20^оС 3-3,5 ч. Отфильтрованный осадок промывают на фильтре 2 л 90 2%-ного этанола и высушивают при 95-100^оС. Получают 3,3 кг 2-аминоэтансульфоновой кислоты с содержанием основного вещества 95% Выход составляет 90% от теоретического, считая 2-аминоэтилсерную кислоту. Получение абгазной соляной кислоты. На чертеже представлена схема получения соляной кислоты. Хлористый водород, отпаренный при экстракции целевого продукта концентрированной соляной кислотой в аппарате 1, отделяют от влаги в теплообменнике 2 и подают в теплообменник-абсорбер 3, орошаемый из мерника 4 отгоном разбавленной соляной кислоты, поступающим со стадии укрепления экстракта. Абсорбцию хлористого водорода в теплообменнике-абсорбере 3 проводят в изометрических условиях при 20-23^оС и скорости орошения 20-25 л/ч. Укрепленную соляную кислоту собирают в охлаждаемом сборнике 5, откуда вновь подают в мерник 4 на орошение. Часть не успевшего поглотиться в первом абсорбере хлористого водорода поступает во второй теплообменник-абсорбер 6, который из мерника 7 орошается обессоленной водой. Во втором абсорбере поглощение ведут также в изометрических условиях при 20-23^оС и скорости орошения 15-20 л/ч. Раствор соляной кислоты из этого абсорбера собирают в охлаждаемый сборник 8, откуда его подают на повторное орошение в мерник 7. Пары хлористого водорода, не поглощенные в абсорбере 6, поступают в санитарную колонну 9. Циркуляция солянокислых растворов из сборников 5 и 8 ведется до тех пор, пока концентрация кислоты не достигнет в сборнике 5 33-35% а в сборнике 8 20-22% После этого кислота из сборника 5 возвращается в производственный процесс, а кислота из сборника 8 в мерник 4 (на укрепление). При подаче в мерник 4 19 л отгона соляной кислоты со стадии укрепления экстракта 2-аминоэтансульфоновой кислоты в первой абсорбционной системе в указанных условиях за три рецикла получают 21,5 л соляной кислоты 35%-ной концентрации. При подаче в мерник 7 10 л обессоленной воды во второй абсорбционной системе за это время получают 10 л 2,5%-ной кислоты. Утилизация хлористого водорода, взятого на получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты в виде соляной кислоты (35%-ной) в пересчете на 100%-ный хлористый водород, составляет при этом 75% П р и м е р 2. Получение 2-аминоэтилсерной кислоты. В 50-литровый реактор загружают 6,1 кг (100 моль) моноэтаноламина и охлаждают его до 0^оС. В реактор медленно приливают 32,8 л 30%-ного водного раствора серной кислоты (100 моль), следя, чтобы температура не поднималась выше 0^оС. По окончании прибавления кислоты из реакционной массы отгоняют воду при температуре массы 102-104^оС. Далее обработку осадка ведут, как в примере 1, но с заменой 30%-ного этанола на 30%-ный изопропанол. Получают 134 кг 2-аминоэтилсерной кислоты с содержанием основного вещества 99,9% и рН 4% -ного водного раствора 3,5. Выход составляет 95% в расчете на моноэтаноламин. Получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты. В 40 литровый реактор загружают 14,4 л дистиллированной воды, 8,22 кг (32,9 моль) шестиводного сульфита натрия (6Н₂Оx xNa₂SO₃) и перемешивают смесь 30 мин до полного растворения. К раствору прибавляют 3,94 кг (100%-ной 28 моль) 2-аминоэтилсерной кислоты и нагревают реакционную массу до кипения. Реакционный раствор кипятят 25 ч. Затем при работающей мешалке и атмосферном давлении упаривают массу досуха, отгоняя воду. К кристаллическому остатку добавляют 0,7 кг (12 г/моль) хлористого натрия и 29,7 л 33%-ной соляной кислоты. Реакционную смесь при перемешивании нагревают до кипения и при температуре массы 103-105^оС 2 ч кипятят ее, отпаривая при этом сухой хлористый водород, направляемый на поглощение в абгазную систему. Реакционную массу охлаждают, отфильтровывают от солей и получают 31 л раствора хлоргидрата 2-аминоэтансульфоновой кислоты. При атмосферном давлении из экстракта отгоняют 21,7 л разбавленной соляной кислоты (70% от исходного объема экстракта), которую направляют на поглощение хлористого водорода в абгазную систему. Сконцентрированный горячий экстракт целевого вещества выливают в 30 л интенсивно перемешиваемого 90 2%-ного изопропанола и выдерживают 3,5 ч при 18-20^оС.Отфильтрованный осадок промывают на фильтре 2 л того же растворителя и высушивают при 95-100^оС. Получают 3,13 кг 2-аминоэтансульфоновой кислоты с содержанием основного вещества 98% Выход составляет 88% от теоретического, считая на 2-аминоэтилсерную кислоту. Получение абгазной соляной кислоты. В абсорбер 3 из мерника 4 подают 21,7 л разбавленной соляной кислоты. В абсорбер 6 из мерника 7 подают 10 л раствора соляной кислоты 2,5%-ной концентрации. Поглощение абгазного хлористого водорода, поступающего с операции экстракции проводят так же, как в примере 1. После трех рециклов в первом абсорбере получают 24,6 л соляной кислоты 35%-ной концентрации, а во втором 10,2 л кислоты 5%-ной концентрации. Утилизация хлористого водорода, взятого на получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты в виде 33%-ной соляной кислоты в пересчете на 100%-ный хлористый водород, составляет 80% Содержание Н₂SO₃ не более 0,005 мас. и Н₂SO₄ не более 0,01 мас. Методика количественного определения 2-аминоэтилсерной и 2-аминоэтансульфоновой кислот. Около 0,3 г анализируемой кислоты (точная навеска) растворяют в 30 мл освобожденной от углекислоты дистиллированной воды, добавляют 5 мл формалина и титруют 0,1 н. раствором едкого натра до появления слабо-розового окрашивания в присутствии фенолфталеина. Параллельно проводят контрольный опыт. 1 мл 0,1 н. раствора едкого натра составляет 0,0141 г 2-аминоэтилсерной кислоты или 0,0125 г 2-аминоэтансульфоновой. П р и м е р 3. Получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты по прототипу. Получение 2-аминоэтилсерной кислоты. В 0,5 литровую колбу загружают 100 мл дымящей серной кислоты (с содержанием 20% SO₃), помещают ее в ледяную баню и после охлаждения массы до 5-7^оС медленно добавляют при перемешивании 50 мл (51 г) моноэтаноламина (с содержанием основного вещества 97%) с такой скоростью, чтобы температура в реакционной массе не превышала 10^оС. Массу оставляют на ночь в холодильнике, а затем выливают при перемешивании в 300 мл абсолютного эфира. После 1-часовой выдержки выпавший осадок отфильтровывают на воронке Бюхнера, промывают 40 мл эфира и подсушивают на воронке. Осадок переносят в 0,5 л колбу с обратным холодильником, прибавляют к нему 300 мл дистиллированной воды и нагревают при перемешивании до кипения. Горячий раствор быстро фильтруют через обогреваемый фильтр и выливают в 1000 мл 96%-ного этилового спирта. Массу охлаждают до 20-22^оС и выдерживают 2,5 ч. Выпавшие кристаллы 2-аминоэтилсерной кислоты отфильтровывают, промывают на фильтре двумя порциями по 50 мл абсолютного этанола и сушат в сушильном шкафу в вакууме при комнатной температуре. Получают 101,6 г продукта с содержанием основного вещества 88,24% и рН 4%-ного водного раствора 1,7. Выход, считая на технический вес, составляет 89% (на 100%-ный моноэтаноламин), а в пересчете на 100%-ное основное вещество 78,4% Получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты. В 1-литровую колбу загружают 141 г (1 моль) 2-аминоэтилсерной кислоты, 278 г (1,1 моль) шестиводного сульфита натрия (в пересчете на 100%-ное содержание основного вещества) и 360 мл дистиллированной воды. Массу растворяют при перемешивании в течение 30 мин и затем нагревают на масляной бане до температуры в массе 102-103^оС (температура бани 106-108^оС). После 16-часовой выдержки в указанных условиях массу охлаждают и к ней добавляют еще 139 г (0,55 моль) шестиводного сульфита натрия и 100 мл дистиллированной воды. Реакционную массу вновь выдерживают при 102-103^оС и перемешивании 16 ч, после чего при пониженном давлении упаривают из нее досуха воду. К кристаллическому сухому остатку добавляют 1000 мл 35% -ной соляной кислоты, имеющей удельный вес 1,17 г/мл. Целевой продукт экстрагируют соляной кислотой в течение 2 ч при кипячении с обратным холодильником. Реакционную смесь охлаждают до 20-22^оС и отфильтровывают на стеклянном фильтре от солей. Остаток с фильтра вновь загружают в колбу, добавляют свежую порцию 250 мл концентрированной соляной кислоты и повторяют экстракцию и фильтрацию. Охлажденную до комнатной температуры отфильтрованную жидкость объединяют и снова отфильтровывают от выпавших солей. Получают 1170 мл фильтрата, из которого при пониженном давлении отгоняют на водяной бане раствор соляной кислоты. Получают 1050 мл отгона с уд.в. 1,11 г/мл, что соответствует 22,5%-ной концентрации соляной кислоты. Содержание в ней Н₂SO₄ равно 4 мас. а Н₂SO₃ 3,9 мас. К оставшейся после отгона кислоты в кубе вязкой массе добавляют 500 мл абсолютного спирта и перемешивают. Выпавший осадок отфильтровывают и промывают на фильтре двумя порциями по 100 мл кипящей воды. Готовый продукт сушат в вакууме при 100^оС. Получают 80,1 г 2-аминоэтансульфоновой кислоты с содержанием основного вещества 85,3% Выход, считая на технический вес, в пересчете на 2-аминоэтилсерную кислоту составляет 64% а на 100%-ное содержание основного вещества 54,7% П р и м е р 4. Получение 2-аминоэтилсерной кислоты проводят так же, как в примере 1. Получение 2-аминоэтансульфоновой кислоты. Проводят последовательность операций так же, как в примере 1, и с теми же загрузками, но с той особенностью, что реакционную смесь 2-аминоэтилсерной кислоты и сульфита натрия кипятят 15 ч, а хлористый натрий добавляют к кристаллическому сухому остатку в количестве 1 кг (17 моль). Получают 3,08 кг 2-аминоэтансульфоновой кислоты с содержанием основного вещества 96% Выход составляет 70% от теоретического в пересчете на 2-аминоэтилсерную кислоту. Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить выход с 63 до 88-90% и кaчество целевого продукта (содержание основного вещества не ниже 95% против 85,3% у прототипа), а также утилизировать значительную часть отходов производства с регенерацией до 80% концентрированной соляной кислоты, защищая окружающую среду от вредных кислых выбросов.

Формула изобретения

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ 2-АМИНОЭТАНСУЛЬФОНОВОЙ КИСЛОТЫ взаимодействием моноэтаноламина с серной кислотой, отделением воды и выделением и очисткой образующейся 2-аминоэтилсерной кислоты с последующей обработкой последней сульфитом натрия при кипячении в воде и выделением и очисткой целевого продукта упаркой, экстракцией концентрированной соляной кислоты, отгонкой соляной кислоты, обработкой реакционной массы спиртом и промывкой целевого продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода и качества целевого продукта и утилизации отходов производства, отделение воды и выделение 2-аминоэтилсерной кислоты проводят упаркой воды досуха при 102-130^oС, очистку 2-аминоэтилсерной кислоты осуществляют перекристаллизацией из 28-32%-ного водного спирта, экстракцию проводят в присутствии хлористого натрия в количестве 0,2-0,6 моль на 1 моль 2-аминоэтилсерной кислоты с одновременной отпаркой и абсорбцией сухого хлористого водорода, отгонку соляной кислоты ведут до остаточного объема 30-35% от первоначального, обработку реакционной массы выполняют путем выливания ее в 88-92%-ный спирт, а промывку целевого продукта осуществляют тем же спиртом.

РИСУНКИ

Рисунок 1

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Дата прекращения действия патента: 22.02.1998

Номер и год публикации бюллетеня: 6-2002

Извещение опубликовано: 27.02.2002