專利名稱：四甲基哌啶醇合成工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種四甲基哌啶醇合成工藝。
背景技術(shù)：
四甲基哌啶醇化學(xué)名稱2，2，6，6-四甲基-4-哌啶醇，是合成受阻胺光穩(wěn)定劑、醫(yī)藥、漂白劑、阻聚劑、環(huán)氧樹脂交聯(lián)劑等產(chǎn)品的重要中間體。目前我國開發(fā)的受阻胺類光穩(wěn)定劑均為哌啶類衍生物，并且都是以哌啶醇為中間體的產(chǎn)品，所以哌啶醇的生產(chǎn)是關(guān)系我國光穩(wěn)定劑發(fā)展的重要環(huán)節(jié)。因此，進(jìn)行哌啶醇的合成研究具有重要的現(xiàn)實意義。目前國內(nèi)外報道的由哌啶酮通過還原制備哌啶醇的方法主要有以下幾種1、催化氫化法，包括加壓氫化法和常壓氫化法。目前工業(yè)主要采用加壓氫化法；2、化學(xué)還原法，采用異丙醇鋁、硼氫化鈉等為還原劑，將哌啶酮還原為哌啶醇，但是還原劑價格較貴，而且反應(yīng)后處理較復(fù)雜，工業(yè)上很少采用；3、電化學(xué)還原法，哌啶酮在電解槽的陰極被還原為哌啶醇，但是由于生產(chǎn)能耗高，電解槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜等原因，工業(yè)一般不采用。工業(yè)上主要采用的是第一種方法。德國的研究人員使用Raney-Ni為催化劑，液相氫化壓力為0. 49-9. 8MPa,哌啶醇的收率可達(dá)95%左右。捷克的研究人員報道使用Ni/Cr203、 Ni0/Al203為催化劑產(chǎn)率為86% -93%左右，但反應(yīng)條件苛刻。汽巴公司報道了使用Ru/C為催化劑水為溶劑收率為91-97%。國內(nèi)的陳立功、張澤鵬等人也對其加氫還原做了研究。目前液相氫化法工藝的主要缺點是催化劑Ru/C價格昂貴，不利于工業(yè)化，溶劑二甲苯、甲苯，甲醇等損耗率大于20%，造成環(huán)境污染。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對上述不足研究開發(fā)了一種四甲基哌啶醇的合成工藝，目的在于本發(fā)明的技術(shù)解決方案一種四甲基哌啶醇的合成工藝第一步，向高壓反應(yīng)釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮、催化劑、片堿和水，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2,最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2 至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在70-100°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2,同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C 以下，停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇，母液回收再利用。所述高壓反應(yīng)釜安裝有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)。所述四甲基哌啶酮、催化劑、片堿和水按重量計比例為10 0. 2 1. 5 0. 01 0.05 20 30。
所述合成工藝第三步最佳溫度為90°C。所述的催化劑是Raney-Ni (雷尼鎳，氫活性催化還原劑，是有機金屬化合物)。所加的片堿起到助催化和維持體系的堿性的作用。本發(fā)明的有益效果用水做溶劑反應(yīng)，避免了 Raney-Ni在有機溶劑中易燃燒的缺點，同時降低了合成成本，而且采用本工藝合成的四甲基哌啶醇具有收率高且純度高、色澤好、質(zhì)量好，便于操作，容易實施的優(yōu)點，且無環(huán)境污染，利于推廣應(yīng)用。
具體實施例方式實施例1第一步，向帶有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)的IL高壓釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮M5g、催化劑15. 5g、片堿1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2 至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在90°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2,同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C 以下，停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇 M4g，收率為 98. 1% ο 純度 GC 99. 9%，熔點:130. 6-131. 5°C。實施例2第一步，向帶有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)的IL高壓釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮M5g、催化劑15. 5g、片堿1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在O.SMPa，當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2 至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在70-100°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2，同時向釜內(nèi)通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C以下， 停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇152g，收率為96. 8%。純度GC :99. 9%，熔點130. 3-131. 7°C。實施例5第一步，向帶有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)的IL高壓釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮M5g、催化劑7. 75g、片堿1. 55g和水400g，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2 至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在90°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；
第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2,同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C 以下，停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇 142g，收率為 90. 4%0 純度 GC 99. 9%，熔點:130. 2_131°C。內(nèi)補充H2至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在100°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. SMPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2，同時向釜內(nèi)通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C以下， 停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇 148g，收率為 94. 3% ο 純度 GC :99. 9%，熔點129. 8-131 "C。實施例3第一步，向帶有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)的IL高壓釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮M5g，催化劑15. 5g，片堿2. Og和水400g，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換空氣，然后通H2置換N2，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2 至0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在70°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2，同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50 V， 停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇 144g，收率為 91. 7%0 純度 GC 99. 9%，熔點:130. 2-131. 5°C。實施例4第一步，向帶有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)的IL高壓釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮M5g、催化劑23. 25g、片堿2. Og和水400g，并且密封；
權(quán)利要求
1.一種四甲基哌啶醇的合成工藝第一步，向高壓反應(yīng)釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮、催化劑、片堿和水，并且密封；第二步，向釜內(nèi)通入N2置換3次，然后通H2置換3次，最后通H2至壓力為0. SMPa ；第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0. 8MPa,當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時向釜內(nèi)補充H2至 0. 8MPa,同時攪拌升溫，控制溫度在70-100°C，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力維持在一定時間內(nèi)維持在0. 8MPa不再變化，停止反應(yīng)；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2，同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50°C以下， 停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水；第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四甲基哌啶醇的合成工藝，其特征在于所述高壓反應(yīng)釜安裝有冷卻水管、壓力計、攪拌、熱電偶測溫儀及加熱系統(tǒng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四甲基哌啶醇的合成工藝，其特征在于所述四甲基哌啶酮、催化劑、片堿和水按重量計比例為10 0.2 1.5 0.01 0.05 20 30。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四甲基哌啶醇的合成工藝，其特征在于所述合成工藝第三步最佳溫度為90°C。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種四甲基哌啶醇的合成工藝，其特征在于所述的催化劑是 Raney-Ni。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種四甲基哌啶醇的合成工藝第一步，向高壓反應(yīng)釜內(nèi)加入四甲基哌啶酮、催化劑、片堿和水；第二步，向釜內(nèi)通入N2，然后通H2置換N2，第三步，首先控制釜內(nèi)壓力維持在0.8MPa，當(dāng)釜內(nèi)壓力下降時，及時補充H2至0.8MPa，同時攪拌升溫，控制溫度在70-100℃，重復(fù)上述操作直到釜內(nèi)壓力在一定時間內(nèi)維持在0.8MPa不再變化；第四步，向釜內(nèi)通入N2置換H2，同時向釜內(nèi)盤管通入冷卻水使釜內(nèi)溫度降至50℃以下，停止攪拌，過濾出催化劑，蒸出部分水，第五步，將剩下的過飽和母液在冰水浴下攪拌冷卻結(jié)晶，過濾洗滌得到四甲基哌啶醇。采用本工藝合成的四甲基哌啶醇具有收率高且純度高、色澤好、質(zhì)量好的優(yōu)點，且無環(huán)境污染，利于推廣應(yīng)用。
文檔編號C07D211/46GK102351781SQ20111022748
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月8日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月8日
發(fā)明者田禮彬, 蘇宏鎮(zhèn), 項瞻波 申請人:宿遷聯(lián)盛化學(xué)有限公司