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对甲苯磺酰肼的制备方法及应用

发布日期:2018/12/3 9:50:41

背景及概述[1][2]

对甲苯磺酰肼别名4-甲基苯磺酰肼,为白色结晶粉末,易溶于碱,溶于甲醇、乙醇和丁酮,微溶于水、醛类,不溶于苯、甲苯。用作天然橡胶、合成橡胶及多种塑料的发泡剂,使塑料及橡胶制品产生细微闭孔结构,制品的收缩率小,抗撕裂强度大,也是一种重要的有机合成中间体,用于医药、农药生产等有机合成中。

制备[1]

目前,对甲苯磺酰肼的合成方法主要是由对甲苯磺酰氯与水合肼(或肼盐)在苯介质中反应制得,其工艺步骤如下:将水合肼加水稀释成10%的水溶液,投入搪瓷反应釜中,在 搅拌下加入硫酸进行反应,生成硫酸肼溶液。将苯和对甲苯基磺酰氯搅拌溶解后,加入反应釜与硫酸肼混合,在常温下不断搅拌,发生缩合反应,生成对甲苯磺酰肼。因为对甲苯磺酰肼不溶于苯,而且仅微溶于水,因此以固体析出。反应过程中产生的氯化氢引出后用水吸收,而得副产盐酸。待对甲苯磺酰肼生成反应完全后,停止搅拌,反应产物经过滤,滤液静置分层,上层为苯可循环使用,水层回收未反应的硫酸肼。滤饼进行水洗,洗去酸和水溶性物后,再经脱水,于60℃左右进行干燥,即得成品。

现有技术存在的缺点是:

(1)在反应中使用了苯作溶剂,苯是一种易挥发、对人体会造成毒害作用的有毒致癌物质,苯在使用过程中的少量逸漏和挥发都会对人体健康及环境造成损害和污染;

(2)在反应过程中会产生腐蚀性极强的氯化氢气体及盐酸,对设备要求高,在副产盐酸中含有少量的苯较难处理去除,限制了副产盐酸的使用,其无害化处理难度大、费用高,易造成环境污染;

(3)目前的合成方法都是以价格昂贵的水合肼为原料,收率只有80%左右,生产成本较高。

CN201710303582.4提供了一种工艺简单、对设备要求低、 副产物可循环利用、收率高、生产成本低、绿色环保的对甲苯磺酰肼制备新方法。采用的技术方案是:以对甲苯磺酰胺、丙酮连氮和水为原料,在一定温度下反应合成对甲苯磺酰肼,反应过程中生成的氨和丙酮可回用于制备丙酮连氮,反应结束后将析出的固体物质离心过滤,滤饼经洗涤、干燥后得到对甲苯磺酰肼成品。

本发明方法具体的工艺步骤如下:将对甲苯磺酰胺、丙酮连氮和水放入反应釜中,开启搅拌,加热升温至80℃~90℃进行反应,将反应产生的气体引入精馏塔,在塔顶温度55 ℃~60℃下采出丙酮并回收氨气;反应8~12小时后取样分析,当反应液中对甲苯磺酰胺的含量降至1%时停止加热、结束反应,待反应釜冷却至常温后,将反应釜中的物料离心过滤,含有丙酮连氮和对甲苯磺酰胺的滤液可直接回用于制备对甲苯磺酰肼,滤饼用水洗涤后在 60℃左右进行干燥,即得对甲苯磺酰肼成品。

应用 [2]

一、用于合成阿比特龙醋酸酯

采用如下技术方案:一种阿比特龙醋酸酯的合成方法,包括如下步骤:

A、将对甲苯磺酰氯溶解于甲苯中得浓度为溶液X,于15℃将水合肼缓慢加入溶液X 中,继续反应30-60分钟,出现白色沉淀;反应完毕后,加入10℃的冷水,搅拌、抽滤,再用纯 化水洗涤3-5次,于室温放置干燥,即得到白色对甲苯磺酰肼晶体;B、将去氢表雄酮、甲醇、和对甲苯磺酰肼,室温下充分搅拌溶解得溶液Y,加入硫 酸,60℃油浴回流0-8h,TLC分析确定反应终点;反应完毕后,旋蒸除去溶剂,出现大量白色 沉淀,加入0℃冰水,抽滤,再用纯化水洗涤3-5次,50℃下烘干除去水分,得到白色固体,即 为去氢表雄酮-17-对甲苯磺酰腙;C、将去氢表雄酮-17-对甲苯磺酰腙、1,4-二氧六环、叔丁醇锂、Pd2(dba)3、和 Xphos室温下充分溶解后搅拌0-30分钟,其中所述Pd2(dba)3于氮气保护下加入,然后迅速 加入3-溴吡啶,80-110℃油浴反应0-24h,TLC分析确定反应终点;反应完毕后,加入0℃冰 水,充分振荡,加入20mL乙酸乙酯,分液,用乙酸乙酯萃取,合并有机相,无水硫酸钠干燥,过 滤,旋蒸除去旋液,得到淡黄色固体,用正己烷重结晶,得到白色固体即17-(3-吡啶基)-雄 甾-5,16-二烯-3β-醇;D、依次于容器中加入17-(3-吡啶基)-雄甾-5,16-二烯-3β-醇、乙醚和三乙胺,搅 拌均匀,缓慢滴加乙酰氯,室温下搅拌反应0-5h,确定反应终点;反应完毕后,抽滤,滤液经 活性炭脱色,旋蒸,得到白色固体,即为阿比特龙醋酸酯成品。

二、制用于备一种弹性假体材料

假体是一种替代人体某个肢体、器官或组织的医疗器械。CN201710738323.4提供一种弹性假体材料及其制备方法。由以下重量份数的组分制成:固态硅橡胶颗粒 65-85份、聚甲基丙烯酸甲酯45-60份、聚三亚甲基环碳酸酯36-48份、邻苯二甲酸二异壬酯 25-30份、均苯三酚三缩水甘油醚环氧树脂30-35份、二甲基亚砜15-25份、三乙烯四胺10-18 份、对甲苯磺酰肼10-15份。

与现有技术相比,本发明一种弹性假体材料的有益效果是:本申请假体材料组分中的固态硅橡胶颗粒和聚甲基丙烯酸甲酯共同作用兼顾了假体材料的弹性和强度,聚三亚甲基环碳酸酯的添加改善了假体材料的耐热性,使得假体材料的热分解温度提高,组分中 的对甲苯磺酰肼能够降低了假体材料的密度,使得假体材料更轻质,同时还有利于提高假 体材料的透气性,制备得到的弹性假体材料可广泛应用于医学整形领域。

主要参考资料

[1] CN201710303582.4 一种对甲苯磺酰肼的制备方法

[2]CN201710506895.X 一种阿比特龙醋酸酯的合成方法

[3]CN201710738323.4 一种弹性假体材料及其制备方法

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