专利名称：一步法制备海因的工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一步法制备海因的工艺，即在滴流床反应器中，以羟基乙腈、二氧化碳和氨气为原料，以固体酸为填料和催化剂一步法制备海因。
背景技术：
海因又名乙内酰脲，化学名2，4-咪唑二酮，是一种重要的化学中间体，广泛应用于医药、农药和化工行业。近年来，随着研究的深入，海因在水处理、防腐和涂料等领域的需求日渐增大。
海因的制备方法目前有很多报道，主要分为高压法和常压法两种。例如日本专利报道了高压条件下甲醛、氰化氢、氨气和碳酸铵可以合成海因(JP 61072761，JP 61083164)。William等人以氨基乙腈和碳酸铵为原料，在加压的情况下，67-79℃反应2小时，蒸去水分后将残余物与浓硫酸高温回流3小时，得到海因，反应收率最高可达70％(US2402134)。欧阳平凯等人(ZL 99114160.1)在常压条件下以羟基乙腈、碳酸氢铵和二氧化碳为原料进行了海因的制备。无论是高压法还是常压法，两种制备工艺均为两步反应即第一步先合成海因酸，然后酸化关环获得海因；该工艺不仅路线冗长，而且需要利用大量的无机酸，既增加了成本，又造成了大量废酸溶液的排放。
发明内容
本发明的目的是一步法制备海因，在滴流床反应器中，从床层上部连续流加羟基乙腈，二氧化碳和氨气分别从底部通入，以滴流床中的固体酸为填料和催化剂进行一步法制备海因，该法省去了酸化过程，减少了无机酸利用带来的环境污染。并可以实现生产的连续化。
本发明的目的可以通过下列措施来达到一步法制备海因工艺，其特征是在滴流床反应器中，以固体酸为填料和催化剂，羟基乙腈以100-300mL/h流量从床层顶部流入滴流床，二氧化碳和氨气则分别以0.01-0.1m3/h和0.005-0.06m3/h流量从床层底部通入，40-120℃下反应2-5小时，待反应耗尽后，收集反应后得到的溶液，然后浓缩至反应液的1/3-1/4，室温放置一段时间过滤得到海因粗品，经重结晶、干燥得海因干品。
本发明的目的还可以通过下列措施来达到羟基乙腈的最佳流速为140-250mL/h；二氧化碳最佳流量为0.02-0.08m3/h；氨气最佳流量为0.01-0.04m3/h；反应最佳温度为50-110℃；反应最佳时间为2.5-4小时；本发明具有如下优点1.采用滴流床反应器进行海因的制备，可以实现海因的连续制备；2.以固体酸为填料和催化剂，可一步合成获得海因，简化了海因合成工艺；3.一步法合成海因，避免了大量无机酸的运用，降低了成本和减少了环境污染；具体实施方式
实施例1配制4mol/L的羟基乙腈溶液500ml，以200mL/h流速从顶部滴加入滴流床反应器内，二氧化碳和氨气从床体底部分别以0.04m3/h和0.02m3/h的速度从底部通入，床体通过夹套加热，温度控制在70℃，待反应液耗尽后，收集反应后得到的溶液，经浓缩至原体积的1/3-1/4后，冷却结晶得海因，重结晶经真空干燥后得海因138g，纯度为99.5％，得率为68.66％。
实施例2配制4mol/L的羟基乙腈溶液500ml，以200mL/h流速从顶部滴加入滴流床反应器内，二氧化碳和氨气从床体底部分别以0.045m3/h和0.02m3/h的速度从底部通入，床体通过夹套加热，温度控制在70℃，待反应液耗尽后，收集反应后得到的溶液，经浓缩至原体积的1/3-1/4后，冷却结晶得海因，重结晶经真空干燥后得海因142g，纯度为99.7％，得率为70.79％。
实施例3配制4mol/L的羟基乙腈溶液500ml，以200mL/h流速从顶部滴加入滴流床反应器内，二氧化碳和氨气从床体底部分别以0.045m3/h和0.025m3/h的速度从底部通入，床体通过夹套加热，温度控制在70℃，待反应液耗尽后，收集反应后得到的溶液，经浓缩至原体积的1/3-1/4后，冷却结晶得海因，重结晶经真空干燥后得海因130g，纯度为99.2％，得率为64.48％。
实施例4配制4mol/L的羟基乙腈溶液500ml，以200mL/h流速从顶部滴加入滴流床反应器内，二氧化碳和氨气从床体底部分别以0.05m3/h和0.02m3/h的速度从底部通入，床体通过夹套加热，温度控制在70℃，待反应液耗尽后，收集反应后得到的溶液，经浓缩至原体积的1/3-1/4后，冷却结晶得海因，重结晶经真空干燥后得海因150g，纯度为99.8％，得率为74.85％。
实施例5配制4mol/L的羟基乙腈溶液500ml，以200mL/h流速从顶部滴加入滴流床反应器内，二氧化碳和氨气从床体底部分别以0.05m3/h和0.03m3/h的速度从底部通入，床体通过夹套加热，温度控制在70℃，待反应液耗尽后，收集反应后得到的溶液，经浓缩至原体积的1/3-1/4后，冷却结晶得海因，重结晶经真空干燥后得海因145g，纯度为99.4％，得率为72.07％。
权利要求
1.一步法制备海因工艺，其特征是在滴流床反应器中，以固体酸为填料和催化剂，羟基乙腈以100-300mL/h流量从床层顶部流入滴流床，二氧化碳和氨气则分别以0.01-0.1m3/h和0.005-0.06m3/h流量从床层底部通入，40-120℃下反应2-5小时，待反应耗尽后，收集反应后得到的溶液，然后浓缩至反应液的1/3-1/4，室温放置一段时间过滤得到海因粗品，经重结晶、干燥得海因干品。
2.根据权利要求1所述的一步法制备海因的工艺，其特征是羟基乙腈以140-250mL/h流量从床层顶部流入滴流床，二氧化碳和氨气则分别以0.02-0.08m3/h和0.01-0.04m3/h流量从床层底部通入。
3.根据权利要求1所述的一步法制备海因的工艺，其特征是反应温度为50-110℃，反应时间为2.5-4小时。
全文摘要
本发明涉及一步法制备海因的工艺，即在滴流床反应器中，以羟基乙腈、二氧化碳和氨气为原料，以固体酸为填料和催化剂一步法制备海因。羟基乙腈以100－300mL/h流量从床层顶部流入滴流床，二氧化碳和氨气则分别以0.01－0.1m
文档编号C07D233/72GK1616435SQ200410042000
公开日2005年5月18日 申请日期2004年9月15日 优先权日2004年9月15日
发明者韦萍, 周华, 于荣华, 欧阳嘉, 卢定强, 欧阳平凯 申请人:南京工业大学