专利名称:廉价连续生产糖精的制作方法
邻甲苯磺酰胺的氧化、关环制取糖精。
目前工业生产糖精主要技术路线有苯酐法和甲苯法。但由于苯酐属于紧缺的化工原料，因此，甲苯路线加以改革仍是十分有意义的。由邻甲苯磺酰胺制取糖精，以氧化法，主要有如下三种技术工艺
一、高锰酸钾(钠)的氧化法国内和苏联等仍有采用此法生产。
二、以六价铬氧化法
1.以铬酐为氧化剂连续生产糖精，参见u、s、3.899.501
2.以铬酐为氧化剂，采用电解使铬酐和硫酸得到循环使用，阴极得付产物电解锌，参见J74040232。
3.以氧气一空气为氧化剂，醋酸为溶剂，以钴、锰、溴盐为催化剂制备糖精，参见J58219170。
我们认为，高锰酸钾(钠)法所花的“氧化”成本费较高，属于早期的工业生产法;以氧气一空气为氧化法来说，一方面“氧化”得率较低，而且“氧化”成本费也未能达到最佳的经济效益，铬酐法是目前国际上先进国家所采用的较为成熟的工业化法。但是，美国所采用的“铬酐”法尚未实现“氧化”和“电解”连续自动化生产，日本所报导的“铬酐”氧化法，虽已实现“氧化”和“电解”的循环，然而，生产一吨糖精需低压蒸馏出水12-15吨，而且，不能实现整个工艺流程的连续自动化循环。
基于上述“技术背景”，对于邻甲苯磺酰胺氧化制成糖精，我们采用铬酐氧化，电解使铬酐和硫酸达到循环使用。着重解决，免去低压蒸馏出水12-15吨的工序，并提供实现“氧化”和“电解”整个流程连续自动化循环的实施可能，达到解决三废问题，避免污染。
本技术工艺包括氧化和电解二个部份
在硫酸浓度为50-58%，700-800ml的硫酸水溶液中，加入铬酐160-200克，在温度为40-60℃下，不断搅拌下，加入100目以上的邻甲苯磺酰胺100克(烘干97克)，恒温8-12小时，即可仃止反应。抽泸得硫酸铬母液可用于电解，泸饼经PH＝2的硫酸水溶液洗涤两次，放入水中，加入20%的NaOH溶液约100ml，至约PH＝6，再过泸。在其泸液中加入盐酸约35ml，使PH＝1-2，抽泸、烘干，即得不溶性糖精。
电解工艺将制备糖精所得的母液进行电解，可采用单室无隔膜电解槽，使铬酐和硫酸再生循环使用，也可采用双室隔膜式或三室两用隔膜式电解槽进行电解，使之循环使用，并且在阴极可得付产物电解锌。
在30-50℃进行电解，经适当时间后，可将阳极电解液直接用于氧化制备糖精。
电解电流效率按下式进行计算
a＝ (26.8×m×100)/(A.t.E)
m电解所得金属重量(质量、克)
A电解总电流(安培)
t电解时间(小时);E电克当量。
本技术工艺，由于我们免去了低压蒸馏这个工序，可将氧化槽所得的母液通过过滤直接打入电解槽进行电解，而电解槽经电解后的电解液经过滤(用尼纶纤维布或玻璃纤维布)后，可直接用于氧化槽制备糖精因而为整个流程内的连续自动化工业生产提供了实施的可能。同时，由于免除了低压蒸馏(蒸馏出12-15吨水/每吨糖精)和离心分离(从硫酸和硫酸铬母液中离心分离出铬酐)等工序，因而，就避免了耐酸性低压蒸馏的设备，锅炉房、离心机等庞大结构和厂房，又能很好地节能;若采用单室无隔膜电解，可省去隔膜装置，若采用三室双用隔膜式电解槽也可从氧化锌得到高纯度的电解锌。由于采用本法，设备简单，工序减少，成本降低，致使由邻甲苯磺酰胺氧化制成每吨糖精的“氧化”成本费降低至1000元左右。
实施例Ⅰ
(1)氧化
在50-58%硫酸水溶液(700-800ml)中，加入铬酐160-200克，在不断搅拌下，慢慢加入100目以上的邻甲苯磺酰胺100克(烘干为97克)，反应温度在40-60℃，反应时间为8-12小时，即可仃止反应。
用砂芯漏斗或化学纤维布，抽泸或过泸，将泸液直接用于电解，将泸饼放入约100ml的PH＝2(硫酸)水中，洗涤、抽泸、泸液合并于母液用于电解，再如此洗涤一次。将泸饼放入300ml水中，加入20%NaOH水溶液约100ml，使之PH6-7过泸，其泸饼中有铁(锌)、铬等氢氧化物及未反应的邻位胺。在其泸液中加入盐酸约35ml，使之PH＝1-2。过泸，烘其泸饼在80-90℃烘15小时，即得不溶性糖精。
实验结果得糖精98克，其理论氧化率达94.4%。
得未反应邻位胺0.5克，其理论总得率为94.9%。
经元素分析C7H5SO3N
C H N S
理论值45.90% 2.93% 7.65% 17.5%
分析值45.2% 2.84% 7.25% 17.5%
由红外光谱分析，所得产物的红外谱图与糖精谱图完全一致。
由核磁共振分析，其纯度达97%以上，其余为原料，邻甲苯磺酰胺由原子吸收光谱分析，其铬和铅的残留量为
铬0.03-2.5ppm;
铅0.5-0.7ppm。
(2)电解再生过程
用单室无隔膜电解槽进行电解
约800ml母液倒入电解槽，电解槽放入50℃水浴恒温槽中进行电解。以特殊处理的铅板或铅棒为阳极，以铂丝为阴极。
电流密度阳极2-4A/dm2;
阴极20-40A/dm2。
电解温度40-60℃。
槽压2.5-3.0伏。
电解电流约为5A(安培)，电解时间30-40小时，即可将此电解液用于氧化制备糖精。
电解结果电解122安时。
电解得CrO361.6克，电解电流效率40.6%。
实施例2
(1)邻甲苯磺酰胺氧化制成糖精同实施例1;
(2)电解再生过程
采用三室双用隔膜式电解槽进行电解
电解液阳极以母液(1600ml);阴极200克ZnO溶于1600ml硫酸水溶液，PH约为2-3;中间室1NH2SO4。
阳极经特殊处理的铅棒(板)为阳极;
电流密度3-5A/dm2;
温度30-50℃。
阴极铝板为阴极;
电流密度4-6A/dm2;
温度30-50℃。
槽压3.5-4.7伏;
隔膜F101离子交换树脂型隔膜。
在阴极室加入动物胶约0.5克。
电解电流为5-8A，电解进行20-24小时后，将阴极室电解液取出，在铝板上折下电解锌，再倒入上述阴极电解液1600ml，继续电解20-24小时，即可仃止。电解液可用于氧化制备糖精。
电解结果电解161安时;
得Zn161g，电流效率为81.9%;
CrO3180g，电流效率90%。
电解锌纯度由发射光谱测得为99.9%，或99.9%以上。
权利要求
邻甲苯磺酰胺的氧化，关环制备糖精的工艺，它包括邻甲苯磺酰胺的氧化和电解，使氧化剂再生两个过程。以酪酐为氧化剂，在硫酸水溶液中，加入邻甲苯磺酰胺反应而得。本发明的特征在于，氧化过程所用的硫酸水溶液的浓度为50-58%，反应温度在40-60℃，反应时间为8-12小时。
专利摘要
关于邻甲苯磺酰胺的氧化、关环制备糖精的改进工艺。包括邻甲苯磺酰胺的氧化和电解使氧化剂再生两个过程。以铬酐为氧化剂，在硫酸水溶液中，加入邻甲苯磺酰胺反应制得糖精，通过改变反应条件，免去了繁杂的低压蒸馏这个工序，避免了耐酸性蒸馏设备和锅炉房等庞大结构及厂房设备，提供实现“氧化”和“电解”整个流程连续自动化循环的实施可能。反应条件如下H2SO4浓度为50-58％，反应温度40-60℃，反应时间8-12小时。
文档编号C07D275/06GK85101615SQ85101615
公开日1986年8月13日 申请日期1985年4月1日
发明者陈长章, 高冬寿, 郑曼娜, 叶桂芬 申请人:中国科学院福建物质结构研究所导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan