本发明属于化学合成技术领域,具体涉及一种2-噻吩甲酰肼的合成方法。
背景技术:
2-噻吩甲酰肼为无色透明的结晶物,熔点为136~138℃,微溶于冷水,能溶于热水及热的乙醇中。2-噻吩甲酰肼是合成杂环类化合物的重要原料,是一种重要的有机合成中间体。
目前,2-噻吩甲酰肼的合成方法主要是以2-噻吩甲酸、甲醇和水合肼为原料,经过两步反应(酯化反应和肼解反应)制得:第一步是用2-噻吩甲酸与甲醇在浓硫酸催化剂作用下进行酯化反应生成2-噻吩甲酸甲酯,第二步是2-噻吩甲酸甲酯与水合肼在加热回流下进行肼解反应得到2-噻吩甲酰肼。现有技术合成2-噻吩甲酰肼存在的缺点如下:(1)第一步酯化反应使用浓硫酸作催化剂,存在腐蚀性强、对设备要求高、会产生大量酸性有机废水等问题,该酸性废水用碱中和后其盐含量和COD含量都很高,废水处理难度大、处理费用高,废弃物排放量大,易造成环境污染;(2)采用两步反应合成2-噻吩甲酰肼还存在操作步骤多,工艺繁琐,过程复杂,能耗高,副反应杂质多,总收率低,生产成本高等问题。
技术实现要素:
为了克服现有技术存在的上述缺点,本发明提供了一种工艺简单、反应收率高、废弃物排放少、生产成本低、节能环保的2-噻吩甲酰肼合成新方法。
本发明采用的技术方案是:以2-噻吩甲酸和水合肼为原料,用2,6-二甲基苯硼酸钠作催化剂,在回流温度下进行酰肼化反应得到2-噻吩甲酰肼。在反应体系中保持水合肼过量,并将反应生成的水从反应体系中不断分离出去(促使反应平衡向正方向移动,以缩短反应时间、提高反应收率),反应结束后采用减压蒸馏将过量的水合肼蒸出回收,水合肼被全部蒸出后用纯水洗涤剩下的固体物质,以溶解回收催化剂,不溶物经干燥后得到2-噻吩甲酰肼成品。用纯水溶解回收的2,6-二甲基苯硼酸钠溶液经减压蒸发浓缩、结晶、干燥后可继续作催化剂使用。
本发明方法具体的工艺步骤如下:将2-噻吩甲酸、水合肼和2,6-二甲基苯硼酸钠放入带有精馏塔的反应釜中,开启搅拌,加热升温至回流,当蒸汽进入精馏塔后,在塔顶温度98℃~100℃采出水蒸气,在回流温度下反应4~6小时,当精馏塔顶无冷凝水流出后反应结束,采用减压蒸馏将剩余的水合肼全部蒸出回收,然后将反应釜冷却至常温,向釜内加入适量纯水,开启搅拌,当釜内的固体物质被搅成浆状后放入离心过滤机中过滤,再用适量纯水对滤饼进行洗涤,洗涤后的滤饼经离心脱水、干燥得到2-噻吩甲酰肼成品。将滤液减压蒸发浓缩、结晶、干燥后得到2,6-二甲基苯硼酸钠催化剂。
上述步骤中,2-噻吩甲酸和水合肼的质量比为1∶1~1.5,2,6-二甲基苯硼酸钠的用量为2-噻吩甲酸质量的10%~20%,水合肼的含量在80%以上。
上述酰肼化反应方程式如下:
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明以2-噻吩甲酸和水合肼为原料,采用2,6-二甲基苯硼酸钠作催化剂,一步法合成2-噻吩甲酰肼,该合成方法操作简单,反应收率高(以2-噻吩甲酸计收率在95%以上),催化剂可回收重复使用,省去了酯化反应,缩短了工艺步骤,降低了生产成本,减少了废弃物的排放,是一种绿色环保型生产工艺。
具体实施方式
实施例1
将2-噻吩甲酸128g、含量为80%的水合肼160g和2,6-二甲基苯硼酸钠13g置于带搅拌、温度计及精馏柱的四口烧瓶中,开启搅拌,加热升温至回流,当蒸汽进入精馏柱后,在柱顶温度98℃~100℃采出水蒸气,在回流温度下反应4~6小时,当精馏柱顶无冷凝水流出后结束反应,采用减压蒸馏将烧瓶内剩余的水合肼全部蒸出,当烧瓶冷却至常温后加入适量纯水,开启搅拌,将烧瓶内的固体物质搅成浆状后放入离心过滤器中过滤,再用适量纯水对滤饼进行洗涤,洗涤后的滤饼经离心脱水、干燥得到2-噻吩甲酰肼135.5g。
实施例2
将2-噻吩甲酸128g、含量为90%的水合肼178g和2,6-二甲基苯硼酸钠19g置于带搅拌、温度计及精馏柱的四口烧瓶中,开启搅拌,加热升温至回流,当蒸汽进入精馏柱后,在柱顶温度98℃~100℃采出水蒸气,在回流温度下反应4~6小时,当精馏柱顶无冷凝水流出后结束反应,采用减压蒸馏将烧瓶内剩余的水合肼全部蒸出,当烧瓶冷却至常温后加入适量纯水,开启搅拌,将烧瓶内的固体物质搅成浆状后放入离心过滤器中过滤,再用适量纯水对滤饼进行洗涤,洗涤后的滤饼经离心脱水、干燥得到2-噻吩甲酰肼136.8g。
实施例3
将2-噻吩甲酸128g、含量为98%的水合肼195g和2,6-二甲基苯硼酸钠25g置于带搅拌、温度计及精馏柱的四口烧瓶中,开启搅拌,加热升温至回流,当蒸汽进入精馏柱后,在柱顶温度98℃~100℃采出水蒸气,在回流温度下反应4~6小时,当精馏柱顶无冷凝水流出后结束反应,采用减压蒸馏将烧瓶内剩余的水合肼全部蒸出,当烧瓶冷却至常温后加入适量纯水,开启搅拌,将烧瓶内的固体物质搅成浆状后放入离心过滤器中过滤,再用适量纯水对滤饼进行洗涤,洗涤后的滤饼经离心脱水、干燥得到2-噻吩甲酰肼138.3g。