[发明专利]一种1;5-戊二胺萃取和成盐耦合的方法

说明书

本发明公开了一种1,5‑戊二胺萃取和成盐耦合的方法，包括以下步骤：(1)调节1,5‑戊二胺溶液的pH至13，将碱性1,5‑戊二胺溶液和有机溶剂混匀，静置10min萃取1,5‑戊二胺；(2)将步骤(1)得到的轻相置于反应容器中，通入酸性气体进行成盐反应；(3)将步骤(2)得到的反应液静置析出固体，固液分离、干燥得到晶体。本发明首次提出了萃取成盐耦合的方法制备PDI的前体化合物，大大简化了操作条件，省时省力；且可以减少杂质提高产品纯度、提高收率，更利于光气化反应生产PDI。

技术领域

本发明涉及戊二胺萃取，具体涉及一种1,5-戊二胺萃取和成盐耦合的方法。

背景技术

五亚甲基二异氰酸酯(Pentamethylene diisocyanate，简称PDI)的分子结构式为OCN-(CH₂)₅-NCO，是无色或浅黄色透明液体，具有刺激性气味，分子量154.19，易溶于乙酸丁酯、四氢呋喃、邻二氯苯等有机溶剂。以生物基来源的戊二胺为原料进行反应制得的PDI属于脂肪族异氰酸酯，其-NCO基团化学性质活泼，跟活泼氢的物质如水、醇、胺等发生反应，存在锡、铜等金属氯化物时会自聚生成多聚体。PDI是目前报导的唯一一个碳骨架全部来源于生物糖基的脂肪族异氰酸酯，目前关于PDI的报道不多，其衍生物的研究也才刚刚起步。科思创制得的PDI三聚体ecoN 7300，不仅与常用的HDI三聚体一样有着高性能标准，是光稳定性聚氨酯原料，以其配制的涂料和粘合剂有替代HDI三聚体的潜在可能，用于汽车、高档建筑、消费者电子产品等领域；更是一种新型的无溶剂脂肪族多异氰酸酯，70％的碳含量来自于可再生资源糖基原料，减少了碳足迹且不依赖日益紧张的化石资源，绿色环保，这些特点对于企业产能扩增、运行成本、产品的可持续发展都有巨大的吸引力。PDI的生产多采用其相对应的前体纯品戊二胺在有机溶剂中先成盐再与光气反应制得，该生产方法反应收率与经济效益十分可观，且工艺成熟被厂家广泛采用，但也有如下弊端：原料戊二胺需是高纯度的纯品，对发酵液中戊二胺的分离工艺要求较高。

发明内容

发明目的：为了解决现有的光气法制备PDI技术中需要使用纯品1,5-戊二胺然后成盐，对1,5-戊二胺分离工艺要求高的问题，本发明提供了一种1,5-戊二胺萃取和成盐耦合的方法。

技术方案：本发明所述一种1,5-戊二胺萃取和成盐耦合的方法，包括以下步骤：

(1)调节1,5-戊二胺溶液的pH至9-13，将碱性1,5-戊二胺溶液和有机溶剂混匀，静置10-60min萃取1,5-戊二胺；

(2)将步骤(1)得到的轻相置于反应容器中，通入酸性气体进行成盐反应；

(3)将步骤(2)得到的反应液浓缩、静置析出固体，固液分离、干燥得到晶体。

步骤(1)中，所述碱性水溶液优选为0.1mol/L的氢氧化钠水溶液，所述1,5-戊二胺溶液中1,5-戊二胺的浓度为200-400g/L，优选为11,5-戊二胺发酵液、全细胞催化得到的1,5-戊二胺转化液或其浓缩液；所述有机溶剂为纯正丁醇、纯戊醇、纯己醇或纯丙酮，优选正丁醇；优选有机溶剂为经碱性水溶液饱和的有机溶剂，即由碱性水溶液与纯有机溶剂以体积比1:1-1:20混合得到；优选碱性水溶液的pH大于10；优选碱性水溶液为pH大于10的NaOH水溶液。碱性1,5-戊二胺溶液和有机溶剂的体积比为1:1-20，室温下静置分层，轻相为含1,5-戊二胺的有机相，重相为水相。

步骤(2)中，所述酸性气体为二氧化碳气体、二氧化硫气体、氯化氢气体气体或二氧化氮气体，优选二氧化碳气体；所述酸性气体的压力为0.1-0.8MPa，气体流量为0.02-0.1MPa，酸性气体的通入量相对于1,5-戊二胺是过量的。成盐反应的条件如下：反应温度为0-10℃，反应时间为1-3h，应在低温或冰浴、有搅拌及排气并装有冷凝装置条件下进行，冷凝装置的温度控制在0-25℃。本步骤形成的盐微溶于有机溶剂，其logP为-0.913。