哌啶醇结晶工艺中溶剂的选择
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［ 收 稿 日期］ ２ ０ １ ２ 一 ｉ ０ — ２ ６ ［ 作 者简 介］ 梁 慧峰 （ １ ９ ６ ６ 一 ）， 女， 河北 平乡 县人 ， 毕 业于 河北师 范大 学， 硕士 ， 教授， 主 要从 事化学 教学 与研 究
邢 台学院学报
２ ０ １ ３年第 ２期
１ ８ ３
一
势大致相 同，哌啶醇溶解度缓慢上升。在异戊醇中， 哌啶醇溶解度变化虽然是直线上升，但是斜率 比较 小，各个温度 点溶解度 变化较小。 考虑工 业生产 中哌啶醇 与溶剂 的比例为 １： １ ． ２ ５ ，反应温度为 ８ ０℃，结合实验结果可知： 甲 醇、乙醇是溶解哌啶醇生产过程中纯化的较好溶剂。 ２ ． １ ． ２ 哌啶醇在复合溶剂 （ 甲醇一 水、 乙醇一 水双 组份溶剂 ）中的溶解度 按１ ． ２ ． １ 方法测定 了哌啶醇在双组份溶剂甲醇 水、乙醇一 水两种体系不同组分的溶剂 中的溶解度，
１ ． １ 仪 器 及 试 剂
量，即为哌啶醇在该温度该溶剂中的溶解度。 １ ． ２ ． ２ 回收率 的测定 常压 ，８ Ｏ ℃时 （ 或 ８ ５ ℃ ），在 盛有 １ Ｏ ０ ｍ Ｌ 溶剂、带有回流冷凝管、温度计和搅拌器 的 ２ ５ ０ ｍ Ｌ 四口烧瓶 中，加入哌啶醇，待哌啶醇完全溶解 ，再 回流 １ ０ ～１ ５ ｍ ｉ ｎ停止加热， 自 然冷却到 ３ ０℃， 抽滤，烘干，称量产 品的质量，计算回收率。
２ 结 果 与讨论 ２ ． １ 溶解度 的测定
２ ． １ ． １ 哌啶醇在不同溶剂 中的溶解度 由于哌啶醇属强极性化合物，因此选用质子型 溶剂 比非质子型溶剂更有利提取产物。按 １ ． ２ ． １ 方 法分别在 １ ０ ０ ｍ Ｌ 的水、甲醇、乙醇、异丙醇、异 丁醇、异戊醇共 ６ 种溶剂中，测定不同温度下哌啶 醇的溶解度，结果见图 １ 。
第２ ８卷
第 ２期
邢 台 学 院 学Fra Baidu bibliotek
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＮＧＴＡＩ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ ＴＹ
Ｖｏ １ ． ２ ８ ． Ｎｏ ． ２
Ｊ ｕｎ． ２ Ｏ１ ３
２ ０ １ ３ 年０ ６月
哌 啶 醇结 晶工 艺 中溶剂 的选 择
梁慧锋 ，袁子辰 ，李 东风 ，臧 红霞
２ ，２ ，６ ，６ 一 四甲基一 ４ 一 哌啶醇是合成受阻胺类 光稳定剂 （ Ｈ Ａ Ｌ Ｓ ）的重要 中间体 。因其光稳定 性能比紫外线吸收剂高 ２ —４倍，且具有高效、耐 热、耐抽提、无毒等优异特性 ，因此一直是聚合 物稳定化领域 中的研 究热点” 。近年来 ，哌啶醇 的合成方法的研 究已经取得 了一些成就 ，主要的生 产方法有硼氢化钠还原法、异丙醇铝还原法、催化 氢化法 、电化学还原法 一 。 因为氢气 生产工艺简 单廉价易得，因此在工业上多以催化氢化法合成为 主 ，用 乙醇做溶剂对产 品进行结 晶提纯。但 由于 哌啶酮的加氢还原过程不彻底 ，放置后产品被氧化 呈现深红色，影响产品质量和使用效果 。另外，室 温下哌啶醇在乙醇中的溶解度大，造成产品收率低， 回收循环使用又往往使产品纯度降低能耗高。因此 研 究哌啶醇生产中的纯化溶剂，是提高产 品的回收 率和质量的关键。 实验 以醇类一 水为基础溶剂 ，采用不同组分 、 不同混合 比对粗产 品进行结晶提纯，试 图寻找更好 的溶剂结晶提纯哌啶醇产 品。 １ 实 验 部 分
仪器 ：气相色谱 （ Ｂ Ｔ Ｆ 一 ２ ０ ６ ０ ，北京宣武 区） 、 ８ ５ － ２ 型恒温磁力搅拌器 （ 常州国华电 器有限公司） 、 图 １ 哌啶醇在不 同溶剂 中溶解度 变化曲线 Ｓ Ｈ Ｂ － ３ 循环水多用真空泵 （ 郑州杜甫仪器厂 ） 。 由图 １ 可知，哌啶醇在不同溶剂 中，溶解度都 试剂：哌啶醇 （ 邢 台中山助剂有限公司提供 ， 纯度 ９ ９ ． ９ ５ ％）、蒸馏 水 、 甲醇 （ 分 析纯 ９ ９ ． ５ ％）、 随温度的升高而升高，但不同溶剂中溶解度随温度 乙醇 （ 工业 ）、异丙醇 （ 分析纯 ９ ９ ． ７ ％ ）、异丁醇 的变化趋势各有不同。哌啶醇在水 中的溶解度室温 下比较小，且在温度低于 ７ ０℃时变化缓慢， 在８ ２℃ （ 分析纯 ９ ９ ． Ｏ ％ ）、异戊醇 （ 分析纯 ９ ８ ． ５ ％ ）。 发生突跃。因此工业生产 中温度在 ８ ２℃ 以上溶 １ ． ２ 实验方 法 解哌啶醇，冷却后回收率较高。 １ ． ２ ． １ 测定 哌啶 醇 的溶解度 在甲 醇中，溶解度几乎呈直线上升，斜率较大， 本实验采用动态法模拟工业生产测定哌啶醇的 虽然 ８ ０℃ 有较大的溶解度，但在室温时溶解度 溶解度 ，即常压 ，在盛有 １ Ｏ ０ ｍ ｌ溶剂、带有回流 ７ ３ ｇ ／ １ Ｏ ０ ｍ Ｌ ），回收率较低。在 乙醇 中的 冷凝管、温度计和搅拌器的 ２ ５ ０ ｍ Ｌ 四口烧瓶 中， 较大 （ 溶解度 虽然偏高 ，但 ６ ０℃ 之前哌啶醇溶解度变 少量多次加入一定量 的哌啶醇固体，不断搅拌 ，回 ０℃ 之后溶解度变化呈直线上升， 流 ，当哌啶醇固体较长时间不再溶解时，所得溶液 化坡度 比较缓，６ 有利于回收率的提高。在异丙醇、异丁醇中变化趋 即为饱和溶液，利用差量法计算溶解的哌啶醇的质
（ １ ． 邢 台学 院生 物 ・ 化 学 系 ， 河 北邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ １ ；２ ． 冀 中 能源 邢矿 集 团金 牛 钾 碱 分 公 司 ，河 北邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要：用不 同的溶剂对 ２ ，２ ，６ ，６ － 四 甲基 一 ４ 一 哌啶醇进行提纯 。讨论哌啶醇在不 同溶剂 中溶解度的变化趋 势以及
提 纯后 产品的颗粒度和 白度 ，确 定最佳溶剂为复合型溶 剂：水一 乙醇 ，合适的 比例 为：４ ０ ％ 水一 ６ Ｏ ％ 乙醇。使用该溶 剂产品
回收率可 达 ９ ６ ． ７ ５ ％ ，纯度 ９ ９ ． ９ ９ ％ ，白度符合 用户要求 。 关键词 ：哌啶醇 溶剂 重结晶 白度 文献标 识码 ：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ２ － ４ ６ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． ０ １ ８ ２ ． ０ ４ 中图分类号 ：Ｔ Ｑ６ １ ２ ． ６
邢 台学院学报
２ ０ １ ３年第 ２期
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一
势大致相 同，哌啶醇溶解度缓慢上升。在异戊醇中， 哌啶醇溶解度变化虽然是直线上升，但是斜率 比较 小，各个温度 点溶解度 变化较小。 考虑工 业生产 中哌啶醇 与溶剂 的比例为 １： １ ． ２ ５ ，反应温度为 ８ ０℃，结合实验结果可知： 甲 醇、乙醇是溶解哌啶醇生产过程中纯化的较好溶剂。 ２ ． １ ． ２ 哌啶醇在复合溶剂 （ 甲醇一 水、 乙醇一 水双 组份溶剂 ）中的溶解度 按１ ． ２ ． １ 方法测定 了哌啶醇在双组份溶剂甲醇 水、乙醇一 水两种体系不同组分的溶剂 中的溶解度，
１ ． １ 仪 器 及 试 剂
量，即为哌啶醇在该温度该溶剂中的溶解度。 １ ． ２ ． ２ 回收率 的测定 常压 ，８ Ｏ ℃时 （ 或 ８ ５ ℃ ），在 盛有 １ Ｏ ０ ｍ Ｌ 溶剂、带有回流冷凝管、温度计和搅拌器 的 ２ ５ ０ ｍ Ｌ 四口烧瓶 中，加入哌啶醇，待哌啶醇完全溶解 ，再 回流 １ ０ ～１ ５ ｍ ｉ ｎ停止加热， 自 然冷却到 ３ ０℃， 抽滤，烘干，称量产 品的质量，计算回收率。
２ 结 果 与讨论 ２ ． １ 溶解度 的测定
２ ． １ ． １ 哌啶醇在不同溶剂 中的溶解度 由于哌啶醇属强极性化合物，因此选用质子型 溶剂 比非质子型溶剂更有利提取产物。按 １ ． ２ ． １ 方 法分别在 １ ０ ０ ｍ Ｌ 的水、甲醇、乙醇、异丙醇、异 丁醇、异戊醇共 ６ 种溶剂中，测定不同温度下哌啶 醇的溶解度，结果见图 １ 。
第２ ８卷
第 ２期
邢 台 学 院 学Fra Baidu bibliotek
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＸＩ ＮＧＴＡＩ ＵＮＩ ＶＥ ＲＳ Ｉ ＴＹ
Ｖｏ １ ． ２ ８ ． Ｎｏ ． ２
Ｊ ｕｎ． ２ Ｏ１ ３
２ ０ １ ３ 年０ ６月
哌 啶 醇结 晶工 艺 中溶剂 的选 择
梁慧锋 ，袁子辰 ，李 东风 ，臧 红霞
２ ，２ ，６ ，６ 一 四甲基一 ４ 一 哌啶醇是合成受阻胺类 光稳定剂 （ Ｈ Ａ Ｌ Ｓ ）的重要 中间体 。因其光稳定 性能比紫外线吸收剂高 ２ —４倍，且具有高效、耐 热、耐抽提、无毒等优异特性 ，因此一直是聚合 物稳定化领域 中的研 究热点” 。近年来 ，哌啶醇 的合成方法的研 究已经取得 了一些成就 ，主要的生 产方法有硼氢化钠还原法、异丙醇铝还原法、催化 氢化法 、电化学还原法 一 。 因为氢气 生产工艺简 单廉价易得，因此在工业上多以催化氢化法合成为 主 ，用 乙醇做溶剂对产 品进行结 晶提纯。但 由于 哌啶酮的加氢还原过程不彻底 ，放置后产品被氧化 呈现深红色，影响产品质量和使用效果 。另外，室 温下哌啶醇在乙醇中的溶解度大，造成产品收率低， 回收循环使用又往往使产品纯度降低能耗高。因此 研 究哌啶醇生产中的纯化溶剂，是提高产 品的回收 率和质量的关键。 实验 以醇类一 水为基础溶剂 ，采用不同组分 、 不同混合 比对粗产 品进行结晶提纯，试 图寻找更好 的溶剂结晶提纯哌啶醇产 品。 １ 实 验 部 分
仪器 ：气相色谱 （ Ｂ Ｔ Ｆ 一 ２ ０ ６ ０ ，北京宣武 区） 、 ８ ５ － ２ 型恒温磁力搅拌器 （ 常州国华电 器有限公司） 、 图 １ 哌啶醇在不 同溶剂 中溶解度 变化曲线 Ｓ Ｈ Ｂ － ３ 循环水多用真空泵 （ 郑州杜甫仪器厂 ） 。 由图 １ 可知，哌啶醇在不同溶剂 中，溶解度都 试剂：哌啶醇 （ 邢 台中山助剂有限公司提供 ， 纯度 ９ ９ ． ９ ５ ％）、蒸馏 水 、 甲醇 （ 分 析纯 ９ ９ ． ５ ％）、 随温度的升高而升高，但不同溶剂中溶解度随温度 乙醇 （ 工业 ）、异丙醇 （ 分析纯 ９ ９ ． ７ ％ ）、异丁醇 的变化趋势各有不同。哌啶醇在水 中的溶解度室温 下比较小，且在温度低于 ７ ０℃时变化缓慢， 在８ ２℃ （ 分析纯 ９ ９ ． Ｏ ％ ）、异戊醇 （ 分析纯 ９ ８ ． ５ ％ ）。 发生突跃。因此工业生产 中温度在 ８ ２℃ 以上溶 １ ． ２ 实验方 法 解哌啶醇，冷却后回收率较高。 １ ． ２ ． １ 测定 哌啶 醇 的溶解度 在甲 醇中，溶解度几乎呈直线上升，斜率较大， 本实验采用动态法模拟工业生产测定哌啶醇的 虽然 ８ ０℃ 有较大的溶解度，但在室温时溶解度 溶解度 ，即常压 ，在盛有 １ Ｏ ０ ｍ ｌ溶剂、带有回流 ７ ３ ｇ ／ １ Ｏ ０ ｍ Ｌ ），回收率较低。在 乙醇 中的 冷凝管、温度计和搅拌器的 ２ ５ ０ ｍ Ｌ 四口烧瓶 中， 较大 （ 溶解度 虽然偏高 ，但 ６ ０℃ 之前哌啶醇溶解度变 少量多次加入一定量 的哌啶醇固体，不断搅拌 ，回 ０℃ 之后溶解度变化呈直线上升， 流 ，当哌啶醇固体较长时间不再溶解时，所得溶液 化坡度 比较缓，６ 有利于回收率的提高。在异丙醇、异丁醇中变化趋 即为饱和溶液，利用差量法计算溶解的哌啶醇的质
（ １ ． 邢 台学 院生 物 ・ 化 学 系 ， 河 北邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ １ ；２ ． 冀 中 能源 邢矿 集 团金 牛 钾 碱 分 公 司 ，河 北邢 台 ０ ５ ４ ０ ０ ０ ）
摘
要：用不 同的溶剂对 ２ ，２ ，６ ，６ － 四 甲基 一 ４ 一 哌啶醇进行提纯 。讨论哌啶醇在不 同溶剂 中溶解度的变化趋 势以及
提 纯后 产品的颗粒度和 白度 ，确 定最佳溶剂为复合型溶 剂：水一 乙醇 ，合适的 比例 为：４ ０ ％ 水一 ６ Ｏ ％ 乙醇。使用该溶 剂产品
回收率可 达 ９ ６ ． ７ ５ ％ ，纯度 ９ ９ ． ９ ９ ％ ，白度符合 用户要求 。 关键词 ：哌啶醇 溶剂 重结晶 白度 文献标 识码 ：Ａ 文章编号：１ ６ ７ ２ － ４ ６ ５ ８ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ２ ． ０ １ ８ ２ ． ０ ４ 中图分类号 ：Ｔ Ｑ６ １ ２ ． ６