功夫酸的合成工艺研究
2023-11-14 08:11
论文总字数：14179字
摘 要
三氟氯菊酸是合成高效氯氟氰菊酯、功夫菊酯、联苯菊酯、七氟菊酯等菊酯类农药的重要中间体。本文以贲亭酸酯为原料，首先跟三氟三氯乙烷（F113a）进行加成反应，再经环化、皂化、酸化、重结晶等工艺过程，最终得到了含量在98%以上的顺式功夫酸。该工艺提高了产品和溶剂的回收率，提高了产品质量，并减少废水产生量，是一种清洁生产新工艺。关键词：贲亭酸酯，三氟三氯乙烷，环化反应，皂化反应，酸化反应
Abstract: Cyhalothr acid is an important intermediate for the synthesis of pyrethroids such as lambda-cyhalothrin, marjoram, bifenthrin, and tefluthrin. This article is BenTing acid esters (methyl ester and ethyl ester) with three first fluorine trichloroethane (F113a) addition reaction, generate product then through cyclization, saponification, acidification, and recrystallization process, finally get the cis isomer content in more than 98% of Cyhalothr acid. This process improves the recovery of products and solvents, improves product quality, and reduces waste water production. It is a new process of cleaning production.
Keywords：Ben Ting ester, Trifluoro-trichloroethane,Cyclic reaction, Saponification reaction, Acidification rection
目 录
1 前言 4
1.1 三氟氯菊酸简介 4
1.1.1 三氟氯菊酸性质 4
1.1.2 三氟氯菊酸的市场前景 4
1.2 三氟氯菊酸的合成工艺 5
1.2.1 膜处理技术生产三氟氯菊酸 5
1.2.2 以贲亭酸甲酯为初始原料制备三氟氯菊酸 5
1.3 本文研究目的和内容 7
2 实验部分 7
2.1 实验试剂和仪器 7
2.2 工艺路线 8
2.3 加成反应 8
2.4 环化反应 9
2.5 皂化反应 11
3 结果与讨论 12
3.1 加成反应 12
3.1.1 一次回收 12
3.1.2 二次回收 13
3.2 环合反应 13
3.2.1 一次回收 13
3.2.2 溶剂（未蒸馏）二次回收 13
3.2.3 溶剂（二次蒸馏）二次回收 14
3.3 皂化反应 15
3.3.1 一次回收 15
3.4 控制点 15
结 论 17
致 谢 19
1 前言
1.1 三氟氯菊酸简介
三氟氯菊酸是合成高效氯氟氰菊酯等拟除虫菊酯的重要中间体, 广泛应用于功夫菊酯、联苯菊酯、氟菊酯等原药的合成[1]。目前，国内生产菊酯类农药的关键原料功夫酸基本要从国外购买，国内仅扬农化工、江苏常隆化工等少数企业可以从最基本的化工原料生产三氟氯菊酸。
1.1.1 三氟氯菊酸性质
三氟氯菊酸的化学结构如下图所示，分子式:C9H10ClF3O2[2]，分子量:242.6227[3]。
英文名称是LAMBDA CYHALTHRIN ACID，别名功夫菊酸，国内习惯上叫做功夫酸。CAS号：72748-35-7。三氟氯菊酸，纯品为白色粉末，其密度为1.449 g/cm3，熔点110～120℃，106～110℃，无闪点，在760毫米汞度时沸点为271.6℃，25℃时蒸汽压为0.00179 mmHg[4]。纯品溶于苯，氯仿，乙酸乙酯等，易溶于有机溶剂，在水中的溶解度233 g/L，pH 4.85。
1.1.2 三氟氯菊酸的市场前景
一直以来，因为农村使用的杀虫剂大多数是有机磷品种，致使害虫抗药性很高，需要效果更好、毒害更低的新农药加以替代。菊酯类农药中的氯氰菊酯、高效氯氟氰菊酯是我国最近几年开始大量使用的农药，它们的效果更好，价格也适当，其市场份额在逐步扩大，2010年全球拟除虫菊酯类农药销售额为17.2亿美元，较2003年的13.00亿美元增长了4.2亿美元，增长率32.3%[5]。
国内虽然有能力生产高效氯氟氰菊酯，但都是通过进口原材料来生产高效氯氟氰菊酯，，与外企相比处于弱势地位。国内能够生产功夫酸的企业不多，因此多数化工生产企业还是以进口为主，原料受控于国际大的化工企业。
1.2 三氟氯菊酸的合成工艺
1.2.1 膜处理技术生产三氟氯菊酸
电渗析技术是指在电场力作用下离子通过选择性离子交换膜的膜分离过程，利用阳离子交换膜只允许阳离子通过，阴离子交换膜只允许阴离子通过的特性对溶液中离子进行选择性分离。在电场力的作用下，溶液中的阴阳离子朝着固定方向进行迁徙，从一部分溶液迁徙到另一部分溶液中，从而达到溶液分离、提纯和浓缩的目的。在一定的电压作用下，阴阳离子能分别通过阴阳离子交换膜，与双极膜产生的氢离子和氢氧根离子结合产生对应的酸和碱[6]。
本技术通过陶瓷膜过滤装置回收催化剂，使得催化剂的回收率显著提高，同时回收处理的时间较传统的静置沉淀处理明显缩短，占地面积比使用静置沉淀装置更小，自动化程度提高，相对于人工酬劳，成本更低，既环保又经济，无酸碱运输过程的高度危险性，具有推广价值。
但是膜技术虽然浓缩成本低，但不能将产品浓缩成干物质，而且其虽然具有选择过滤性，但是同分异构体就无法实现分离[7]。并且由于成本因素的考虑，膜处理技术在功夫酸的工业生产上还有很长一段路要走。
1.2.2 以贲亭酸甲酯为初始原料制备三氟氯菊酸
（1）加成反应
向试压好的反应釜内投入回收溶剂，回收甲酯，甲酯，F113a ，Cat，启动搅拌，升温，反应期间釜压力保持在（0.28±0.05）Mpa，温度控制在（110±5 ）℃， 反应4小时取第一只样，以后每小时取样，直至甲酯≤10%方为反应结束。反应结束后开冷却水减压至0.1Mpa，温度在80 ℃以下，停止搅拌静置一小时，分渣，分渣是要用引风，分完将桶盖好。分渣后物料冷却到40℃左右将加成清液放入静置槽。放料完用氮气压一下， 确保料放完，再关闭釜底阀。表层清液作减压脱溶处理，最后在－0.1MPa真空度下负压脱甲酯，得到粗品加成物，含量95%以上。
- 环化反应
用N2将配制好的环化溶剂搅拌均匀（DMF含量31-35%，水份≤0.3%，环化物≤1.5%）投入两只环化釜降温，投完后需检查液位是否正常。搅拌降温至－24℃以下，投入称好的醇钠，继续降温，温度降到－20℃以下，温度曲线走平且双级冷冻低于－26℃，开始滴加成物，温度控制在－10℃以下，滴完后用N2压一下加成物计量槽，确保加成物滴完。加成物≤1%即为反应结束，如加成物在1-2%之间保温30分钟取样并往下做，如加成物大于2%可补加醇钠直至中控合格。报告单贴在指定的位置。用N2将反应结束的环化依次翻至环化保温釜，根据中和水份开蒸汽升温到80 ℃，将蒸汽关小，气相温度上升时脱前馏份，流量控制在60L左右，脱一小时后然后切换 到脱溶受槽，常压脱至釜温为103℃关蒸汽，取样测水份，在受槽温度低于40℃的前提下，开少许真空脱溶。脱后料液送到皂化反应工段。
- 皂化反应
环化物装入回流冷凝器的皂化反应釜中，投甲醇，氢氧化钾，缓慢升温至有回流时把蒸汽关小，回流8小时补碱、水。再回流8小时；第二次补碱、水，继续回流8小时即为反应结束。用真空泵将物料抽至脱溶釜，之后，脱溶结束后用清水清洗薄膜蒸发器及供料贮槽，清洗完停薄膜蒸发器搅拌，泵及蒸汽，料液分均后受槽各加水1000L左右，抽至酸析釜降温，乘热将物料全部溶解，得到三氟氯菊酸钠盐水溶液，送至酸化釜进行酸化处理。
1.3 本文研究目的和内容
由于时间的问题,未做粗品酸纯化实验，其余存在的问题主要有以下几个方面。加成反应中控制温度对收率的影响，而理论温度不够具体,所以有必要再优化反应温度,提高收率。环合反应反应滴加温度越低，速度越快，消除与环1含量越小。而消除与环1含量高低将影响环合的收率，并且水洗加水理论量时，乳化现象严重并且洗不净叔丁醇，使这步反应的收率降低,需要提高水洗加水的用量。大量的母液没有被利用，造成大量的浪费，并增加了废液的数量，增加了成本。
本论文的工作是优化工艺路线,降低成本,提高母液的回收利用。
2 实验部分
2.1 实验试剂和仪器
本实验的试剂与仪器如下。
表1 实验试剂
实验试剂 | 试剂级别 | 生产厂家 |
N，N-二甲基甲酰胺 | 分析纯 | 潍坊海盟化工有限公司 |
甲醇 | 分析纯 | 津安化工 |
硫酸 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
氯化氢 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
叔丁醇 | 分析纯 | 正高化工 |
盐酸 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
叔丁醇钠 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
乙醇胺 | 工业品 | 国药集团化学试剂有限公司 |
F113a | 工业品 | 常熟市科宇氟化工原料有限公司 |
氢氧化钠 | 分析纯 | 国药集团化学试剂有限公司 |
贲亭酸甲酯 | 工业品 | 泰兴市嘉丰化工有限公司 |
表2 实验仪器
型号 | 生产厂家 | |
电子天平 | BSA224S | 赛多利斯科学仪器有限公司 |
熔点仪 | JH70 | 佳航仪器 |
气相色谱仪 | GC-6890B | 辽宁东科分析仪器 |
数显鼓风干燥箱 | GZX-9146 MBE | 上海博迅实业有限公司医疗设备厂 |
2.2 工艺路线
2.3 加成反应
开启釜面氮气阀门，将釜面压力升至2Mpa以上，开启搅拌，关闭氮气阀门保持压力15分钟以上，压力不降，方可泄压，确保压力完全泄掉。检查系统状态，确保其处于投料状态。向试压好的反应釜内投入F113a：507.5 g，叔丁醇：240 g，甲酯：240 g，CB：4.5 g，DC：13.5 g。投料完毕后关闭釜面相应阀，开蒸汽（阀门1/3）升温至釜内压力0.12Mpa左右关蒸气，釜内压力在0.5Mpa时取样做水份，当釜内压力0.23Mpa时开水降温。反应期间釜压力保持在（0.28±0.05）Mpa，温度控制在（110±5）℃，反应4小时取第一只样，以后每小时取样，直至甲酯≤10%方为反应结束。反应结束后开冷却水减压至0.1Mpa，温度在80℃以下，停止搅拌静置一小时，分渣，分渣是要用引风，分完将桶盖好。分渣后物料冷却到40℃左右将加成清液放入静置槽。放料完用氮气压一下，确保料放完，再关闭釜底阀。
脱溶前检查粗加成釜底阀是否关闭，在开蒸汽预热薄膜蒸发器10分钟，先开泵将清液打到薄膜蒸发器，在开薄膜蒸发器脱溶，脱溶时引风要打开，脱溶控制在4小时以上，温度控制在125℃左右，脱溶结束后停泵，再停薄膜蒸发器，关闭蒸汽阀门，将回收溶剂取样测水分比重。比重小于1，需取样重新做。
将粗加成物放入抽滤箱，抽滤箱引风常开，料放完关釜底阀方可离开，静置一小时将加成物抽入脱甲酯釜，负压脱甲酯，开蒸汽升温到125℃左右关蒸汽，（真空度应大于730mmHg，温度控制在140℃以下。）甲酯合格后（甲酯≤0.3%），将脱甲酯釜物翻到料冷却釜后降温，温度在10℃左右放到抽滤箱中，抽滤箱引风常开，料放放完后关闭釜底阀，静置一小时将加成物抽到储槽称重，做好记录。具体见下表3。
表3 加成新鲜投料
批号 | 投料量 | 反应收率 | |||||
叔丁醇(g) | 甲酯(g) | F113a(g) | CB(g) | DC(g） | 净收率（%） | 毛收率（%） | |
171101 | 192 | 192 | 406.2 | 3.6 | 10.8 | 94.41 | / |
171102 | 192 | 192 | 406.2 | 3.6 | 10.8 | 93.8 | / |
171103 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.69 | 99.03 |
171104 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.31 | 98.11 |
171105 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.81 | 98.09 |
171108 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 94.71 | 96.03 |
171110 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 95.07 | 96.35 |
171111 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.58 | 97.91 |
171112 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.47 | 97.63 |
171113 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.69 | 97.9 |
171202 | 240 | 240 | 507.5 | 4.5 | 13.5 | 96.36 | 97.69 |
其中水分≤0.3%，温度≤112.5℃，压力0.24MPa—0.33MPa，保温1 h取样，中控≤2%，静置温度≤80℃，静置1 h，压力≤0.1MPa，分渣重量约16—17 g，放料温度40℃。
常压脱溶终止温度为125℃,72℃左右开始采出，脱溶量为350—360 g，
负压脱溶水真空泵负压为-0.1MPa，终止温度140℃，保温0.5 h，脱溶量10 g左右，溶剂中叔丁醇含量60%—95%左右，加成物5%—13%左右，其余为甲酯。脱溶后釜内甲酯≤1%，叔丁醇≤1%，加成物≥98%。
加成物重量约531 g左右，总收率≥97.5%，渣总重23 g左右。
2.4 环化反应
将DMF88 g，叔丁醇178.7 g，叔丁醇钠20.5 g，折百加成物49.65 g投入环化釜降温，投完后需检查液位是否正常。搅拌降温至－24℃以下，开氮气惰化釜内，投入称好的醇钠，继续降温，温度降到－20℃以下，温度曲线走平且双级冷冻低于－26℃，开始滴加成物，温度控制在－10℃以下，滴完后用N2压一下加成物计量槽，确保加成物滴完。
滴完保温40分钟取样，加成物≤1%即为反应结束，如加成物在1-2%之间保温30分钟取样并往下做，如加成物大于2%可补加醇钠直至中控合格。
用N2将反应结束的环化依次翻至环化保温釜，用目测确保环化釜料翻完，两料合并后加浓硫酸中和，搅拌10分钟测pH值，pH值为6-7即为合格并取样测水份。根据中和水份开蒸汽升温到80℃，将蒸汽关小，气相温度上升时脱前馏份，脱一小时后然后切换 到脱溶受槽，常压脱至釜温为103℃关蒸汽，取样测水份，在受槽温度低于40℃的前提下，开少许真空，负压脱溶，受槽脱出溶剂约1900L左右，停止脱溶。脱溶结束后受槽取样测水份、DMF含量、环化物含量，物料开水降温到50℃左右物料放到缓冲釜，放完料关闭釜底阀。
回流0.5小时将蒸出管内溶剂脱至受槽后，三叉口取样并作记录。.三叉口环化物小于0.3%（最好环化物没有），开始脱溶，流量为150L/h，并每小时取样（2小时必须取样），根据此样调节流量计流量。升温回流至结束全程液相温度控制在90℃以下。脱出后受槽内取样测环化物、水份。此时受槽内环化物应小于1%，一般情况下小于0.5。
釜内DMF小于5%为合格，如釜内DMF大于5%再脱至釜内 DMF合格为止，即停止脱溶最好小于3%，釜内降温，受槽上开氮气→ 真空平衡管→ 釜内→ 釜上取样口开出，开始加水至釜内搅拌0.5 h，取样看是否有盐，如有继续搅拌至全溶，全溶后将物料抽入一次水洗釜静置0.5-1小时将物料分入二次水洗釜加水60mL搅拌0.5小时静置0.5小时分出粗品。
确保精DMF釜内物料放干净，放完后关闭取样口、底阀、氮气、平衡管阀、开出釜夹套蒸汽升温。同时开出釜面真空。升温至釜内温度大于120℃，确保釜内干燥，停止加热，关釜面真空，待翻料。
将粗品抽入全蒸釜在真空大于730mmHg的同时开始升温蒸馏，蒸馏结束后将环化物精品用泵打入储槽，釜内降温到100℃出渣，出渣必须用引风。新鲜投料见下表4。
表4 环化反应新鲜投料
序号 | 水分（%） | 滴加温度(℃） | 滴加时长(min) | 环合中控 | ||||
消除1(%) | 消除2(%) | 环1(%) | 环2(%) | 加成物(%) | ||||
171207 | 0.14 | -15 | 17 | 1.01 | 0.53 | 4.93 | 93.1 | 0.41 |
171208 | 0.11 | -14 | 26 | 1.21 | 0.62 | 5.03 | 92.47 | 0.52 |
171210 | 0.07 | -15 | 19 | 0.79 | 0.5 | 5.78 | 92.29 | 0.5 |
171211 | 0.13 | -15 | 26 | 1.23 | 0.48 | 4.61 | 92.95 | 0.51 |
171209 | 0.1 | -13.5 | 58 | 2.57 | 0.53 | 7.2 | 89.12 | 0.41 |
171212 | 0.09 | -16 | 14 | 0.9 | 0.31 | 5.63 | 92.25 | 0.7 |
171213 | 0.12 | -14.5 | 36 | 1.55 | 0.47 | 5.01 | 92.23 | 0.54 |
171214 | 0.14 | -15 | 20 | 0.8 | 0.4 | 3.9 | 94.2 | 0.6 |
171215 | 0.13 | -15 | 25 | 1.15 | 0.6 | 4.72 | 93.01 | 0.42 |
171216 | 0.12 | -15 | 37 | 1.58 | 0.57 | 7.58 | 89.56 | 0.57 |
171217 | -15.5 | 32 | 1.16 | 0.52 | 6.79 | 90.66 | 0.46 | |
171218 | 0.1 | -15 | 27 | 1.04 | 0.5 | 4.77 | 93.28 | 0.36 |
2.5 皂化反应
开启釜面氮气阀门，将釜面压力升至2Mpa以上，开启搅拌，关闭氮气阀门保持压力15分钟以上，压力不降，方可泄压，确保压力完全泄掉。向试压好的反应釜内投入回收溶剂，回收甲酯，甲酯，F113a ,Cat。
投料完毕后关闭釜面相应阀，开蒸汽（阀门1/3）升温至釜内压力0.12Mpa左右关蒸气，釜内压力在0.5Mpa时取样做水份，当釜内压力0.23Mpa时开水降温.反应期间釜压力保持在（0.28±0.05）Mpa，温度控制在（110±5）℃，反应4小时取第一只样，以后每小时取样，直至甲酯≤10%方为反应结束。
反应结束后开冷却水减压至0.1Mpa，温度在80℃以下，停止搅拌静置一小时，分渣。 分渣后物料冷却到40℃左右将加成清液放入静置槽。放料完用氮气压一下，确保料放完，在关闭釜底阀。
脱溶前检查脱溶釜底阀是否关闭，把静置槽物料翻入脱溶釜，先常压脱溶脱到常压受槽，控制釜温至125℃左右停蒸汽，切换馏分至负压受槽，缓慢开启真空，待釜温下降直至真空稳定后，开启蒸汽升温，至釜温达125℃左右，（真空度应大于730mmHg，温度控制在140℃以下），取样甲酯合格后，将报告单贴在指定地点，（甲酯≤0.3%），脱溶结束降温至35℃后停真空泵氮气放空，将物料翻到沉降槽，静置24小时将加成物抽到储槽称重，做好记录，底部物料放入抽滤箱抽滤，滤液抽入另一沉降槽。再将回收溶剂取样测水分比重。比重小于1，需取样重新做。新鲜投料见下表5。
表5 皂化反应新鲜投料
批号 | 投料量 | 粗品重量（g） | 粗品色泽 | 粗品熔点（℃） | 所投环化物 | ||
折百环化物（g） | 甲醇（g） | 30%液碱/水（g） | |||||
180101 | 39.38 | 71.8 | 52.34/75.13 | 23.76 | 白色 | 98 | 环化精品 |
180102 | 39.38 | 71.8 | 52.34/75.14 | 24.08 | 淡黄色 | 91 | 环化精品 |
180103 | 50 | 91.15 | 66.46/0 | 15.27 | 深黄色 | 91 | 环化粗品 |
180104 | 50 | 91.15 | 66.46/93.04 | 32.69 | 淡黄色 | 88 | 环化粗品 |
180105 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 33.54 | 白色发黄 | 94 | 环化精品 |
180106 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 35.1 | 白色发黄 | 96 | 环化精品 |
180107 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 39.29 | 白色带黄 | 94 | 环化精品 |
180108 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 38.56 | 白色带黄 | 96 | 环化精品 |
180109 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 38.58 | 白色带黄 | 91 | 环化精品 |
180110 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 40.56 | 黄色微红 | 93 | 环化粗品 |
180111 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 36.76 | 黄色发灰 | 90 | 环化粗品 |
180112 | 60 | 109.38 | 79.81/111.73 | 35.8 | 黄色 | 93 | 环化粗品 |
180113 | 80 | 145.85 | 102.97/144.16 | 50.81 | 白色 | 90 | 环化精品 |
180114 | 80 | 145.85 | 102.97/144.16 | 51.3 | 白色 | 85 | 环化精品 |
180115 | 80 | 145.85 | 102.97/144.16 | 49.68 | 白色 | 93 | 环化精品 |
新鲜投料脱溶时采出温度为84℃，终止温度98℃，脱出溶剂重量140 g—150 g。
3 结果与讨论
3.1 加成反应
3.1.1 一次回收
表5 加成溶剂一次回收数据
批号 | 投料量 | 反应收率 | 备注 | ||||||
常压回收溶剂（g） | 负压回收溶剂（g） | 甲酯(g) | F113a(g) | CB(g) | DC(g） | 净收率（%） | 毛收率（%） | ||
171106 | 355.81 | 6.87 | 240 | 411.68 | 4.5 | 13.5 | 92.93 | 94.64 | 来自171103批 |
171107 | 348.41 | 17.98 | 240 | 419.21 | 4.5 | 13.5 | 91.76 | 93.21 | 取样溢料 |
171114 | 354.4 | 5.05 | 240 | 407.1 | 4.5 | 13.5 | 96.67 | 98.29 | 来自171111批 |
171115 | 353.35 | 5.14 | 240 | 412.45 | 4.5 | 13.5 | 94.78 | 96.96 | 来自171112批 |
171201 | 355.01 | 5.1 | 240 | 405.96 | 4.5 | 13.5 | 94.2 | 96.68 | 来自171113批 |
1 填料系数≥91%，一次回收溶剂密度0.995—1.010g/mL之间（密度lt;1.020 g/mL时，无需补加叔丁醇）F113a补加量405 g—420 g之间.其它新鲜投料量相同。
2 中控指标与新鲜投料中控指标相同
3 与新鲜投料不同的地方：常压溶剂采出温度67℃左右，溶剂量为365 g—370 g之间。升温，保压时：压力会变大，约0.34—0.35MPa，其它无明显变化。负压脱溶溶剂量20 g左右，溶剂含量：叔丁醇70%左右，甲酯20%左右，加成物10%左右
3.1.2 二次回收
表6 加成溶剂二次回收数据
批号 | 投料量 | 反应收率 | 备注 | |||||||
常压回收溶剂（g） | 负压回收溶剂（g） | 叔丁醇（g） | 甲酯(g) | F113a(g) | CB(g) | DC(g） | 净收率（%） | 毛收率（%） | ||
171109 | 379.16 | 14.87 | 13.4 | 240 | 355.01 | 4.5 | 13.5 | 96.58 | 97.84 | 来自171106 |
溶剂密度1.09g/mL左右,回归正常，每批补加叔丁醇约20 g，其它与一次回收相同，基本无变化。
3.2 环合反应
3.2.1 一次回收
表7 环合溶剂一次回收数据
投料量 | 环2收率(%) | 总收率(%) | 备注 | ||||
回收溶剂（g） | DMF（g） | 叔丁醇（g） | 叔丁醇钠（g） | 折百加成物（g） | |||
455 | 54.34 | 24.08 | 20 0.5 | 49.65 | 80.34 | 91.18 | 来自171209—171211批 |
20 0.5 2 | 49.65 | ||||||
436 | 63.22 | 34.2 | 20 0.75 | 49.65 | 79.56 | 89.06 | 来自171215—171216批 |
20 0.75 1 | 49.65 | ||||||
431.98 | 66.71 | 34.71 | 20 1 1 | 49.65 | 80.3 | 90.56 | 来自171217—171218批 |
20 1 | 49.65 | ||||||
425.31 | 64.78 | 43.31 | 20 1 | 49.65 | 82.76 | 89.85 | 来自171213—171214批 |
20 1 | 49.65 | ||||||
1 一次回收溶剂密度0.827—0.830g/mL之间，每两批DMF补加量54 g—67 g之间，叔丁醇补加量24 g—44 g之间，其它与新鲜投料相同
2 中控指标与新鲜投料中控指标相同
3 与新鲜投料不同的地方：常压溶剂采出温度97℃左右，溶剂量为150 g—160 g之间。负压脱溶溶剂量255 g—300 g之间，溶剂含量：叔丁醇65%左右，DMF 35%左右，环22%左右
4 投一次回收与投新鲜溶剂相比较所需叔丁醇钠偏多，中控环1与消除较大。（主要由于回收溶剂中的环1和环2与叔丁醇钠反应使消除增大，造成所需叔丁醇钠增加。）
3.2.2 溶剂（未蒸馏）二次回收
表8 环合溶剂（未蒸馏）二次回收
批号 | 投料量 | 环2收率(%) | 总收率(%) | ||||
回收溶剂（g） | DMF（g） | 叔丁醇（g） | 叔丁醇钠（g） | 折百加成物（g） | |||
171233 | 450 | 45.64 | 37.76 | 20 1 2.5 | 49.65 | 76.15 | 87.36 |
171234 | 20 1 1.8 | 49.65 | |||||
171235 | 458.34 | 37.63 | 37.43 | 20 1 1.8 | 49.65 | 77.15 | 89.76 |
171236 | 20 1 2.5 | 49.65 | |||||
171237 | 403.21 | 25.64 | 104.55 | 20 1 1 | 49.65 | 78.48 | 92.27 |
171238 | 20 1 2.5 | 49.65 | |||||
溶剂密度0.846—0.856g/mL之间, 每两批补加叔丁醇约40 g，DMF约40 g，与一次回收相比，所需补加叔丁醇钠增多，消除与环1更大，常压溶剂采出温度97℃左右，溶剂量为100 g—140 g之间。负压脱溶溶剂量305 g—315 g之间，溶剂含量：叔丁醇75%左右，DMF 25%左右，环21%左右。
3.2.3 溶剂（二次蒸馏）二次回收
表9 环合溶剂（二次蒸馏）二次回收
批号 | 投料量 | 环2收率(%) | 总收率(%) | 备注 | ||||
回收溶剂（g） | DMF（g） | 叔丁醇（g） | 叔丁醇钠（g） | 折百加成物（g） | ||||
171239 | 296.5 | 62.97 | 173.93 | 20 1 | 49.65 | 76.46 | 87.04 | 刺型柱蒸馏 |
171240 | 20 1 0.7 | 49.65 | ||||||
171241 | 314 | 47.53 | 171.94 | 20 1 | 49.65 | 70.69 | 77.74 | 冷凝管蒸馏 |
171242 | 20 1 | 49.65 | ||||||
溶剂经过二次蒸馏，使所含环合物（包括消除）总和小于0.5%，负压脱溶时，将温度控制在58℃以下，使脱出溶剂中所含环合物小于0.5%，58℃—88℃脱出溶剂留至下次脱溶时处理。溶剂密度0.853 g/mL左右，每两批补加叔丁醇约50 g，DMF约170 g，常压溶剂采出温度97℃左右，溶剂量为130 g（刺型管蒸馏）—150 g（冷凝管蒸馏）之间。58℃负压脱溶溶剂量150 g（冷凝管蒸馏）—230 g（刺型管蒸馏）之间，溶剂含量：叔丁醇 82%左右，DMF17%左右，环20.22%左右。
另外做了破坏性试验，结果是当DMF为30%时，对收率无明显影响，当DMF为36%时，收率明显降低。
因时间缘故未做破坏性试验有（①含水量大于0.3% ②DMF含量大，叔丁醇含量小 ③DMF含量小，叔丁醇含量大 ④较高温度下滴加加成物 ⑤保温温度较高）
3.3 皂化反应
3.3.1 一次回收
表10 皂化反应溶剂一次回收
批号 | 投料量 | 粗品重量（g） | 粗品色泽 | 所投环化物 | |||
折百环化物（g） | 回收溶剂（g） | 甲醇（g） | 30%液碱/水（g） | ||||
180121 | 80 | 157.6 | 48.23 | 102.97/84.18 | 50.95 | 白色 | 环化精品 |
180122 | 80 | 137.28 | 64.36 | 102.97/88.37 | 50.37 | 白色 | 环化精品 |
180123 | 80 | 141.75 | 62.77 | 102.97/86.21 | 50.73 | 白色 | 环化精品 |
180124 | 80 | 155.9 | 52.78 | 102.97/80.43 | 50.15 | 白色发黄 | 环化精品 |
一次回收溶剂密度0.87—0.875g/mL之间，补加甲醇50 g—65 g之间。与新鲜投料不同的地方：常压溶剂采出温度83℃，溶剂量为170 g左右。
3.4 控制点
（1）加成
甲酯尽可能小，小试上甲酯lt;2%为合格。
严格控制温度在110℃左右，防止超温，减少甲酯的聚合，严防超压。
中控 若甲酯大于控制指标，可以延时保温，减少甲酯含量，直至合格。
分渣严格按80℃,0.1MPa进行，利于后面抽滤。
常压脱溶时，温度控制在125℃，过高会脱出加成物，负压脱溶时 开始温度最好小于50℃。
抽滤时，静置时间尽可能长一些≥1 h，温度≤10℃。
（2）环合
滴加温度越低，速度越快，消除与环1含量越小。
DMF投料比理论值少时对收率无明显影响，DMF比理论值多时收率明显降低。
DMF会与叔丁醇钠反应且叔丁醇钠为强碱，投料时需通氮气保护。
保温时间不应超过理论时间，环2会随时间增长逐渐转变为环1，且环1环2会逐渐转变为消除。若补加叔丁醇钠，补加后10 min取样。
投回收溶剂时，最好将环合物（含消除）含量控制在0.5%以下，否则会使叔丁醇钠消耗变大，使环1和消除变大。
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