3,5-二甲基吡啶的合成及分离技术

发布日期:2023/7/31 9:41:05

背景

3,5-二甲基吡啶，是一种有机化合物，化学式为C7H9N，为无色油状液体，不溶于水，溶于乙醇、乙醚，主要用作医药中间体、表面活性剂，也可用作反应溶剂。3,5-二甲基吡啶是吡啶碱生产中的高附加值烷基吡啶产物，是合成治疗消化性溃疡、胃食管反流病、胃泌素瘤等胃病最有效的药物—埃索美拉唑的关键原料。

3,5-二甲基吡啶.png

目前,国内外较为成熟而且已经工业化的主要合成路线是乙醛、甲醛和氨合成法,即以乙醛、甲醛和氨为原料,汽化后的甲醛、乙醛、氨经分布器进入固定床或流化床反应器中,在反应器中与酸性催化剂接触并反应，反应液经萃取、精馏得到吡啶、3-甲基吡啶、釜底残液(多甲基吡啶混合物)，釜底残液经分离纯化得到2,3-二甲基吡啶、3,5-二甲基吡啶和2,3,5-三甲基吡啶。吡啶生产中的副产物绝大多数都为同系物,且种类多，纯粹的精馏很难得到高纯度的3,5-二甲基吡啶，且能耗非常大。同时由于3,5-二甲基吡啶的沸点较高，为169℃-172℃，与2,3-二甲基吡啶沸点(162℃~163℃）较为接近，组分间沸点差异较小，很难通过单步精馏的方法实现完全分离。

合成方法

采用三级串联反应器：升温汽化后的甲醛、乙醛、氨进入反应器一,进料温度100℃左右,再生后的催化剂(550℃)通过再生斜管进入反应器一底部,与进入的原料接触并开始反应,在提升风的作用下,一起向上端流动并反应,到达反应器二,反应温度460℃;未反应完全的物料随催化剂继续提升,进入反应器三进行三次反应,使原料反应完全,反应温度420℃,在反应器三中气态反应组分与固体催化剂分离,固体催化剂通过待生斜管进入催化剂再生器,气态反应组分经吸收冷却为吡啶及混合物的水溶液,再将该水溶液先经氨精馏塔回收氨,然后再用苯进行萃取,萃取后的苯相溶液经脱苯塔回收苯得到吡啶碱，再经二级精馏得到吡啶、3-甲基吡啶和釜底残液。

分离方法

釜底残液经精馏，得到2,3-二甲基吡啶和3,5-二甲基吡啶混合物,塔底残液为50%含量的2,3,5-三甲基吡啶粗品；二甲基吡啶混合物再经精馏塔精馏，得到50%含量的2,3-二甲基吡啶粗品，塔底残液为97%以上的3,5-二甲基吡啶粗品。3,5-二甲基吡啶粗品中杂质主要是2,3-二甲基吡啶，由于沸点相近，精馏很难得到高品质的3,5-二甲基吡啶。基于其熔点相差较大,通过采用低温结晶熔融法对其进行分离提纯，能够得到高品质的3,5-二甲基吡啶。未结晶溶液以及含量低的接收液继续套用下次熔融结晶,分离过程无需溶剂,无废液产生,是一种环保的分离方法。