Metoda pro přípravu kyseliny 3-merkaptopropionové

- Jun 14, 2019-

Merkaptokarboxylová kyselina (kyselina merkaptopropionová) je vhodná jako zesíťovací činidlo pro akrylátový polymer a vytvrzovací činidlo pro epoxidovou pryskyřici a používá se v syntetické pryskyřici, jako je optická čočka. To se provádí zejména esterifikací alkoholem, přičemž lze syntetizovat množství karboxylátových sloučenin majících thiolovou skupinu.


US patent č. 5,048,432 popisuje přidání sirovodíku k nenasycené sloučenině, jako je methakrylát nebo kyselina akrylová, za účelem přípravy kyseliny 3-merkaptopropionové. Když je přidán sirovodík, bazický katalyzátor vybraný z oxidu hořečnatého a bazické anexové pryskyřice se provádí v prostředí. Mezi nimi je jako pryskyřice vybrána pryskyřice mající terciární amin nebo kvartérní hydroxid amonný jako funkční skupina. Nevýhodou tohoto způsobu je však to, že tento způsob je velmi komplikovaný, protože je podroben kroku přeměny sirovodíku na kyselinu akrylovou za účelem konverze na kyselinu 3-merkaptopropionovou (HSCH2CH2COOH).


Způsob syntézy kyseliny 3-merkaptopropionové založený na adiční reakci kyseliny akrylové a sirovodíku je popsán v Korejském patentovém spisu č. 1998-024803. Provádí se v přítomnosti pevného nosiče majícího hydrazinovou funkční skupinu, která neobsahuje vodík přímo vázaný na atom dusíku, podobně jako výše uvedený US patent č. 5,008,432.


V Korejské patentové publikaci č. 1998-024803 se kyselina 3-merkaptopropionová syntetizuje při vysokém konverzním poměru a selektivitě v přítomnosti pevného nosiče majícího základní funkční skupinu v souladu s adiční reakcí kyseliny akrylové a sirovodíku. Stále však existují nevýhody v tom, že způsob přípravy je komplikovaný.


Způsob konverze kyseliny thiodipropionové (dimeru) na 3-sulfopropionát (polymer) je popsán v čínské patentové publikaci č. CN 101125827A. Tento způsob má problém, že kompozice a vedlejší produkty produktu nejsou za takových podmínek dobré vzhledem k relativně těžkým reakčním podmínkám, které jsou potřebné pro kyselé zpracování na bázi železa a silné kyseliny.


Dále je způsob přípravy 3-sulfonypropionitrilu a kyseliny 3-merkaptopropionové, který se snadno zpracovává, popsán v korejském patentu č. 10-0350658. Ve způsobu podle předkládaného vynálezu se jako výchozí materiál používá thiomalononitril a výše uvedený thiomalononitril reaguje se zásaditým hydrosulfidem (bazický sirovodík) v přítomnosti alkalického hydroxidu. Vyrobí se vysoký výtěžek 3-sulfhydrylpropionitrilu. Výsledkem je, že získaný nitril a silná kyselina se podrobí okyselení nebo zmýdelnění, čímž se získá výhodná kyselina merkaptopropionová ve vysokém výtěžku. Předkládaný vynález může získat vysoký výtěžek 3-sulfhydrylpropionitrilu a kyseliny 3-merkaptopropionové, ve kterých není smíšen žádný dithiomalononitril nebo kyselina dithiodipropionová. Tento způsob však vyžaduje následující kroky: použití akrylonitrilu a hydrosulfidu sodného za vzniku thiomalononitrilu (dimeru), do kterého se přidávají hydrosulfid sodný a hydroxid sodný, aby se vytvořil 2-kyanoethanethiol sodný (jeden). pod silnou kyselinou (kyselinou chlorovodíkovou) pro převedení nitrilu na skupinu karboxylové kyseliny. Reakční krok je proto komplikovaný a obtížně připravitelný. Vzhledem k tomu, že se nitril převádí na karboxylovou kyselinu za podmínek kyseliny chlorovodíkové, která není refluxována separací 3-pyridylpropionitrilu, je výtěžek produktu nízký a 3-sulfopropionitril nereaguje. Nadměrný problém.


Aby se vyřešil tento běžný problém, Korejská patentová publikace č. 10-2013-0087447 stanoví, že je možné získat 3 z thiomalononitrilu bez použití hydrosulfidu sodného a hydroxidu sodného v thiomalononitrilu (dimeru). Způsob výroby kyseliny 3-merkaptopropionové v kroku sulfhydrylpropionitrilu. V tomto způsobu, po reakci akrylonitrilu s hydrosulfidem sodným za získání 2-kyanoethanethiolu sodného, neutralizace kyselinou, separace vrstev, za získání 3-sulfhydrylpropionitrilu, s následným přidáním kyseliny, refluxu, konverze Je to 3-merkaptopropionová kyselina, následovaná destilací pod za sníženého tlaku se získá kyselina 3-merkaptopropionová. Tento způsob je jednoduchý, ekonomický a výtěžek lepší než běžný způsob z hlediska přípravy 3-nátriumpyrimonitrilu s malou produkcí dimeru. Protože se však kyselina přidává po přeměně na 3-merkaptopropionitril, přemění se na kyselinu 3-merkaptopropionovou a v procesu destilace ve vakuu se získá značná ztráta výtěžku a rozklad produktu v důsledku vysokoteplotního zpracování. Existuje tedy potřeba zdokonaleného řešení, které nejenže produkt destiluje za sníženého tlaku při nižší teplotě, ale také zlepšuje výtěžek.