β-巯基丙酸的合成

第35卷第3期精细化工中间体Vol.35 No.32004年6月FINE CHEMICAL INTERMEDIATESJune 2004β-巯基丙酸的合成姜旭,陈稼轩,龙春梅,蒋文伟(四川大学化工学院,四川成都610065)摘要:以丙烯腈和硫氢化钠为主要原料,通过正交试验考察了原料摩尔比、加成反应温度、水解时间及硫粉用量4种因素对合成β巯基丙酸收率的影响。实验得到优惠工艺条件:在t=45C下,滴加丙烯腈1.5h,硫粉用量2.7g,水解时间为3h的反应条件下,B巯基丙酸的收率为87%,明显高于文献所介绍收率。结果表明,该路线原料易得、工艺简单、产品纯度高、后处理方便,是一条可取的工艺路线。关键词:β-巯基丙酸;丙烯腈;硫氢化钠中图分类号:TQ225.12文献标识码:A 文章编号 :1009 - 9212(2004)03 - 0048 -02Synthesis of mercaptopropionic AcidJIANG Xu , CHENG Jia-xuan , LONG Chun-mei ,JIANG Wen-uei(Department of Chemical Engineering, Sichuan University, Chengdu 610065 ,China)Abstract:Acrylonitrile and sodium hydrosulfide were used as main materials for the synthesis of R-mercapto-propionic acid. The influences of four factors( the mole ratio of the raw materials, the addition reaction tempera-ture, the hydrolysis time, the powdered sulfur usage) were investigated. Under the optimum conditions(T= 45心C，the mole ratio of the AN and sodium hydrosulide is 1.0:1.4, the usage of the sulfur is2.7 g, the hydrolys-is time is 3 h) the yield of the β mercaptopropionic acid is 87 % ,obviously higher than that introduced in litera-ture. It was showed that this technique was feasible with high yield and convenient post-treatment.Key words:β mercaptopropionic acid; acrylonitile; sodium bydrosulfide学纯,硫氢化钠为工业级。1前言2.2 β-~巯基丙酸的合咸β-巯基丙酸是医药芬那露的中间体,也可用于2.2.1反应原理制备交联剂、硬化剂、树脂添加剂、抗氧剂、催化剂和β_巯基丙酸的合成过程如下:生化试剂,还可作为PVC热稳定剂酯基锡的原料,CH2 =CHCN-aSHSCHCH.CN二HSCHCH20OOH市场前景十分广阔。中国国内仅东北第三制药厂生CH =CH-CN-ASSS(CH,CHCN)2四台HSCHCh20OH产,其工艺为硫脲法”。硫脲法所使用的原料中硫脲和一氯代丙酸钠的成本较高,反应中要生成氯化第一步反应所生成的巯基丙烯腈和硫化钠可继钠，氨气,二氧化碳和硫酸钡等多种副产品,回收利续作为原料参与反应,第二步生成的副产物二羧基用的成本过高。笔者以丙烯腈与硫氢化钠为原料,硫醚可通过适当的增加硫粉量得到控制。第三步生只经历一步反应，反应时间为1.5 h,收率为87% .成的二硫代丙二酸加入锌粉后在酸性条件下还原生(以丙烯腈计) ,后处理简单,反应中生成的硫化钠和成目标产物β巯基丙酸。未反应完的硫氢化钠都可回收利用,基本无三废排2.2.2反应步骤放。因此,研究用丙烯腈和硫氢化钠一步法合成β在1000 ml三口烧瓶中加入261 .3 g.30%硫氢巯基丙酸具有很重要的意义。化钠水溶液和2.7g硫粉。加热溶解后,于45 C、1.5h滴加53g丙烯腈,充分反应2h,用254ml浓2试验部分盐酶^中国煤化工C回流3h,降温至2.1 主要原料IpH1~2,得到B-所用原料:丙烯腈(AN)、锌粉、升华硫等都为化HCNMHG作者简介:姜旭(1976-),男 ,四川雅安人,项士研究生.从事精细化产品开发与应用研究。收稿日期:2003-11-23第3期姜旭,等:β巯基丙酸的合 成492.3β巯基丙酸的纯化三废排放量的增加,所以取硫氢化钠:丙烯腈=1.4: .将β.巯基丙酸水溶液用乙酸乙酯萃取,重复31.0 mol为宜;②温度升高,收率先升后降,加成反应次,得有机相。将有机相于0.095 MPa下蒸出萃取较易进行,温度过高有利于副产物的生成,因此,加剂,得粗品。将粗品进真空精馏，在665 Pa下收集.成反应温度取45C为宜;③水解时间延长,收率先100C ~ 102 C的馏分,得无色透明液体。β-巯基丙降后升,下降较升高趋势大,因而取3 h为宜;④硫酸的纯度用碘量法测定。粉用量取2.7 g为佳,收率最高。因此,得到优惠工艺条件为:硫氢化钠与丙烯腈3结果与讨论摩尔比为1.4:1.0,加成反应温度为45 C,水解时3.1 优惠工艺条件的确定间3 h,硫粉用量2.7go .以反应物摩尔比(A)、加成反应温度(B)、水解3.2锌粉 用量的影响时间(C)及硫粉用量(D)作为考察因素,β.巯基丙酸由于副产物二硫代二丙酸的生成,需用锌粉还的收率作为考察指标,采用如表1的四因素三水平原。在固定投料比NaHS:AN为1.4:1.0 (mol),反的正交试验方案来确定工艺条件。应温度45 C,回流3 h,硫粉用量2.7 g,其它工艺条.件相同的情况下,对锌粉用量进行考察,结果如下:表1正交实验的因素和水平锌粉用量(g)33384450水平NaSH:AN加成反应温度 水解时间硫粉量收率(%)50.275.882.181.8(mxl)(A)(化)(B)_(h)(C)_ (g)(D)从上表可以看出:锌粉用量少,还原不彻底，收1.0:1.0.5率偏低,锌粉用量适当增加可较大幅度的提高收率;.1.2:1.0a51.4:1.0锌粉用量大于44 g时,锌粉反应不完全,吸附与络注:以AN Imol为基准合作用使收率反而降低,确定用44g锌粉还原较为理想。正交试验结果如表2所示。4结论表2正交试验结果硫氢化钠法合成β_巯基丙酸的优惠工艺条件:NaSH:AN加成反应温度 水解时间硫粉收率反应物摩尔比(硫氢化钠:丙烯腈)为1.4:1 .0,加成(mol)(A)心)(B)(h)(C) (2)(D) (%)反应温度45C ,水解时间3 h,硫粉用量2.7g。此AD34条件下水溶液中β巯基丙酸的含量为11.91%,收2Ss3好47率为87%。本工艺明显优于硫脲法生产工艺。B1D3 386158参考文献:3134312CID:7:_D[1] Tsui, Yasu, Yamada, Manabu. Preperation of Brmereaptopro.注:AN:1 nol锌粉:44gpionic acid[P]. JP:02, 121, 962,1995 -05-09.[2] Nitto chermicel industry co. Ld. Procss and guanidie deivative根据正交试验结果，固定摩尔比为1.4:1.0,进id from hydrogcn sulfide and acrylic acid[P]. JP:59 29, 656,行工艺条件优化试验，结果如表3。1984-02-16.[3] Aretr, E Manufacure of 3-mereptopionie acid and calyats表3工艺条件优化therefor{P]. CN:1185423, 1998 -06- 24.[4] Nogami, Hiroyuki; Morita, Hikaru; Kikuchi, Katsuaki. Synthe.加成反应温度(T:)(B)水解时间(h)(C)_ 硫粉(g)(D) 收率(%)402.775sis of csters of 3-meraprpionie acid[P]. JP:04, 187,778.10152001 -07- 10..787[5]_ Tonioka, Tetuo. Preparation of Bmcrapropioni acid fron中国煤化工1-14.77a (Hempshire ChenicalMH[P]. US:5391820.1995- 12-21.由表2及表3可以看出:①投料摩尔比增大,收[7] Feng, Paicheng. Synthesis of b-mercaptopopinice wcid[J].率增大,但硫氢化钠过量太多会导致成本的上升和Qingdao Hungong Xueyuan Xucbao, 1998, 19(1):63~66.