CN105646324B - 一种高纯度吲哚的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种高纯度吲哚的制备方法，属于有机合成技术领域。其是以吲哚为原料，经过与亚硫酸氢钠加成反应，得到2‑磺酸钠吲哚啉，溶剂洗涤去除杂质，然后加碱水解制得高纯度吲哚。主要特征在于反应过程中吲哚中含有的主要杂质3‑甲基吲哚不与亚硫酸氢钠发生反应，而达到吲哚与3‑甲基吲哚的分离目的。本发明在加成反应和水解反应中都使用水为反应介质，溶剂可回收套用，原料成本低，收率高。
Description
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，涉及一种高纯度吲哚的制备方法。
背景技术
吲哚是一种重要的医药、农药中间体,广泛应用于医药、农药、染料等精细化学品的生产。吲哚在很低的浓度下，吲哚具有类似于花的香味，是许多花香的组成部分，广泛用于配制各种香精。
吲哚类化合物具有一系列生物活性。也是一类重要的精细化工产品，广泛用作有机、染料、医药和医药中间体,其许多衍生物具有显著的药理活性。在临床医药上，其中一些吲哚衍生物已用来治疗多种疾病，如癌症、肿瘤、艾滋病、消炎镇痛以及病毒性疾病和传染性疾病。
吲哚有很多生产方法。
1.从洗油馏分提取
在高温煤焦油中，约含吲哚0.10-0.16％。一般可从煤焦油和洗油馏分提取。将洗油馏分经碱洗、酸洗，得到甲基萘馏分，然后在60块理论板的高效塔中精馏，切取出225-256℃馏分段，加氢氧化钾熔融。反应在170-240℃进行2-4h，搅拌至停止冒泡为止。静置，把下层吲哚钾放出冷却，打碎后在低温下用苯洗涤除油。然后在50-70℃进行水解得到粗吲哚油，将其在20块理论板的蒸馏塔内蒸馏，取回流比8-10：1，切取塔顶温度170-256℃馏分，冷却，结晶、离心过滤，即得精制吲哚。再经过压榨，使含油量在3％以下，用乙醇重结晶，得纯度为99％的精制吲哚。
2.由邻氨基乙苯催化脱氢制得
邻氨基乙苯在氮气流中，在硝酸铝(或三氧化二铝)存在下，在550℃脱氢环化，经减压蒸馏得到二氢吲哚。再在640℃脱氢，得到吲哚。其他的制法还有由邻硝基甲苯和草酸酯反应，生成邻硝基苯基丙酮酸然后再制成α-吲哚羧酸，最后与石灰一起干馏而得产品；将苯胺与乙炔在600-650℃加热合成吲哚；将邻羧基苯基甘氨酸经3-羟基-2-吲哚羧酸和吲哚酸而合成吲哚；以浓硝酸或铬酸氧化静蓝得到吲哚醌，后者与锌粉进行蒸馏可得吲哚。将混合硝基肉桂酸与10份氢氧化钾粉末，加铁屑后加热将混合物熔化也可得到吲哚。
吲哚目前主要的合成方法：邻甲苯胺加甲酸生成N-甲酰基邻甲苯胺和水，N-甲酰基邻甲苯胺加入氢氧化钾在高温下环合后生成吲哚，最后采用水蒸汽蒸馏，冷却，过滤，得到吲哚。
但是，无论是提取吲哚，还是合成吲哚，都或多或少含有主要杂质3-甲基吲哚，3-甲基吲哚(3-methylindole)有粪臭，又名粪臭素(skatole)，浓度高时的气息令人作呕，严重影响吲哚品质。
在实际使用过程中需要高纯度吲哚，含量≥99.5％，甚至99.9％，3-甲基吲哚≤0.5％，甚至0.1％以下。
由于3-甲基吲哚与吲哚物理化学性质非常相似，一般的物理分离方法如精馏重结晶方法很难把它们彻底分开，本发明的原理是巧妙利用反应过程中吲哚中含有的主要杂质3-甲基吲哚不与亚硫酸氢钠发生反应，而达到吲哚与3-甲基吲哚的分离目的。可以得到含量≥99.5％，甚至99.9％以上的高纯度吲哚。
发明内容
一种高纯度吲哚的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成2-磺酸钠吲哚啉：将吲哚粗品溶解于醇类有机溶剂中，加入亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾水溶液后于20～30℃反应15-30h，反应结束后反应液经过滤、洗涤、干燥得中间体2-磺酸钠吲哚啉；
(2)水解：中间体2-磺酸钠吲哚啉再加入氢氧化钠或氢氧化钾水溶液回流12-20h，反应液冷却析晶，经过滤、洗涤、干燥得高纯度吲哚产品。
其中，步骤(1)中所述亚硫酸氢钠或亚硫酸氢钾水溶液，质量浓度为20～30％，添加量为吲哚质量的6～10倍。
步骤(1)中醇类有机溶剂为甲醇、乙醇、和异丙醇中的至少一种；醇类有机溶剂添加量吲哚重量的1～5倍。
步骤(2)中氢氧化钠或氢氧化钾水溶液的质量浓度为5～15％，添加量为中间体2-磺酸钠吲哚啉质量的3～5倍。
步骤(1)中吲哚粗品中含有的杂质不仅仅限制于3-甲基吲哚，也适用于其他不与亚硫酸氢钠发生反应的杂质。
本发明是以吲哚为原料，经过与亚硫酸氢钠加成反应，得到2-磺酸钠吲哚啉，溶剂洗涤去除杂质，然后加碱水解制得高纯度吲哚。在反应过程中吲哚中含有的主要杂质3-甲基吲哚不与亚硫酸氢钠发生反应，而达到吲哚与3-甲基吲哚的分离目的。本发明在加成反应和水解反应中都使用水为反应介质，溶剂可回收套用，原料成本低，收率高。
具体实施方式
实施例1
一种高纯度吲哚的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成2-磺酸钠吲哚啉:向2000L反应釜中抽入250kg乙醇，开搅拌，投入140kg吲哚粗品，搅拌溶解。开始滴加20％的亚硫酸氢钠溶液1400kg，控制滴加时间为2h。滴加完毕后30℃保温20h。反应完毕后反应液经抽滤、乙醇洗涤，得大约300kg中间体2-磺酸钠吲哚啉。
(2)水解：将滤饼转入碱解釜(滤饼大约300kg)，加水1000L搅拌，然后分批加入氢氧化钠100kg，升温蒸出乙醇，内温95℃以上，保持少量回流20h。降温至20℃，抽滤离心，用水洗涤滤饼。得到高纯度吲哚大约125kg。
实施例2
一种高纯度吲哚的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成2-磺酸钠吲哚啉:向2000L反应釜中抽入700kg甲醇，开搅拌，投入140kg吲哚，搅拌溶解。开始滴加23％的亚硫酸氢钾溶液840kg，控制滴加时间为3h。滴加完毕后35℃保温20h。反应完毕后反应液经抽滤、甲醇洗涤，得大约300kg中间体2-磺酸钠吲哚啉。
(2)水解：将滤饼转入碱解釜(滤饼大约300kg)，加水1000L搅拌，然后分批加入氢氧化钾100kg，升温蒸出甲醇，内温95℃以上，保持少量回流20h。降温至20℃，抽滤离心，用水洗涤滤饼。得到高纯度吲哚大约120kg。
实施例3
一种高纯度吲哚的制备方法，包括以下步骤：
(1)合成2-磺酸钠吲哚啉：向2000L反应釜中抽入250kg乙醇，开搅拌，投入140kg吲哚粗品，搅拌溶解。开始滴加30％的亚硫酸氢钠溶液900kg，控制滴加时间为2h。滴加完毕后30℃保温20h。反应完毕后反应液经抽滤、乙醇洗涤，得大约290kg中间体2-磺酸钠吲哚啉。
(2)水解：将滤饼转入碱解釜(滤饼大约290kg)，加水1000L搅拌，然后分批加入氢氧化钠100kg，升温蒸出乙醇，内温95℃以上，保持少量回流20小时。降温至20℃，抽滤离心，用水洗涤滤饼。得到高纯度吲哚大约118kg。
Claims (1)
1.一种吲哚的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）合成2-磺酸钠吲哚啉：将吲哚粗品溶解于醇类有机溶剂中，加入亚硫酸氢钠水溶液后于20～30℃反应15-30h，反应结束后反应液经过滤、洗涤、干燥得中间体2-磺酸钠吲哚啉；
（2）水解：中间体2-磺酸钠吲哚啉再加入氢氧化钠水溶液回流12-20h，反应液冷却析晶，经过滤、洗涤、干燥得吲哚产品；
所述步骤（1）中所述亚硫酸氢钠水溶液，质量浓度为20～30%，添加量为吲哚质量的6～10倍；
所述步骤（1）中醇类有机溶剂为甲醇、乙醇、和异丙醇中的至少一种；醇类有机溶剂添加量为吲哚重量的1～5倍；
所述步骤（2）中氢氧化钠水溶液的质量浓度为5～15%，添加量为中间体2-磺酸钠吲哚啉质量的3～5倍；
所述步骤（1）中吲哚粗品中含有的杂质为3-甲基吲哚和或其他不与亚硫酸氢钠发生反应的杂质。
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