CN113336640B - 一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种降低1,4‑萘二羧酸杂质含量的方法，属于化工技术领域。其方法为向1,4‑萘二羧酸中加水，加热和添加氢氧化钠调节pH≥12，使其完全溶解，滴加次氯酸钠，滴加高锰酸钾水溶液，脱色处理，加入稀硫酸调节pH≤2，甩干用水淋洗后甩干烘干。发明通过用次氯酸钠和高锰酸钾将影响后续合成荧光增白剂KCB的杂质生成1,4‑萘二羧酸，大大提高了1,4‑萘二羧酸的质量。

Description

一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法
技术领域
本发明涉及化工技术领域，具体涉及一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法。
背景技术
荧光增白剂KCB(1,4-二苯并噁唑基萘)是1,4-萘二羧酸的下游产品。1,4-萘二羧酸的质量直接影响了荧光增白剂KCB的增白增艳效果，当1,4-萘二羧酸杂质较多时，会直接的削弱荧光增白剂KCB的效果。本公司以1,4-二甲基萘为原料进行1,4-萘二羧酸的生产，其成本较低，但是在实际生产中却发现在得到的产品中1,4-萘二羧酸的含量一般在99.3％左右，其中常常会含有0.2％左右的1-羧基-4-萘甲醇和0.2％左右的1-甲基-4-萘甲酸两种杂质，这两种杂质在荧光增白剂KCB的合成中均会生成副产品，直接影响到荧光增白剂KCB的外观和纯度，而其他杂质对KCB的合成影响不大。因此，如何去除1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸两种杂质，保证1,4-萘二羧酸和KCB的质量，是本公司采用1,4-二甲基萘为原料进行1,4-萘二羧酸的生产的难点。
发明内容
基于此，经过大量的实验研究，本申请最终确定了一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，此方法可以有效减少1,4-萘二羧酸的两个主要杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的含量，对于降低生产成本，提高最终产品KCB的质量具有重要意义。
本发明的目的，通过以下技术方案予以实现：
本发明提供了一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，向1,4-萘二羧酸中加水和液碱至物料完全溶解，再依次滴加次氯酸钠、高锰酸钾水溶液50～70℃氧化处理，最后再经过脱色、酸析，甩干、淋洗和甩干烘干。
反应原理为：首先次氯酸钠在50～70℃时会变成氯酸钠，氯酸钠与1-羧基-4-萘甲醇反应能将醇羟基氧化成羧基而成为1,4-萘二羧酸；而无法将1-甲基-4-萘甲酸中的甲基氧化成羧基而成为1,4-萘二羧酸，而高锰酸钾可以，因高锰酸钾氧化性太强，容易氧化开环，形成副产品，故需要配成水溶液使用，且高锰酸钾水溶液的质量百分数一般控制在1％左右，效果最佳。
另外需要注意的是：次氯酸钠和高锰酸钾的添加顺序是不可调整、不可更换的，次氯酸钠氧化性弱，可将醇氧化成羧酸，但不能将甲基氧化成羧酸，高锰酸钾氧化性强，添加过量会导致氧化开环、有机物炭化，得到的产品含量低，收率低，副产品多。
进一步，所述降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法还包括加热溶解的步骤，所述加热溶解的温度为70～90℃。低于70℃则溶解速度慢，高于90℃会容易产生泡沫，因此，将其控制在70～90℃既能保证好溶解效率，又不会产生泡沫，影响后续操作。
进一步，滴加次氯酸钠、高锰酸钾水溶液时温度为60～70℃，每次滴加后至少保温0.5h。需要注意的是：该步骤中，温度高于70℃时容易产生副反应，因此，次氯酸钠和高锰酸钾滴加时，需要严格控制温度保持在60～70℃之间。
进一步，所述脱色处理为在体系中加入活性炭，然后过滤出活性炭。
进一步，脱色处理时的pH为中性。
进一步，酸析时pH≤2，酸析时的温度为95～98℃，需要注意的是：在该步骤中需要控制温度在95～98℃范围内，在该温度范围内，析出的产品颗粒合适，便于甩干，若温度过低则产品颗粒过小无法甩干。
进一步，所述次氯酸钠的添加量为1,4-萘二羧酸中1-羧基-4-萘甲醇质量的30-50倍。
进一步，所述高锰酸钾水溶液的质量溶度为0.8～1.2％，所述高锰酸钾的添加量为1,4-萘二羧酸中1-甲基-4-萘甲酸质量的2-4倍。当高锰酸钾的质量浓度为1％时，效果最佳。
本发明具有以下有益效果：
(1)本发明通过采用次氯酸钠和高锰酸钾将影响后续合成荧光增白剂KCB质量的杂质转化成1,4-萘二羧酸，大大提高了1,4-萘二羧酸的质量；
(2)杂质去除过程反应条件温和，方便大规模生产。
具体实施方式
下面具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围。
实施例1
向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水，100kg某一批次的1,4-萘二羧酸产品(该批次产品中1,4-萘二羧酸的主含量为99.3％，杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的1,4-萘二羧酸的含量均为0.2％左右)，升温至80℃，滴加30wt％的氢氧化钠至pH＝12,使物料充分溶解后复测pH,若pH＜12则继续滴加氢氧化钠直到pH＝12，稍降温，在60-70℃滴加10kg10wt％次氯酸钠水溶液，滴加后保温半小时，然后滴加含0.6kg高锰酸钾的1wt％高锰酸钾水溶液，滴加后在60-70℃保温半小时，之后用10wt％稀硫酸调节pH＝7,加入1kg活性炭，搅拌脱色40分钟，保持温度60-70℃热过滤后加入至另一3000L搪玻璃反应釜，85rpm搅拌升温至96℃滴加10wt％稀硫酸至pH＝2,在离心机上甩干并用水淋洗，再次甩干并烘干得1,4-萘二羧酸99kg。
用HPLC法测得含量99.7％，收率99％。
实施例2
向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水，100kg某一批次的1,4-萘二羧酸产品(该批次产品中1,4-萘二羧酸的主含量为99.3％，杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的1,4-萘二羧酸的含量均为0.2％左右)，升温至75℃，滴加30wt％的氢氧化钠至pH＝12,使物料充分溶解后复测pH,若pH＜12则继续滴加氢氧化钠直到pH＝12，稍降温，在65-70℃滴加12kg10wt％次氯酸钠水溶液，滴加后保温半小时，然后滴加含0.8kg高锰酸钾的0.8wt％高锰酸钾水溶液，滴加后在65-70℃保温半小时，之后用10wt％稀硫酸调节pH＝7,加入1kg活性炭，搅拌脱色40分钟，保持温度65-70℃热过滤后加入至另一3000L搪玻璃反应釜，85rpm搅拌升温至95℃滴加10wt％稀硫酸至pH＝2,在离心机上甩干并用水淋洗，再次甩干并烘干得1,4-萘二羧酸99kg。
用HPLC法测得含量99.8％，收率99％。
实施例3
向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水，100kg某一批次的1,4-萘二羧酸产品(该批次产品中1,4-萘二羧酸的主含量为99.3％，杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的1,4-萘二羧酸的含量均为0.2％左右)，升温至85℃，滴加30wt％的氢氧化钠至pH＝12,使物料充分溶解后复测pH,若pH＜12则继续滴加氢氧化钠直到pH＝12，稍降温，在60-65℃滴加10kg10wt％次氯酸钠水溶液，滴加后保温半小时，然后滴加含0.6kg高锰酸钾的1.2wt％高锰酸钾水溶液，滴加后在60-65℃保温半小时，之后用10wt％稀硫酸调节pH＝7,加入1kg活性炭，搅拌脱色40分钟，保持温度60-65℃热过滤后加入至另一3000L搪玻璃反应釜，85rpm搅拌升温至98℃滴加10wt％稀硫酸至pH＝2,在离心机上甩干并用水淋洗，再次甩干并烘干得1,4-萘二羧酸99.1kg。
用HPLC法测得含量99.8％，收率99％。
对比例1
向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水，100kg某一批次的1,4-萘二羧酸产品(该批次产品中1,4-萘二羧酸的主含量为99.3％，杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的1,4-萘二羧酸的含量均为0.2％左右)，升温至80℃，滴加30wt％的氢氧化钠至pH＝12,使物料充分溶解后复测pH,若pH＜12则继续滴加氢氧化钠直到pH＝12，稍降温，在60-70℃滴加含1kg高锰酸钾的1wt％高锰酸钾水溶液，滴加后在60-70℃保温半小时，之后用10wt％稀硫酸调节pH＝7,加入1kg活性炭，搅拌脱色40分钟，保持温度60-70℃热过滤后加入至另一3000L搪玻璃反应釜，85rpm搅拌升温至95℃滴加10wt％稀硫酸至pH＝2,在离心机上甩干并用水淋洗，再次甩干并烘干得1,4-萘二羧酸98kg。
用HPLC法测得含量99％，收率98％。
对比例2
向3000L搪玻璃反应釜内加入2000L水，100kg某一批次的1,4-萘二羧酸产品(该批次产品中1,4-萘二羧酸的主含量为99.3％，杂质1-羧基-4-萘甲醇和1-甲基-4-萘甲酸的1,4-萘二羧酸的含量均为0.2％左右)，升温至80℃，滴加30wt％的氢氧化钠至pH＝12,使物料充分溶解后复测pH,若pH＜12则继续滴加氢氧化钠直到pH＝12，稍降温，在75-80℃滴加10kg10wt％次氯酸钠水溶液，滴加后保温半小时，然后滴加含0.6kg高锰酸钾的1wt％高锰酸钾水溶液，滴加后在75-80℃保温半小时，之后用10wt％稀硫酸调节pH＝7,加入1kg活性炭，搅拌脱色40分钟，保持温度60-70℃热过滤后加入至另一3000L搪玻璃反应釜，85rpm搅拌升温至95℃滴加10wt％稀硫酸至pH＝2,在离心机上甩干并用水淋洗，再次甩干并烘干得1,4-萘二羧酸98kg。
用HPLC法测得含量99％，收率98％。

Claims (7)

1.一种降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，向1,4-萘二羧酸中加水和液碱至物料完全溶解，再依次滴加次氯酸钠、高锰酸钾水溶液50~70℃氧化处理，最后再经过脱色、酸析，甩干、淋洗和再次甩干烘干；
所述高锰酸钾水溶液的质量浓度为0.8~1.2%，所述高锰酸钾的添加量为1,4-萘二羧酸中1-甲基-4-萘甲酸质量的2~4倍。
2.根据权利要求1所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，还包括加热溶解的步骤，所述加热溶解的温度为70~90℃。
3.根据权利要求1所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，滴加次氯酸钠、高锰酸钾水溶液时温度为60~70℃，每次滴加后至少保温0.5h。
4.根据权利要求1所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，所述脱色处理为在体系中加入活性炭，然后过滤出活性炭。
5.根据权利要求1或4所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，脱色处理时的pH为中性。
6.根据权利要求1所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，所述酸析时的pH≤2，酸析时的温度为95~98℃。
7.根据权利要求1所述的降低1,4-萘二羧酸杂质含量的方法，其特征在于，所述次氯酸钠的添加量为1,4-萘二羧酸中1-羧基-4-萘甲醇质量的30~50倍。
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