本发明涉及化学合成领域， 尤其涉及一种 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的合成方 法。

背景技术

医疗技术中放射检查用的造影剂有高渗性离子 型造影剂和低渗性非离子型 造影剂， 其中高渗性离子型造影剂说， 可引起血管内液体增多和血管扩张， 肺静 脉压升高， 血管内皮损伤及神经毒性较大等缺点， 使用中可出现毒副反应。 而 非离子型造影剂， 具有相对低渗透性、 低书粘度、 低毒性等优点， 大大降低了毒 副反应， 适用于血管、 神经系统及造影增强 CT扫描等。 其中碘普罗胺是一种新 型的低渗性非离子型造影剂， 其渗透性比普通离子型造影剂低， 其渗透压与血 浆接近， 且粘度适中， 易于注射， 毒性比离子型造影剂小， 能较安全地用于脊 髓造影。

3-甲胺基 -1， 2-丙二醇是生产低渗性非离子型造影剂碘普罗� ��的重要原料， 其含量的高低直接影响最终产品碘普罗胺的质 量、 杂质含量以及临床医用效果 尤其是不良反应的发生等。 如果 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇中杂质含量高， 合成的 碘普罗胺在应用中会出现以下后果： 轻度恶心、 呕吐、 暈眩、 严重呕吐、 发冷、 全身广泛性荨麻疹、 面部或喉头水肿、 支气管痉挛、 气急胸痛、 腹痛、 头痛或 肢体抽搐等反应， 严重时会出现虚脱、 知觉丧失、 肺水肿、 心脏停博或心室颤 动、 严重心律失常或心肌梗塞甚至死亡等。 鉴于上述原因， 德国先灵公司自 1 9 8 5年碘普罗胺正式推向市场以来， 对 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇得质量要求一 直非常苛刻， 仅有少数几个国家的产品能够满足其质量要求 。

3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的制备方法根据原料的不同分为环氧� ��丙垸法、 氯 代甘油法、 缩水甘油法和甘油醛法， 胺化剂有一甲胺水溶液或直接使用气态一 甲胺； 根据工作压力的不同可以分为低压法、 高压法等； 根据生产过程的不同 分为间歇法和连续法。 其中环氧氯丙垸法和氯代甘油法均要走氯代甘 油路线， 二者只是成本上有差异； 缩水甘油法、 甘油醛法生产成本高， 效益差， 产品纯 度低， 因此， 氯代甘油法是目前最常用的生产方法， 氯代甘油法是采用氯代甘 油和一甲胺水溶液为原料， 两者的投料重量比为 1 : 2. 9〜3. 9， 在压力为 0. 3〜 0. 4MPa时进行胺化反应后， 使用脂肪醇如甲醇或乙醇为溶剂稀释粘稠溶液 过滤 出一甲胺盐酸盐， 然后蒸馏提纯得到产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇。 现有的 3-甲 胺基 -1， 2-丙二醇生产主要有以下不足之处： （1 ) 一甲胺与氯代甘油的投料比 过大， 给一甲胺的回收操作带来困难， 且增加能耗； （2 ) 产品纯度低， 杂质含 量高； （3 ) 氯代甘油转化率低： （说4) 需要使用脂肪醇如甲醇或乙醇为溶剂稀释 粘稠溶液过滤出一甲胺盐酸盐， 增加了操作歩骤 ； （5 ) 生产周期长。

发明内容 书

本发明所要解决的技术问题是提供一种 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的合成方法， 以提高产品中 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的纯度， 降低杂质含量， 使之能够满足合 成碘普罗胺的质量要求。

为解决上述技术问题， 本发明的技术方案是：

3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的合成方法， 包括以下歩骤：

( 1 ) 胺化反应： 将氯代甘油、 一甲胺水溶液以及胺化催化剂 NaOH溶液和 NaHC0 ₃ 加入反应釜， 搅拌使物料充分混合， 分两个温度段进行胺化反应；

( 2 ) 胺化液处理： 将胺化反应完成后的胺化液脱除一甲胺、 水， 过滤去除 固体生成物， 滤液打入蒸馏釜；

( 3 ) 蒸馏提纯： 加热蒸馏釜内物料， 减压蒸馏得到产品 3-甲胺基 -1， 2- 丙二醇， 所述减压蒸馏的真空度 099MPa， 温度为 130〜160°C。

所述氯代甘油、一甲胺水溶液、 NaHC0 ₃ 和 NaOH溶液的重量配比为 1 : 1. 97〜 2. 3: 0. 38〜0. 48: 0. 33〜0. 41， 所述 NaOH溶液的重量百分比为 40wt%， 所述一 甲胺水溶液的重量百分比为 40wt%。

所述分两个温度段进行的胺化反应为：在温度 为 40〜50°C时反应 60〜80分 钟， 然后将物料升温到 55〜65°C继续反应 100〜150分钟， 反应压力 0. 15MPa。

所述物料的升温时间为 10 ± 2分钟。 所述胺化反应完成后， 首先将反应釜内的一甲胺气体进行回收； 然后将胺 化液打入蒸馏釜蒸馏回收液相中未反应的一甲 胺， 所述一甲胺的蒸馏回收， 先 在常压然后在真空条件下， 蒸馏釜内物料温度为 110〜120°C时进行。

所述一甲胺蒸馏回收、 脱水后， 再将蒸馏釜内物料温度降到 50〜70 °C， 过 滤去除固体生成物， 过滤出的固体物料氯化钠集中处理。

所述歩骤 （3 ) 中在蒸馏提纯前将前馏分进行蒸馏回收， 所述前馏分的蒸馏 回收在真空、 气相温度为 60〜100 °C时进行。 前馏分回收之前的气相温度低于 60°C的冷凝液进行回收， 用来配制说 40wt%NaOH溶液。 回收的前馏分加入下一次 蒸馏料中充分利用， 前馏分的主要成分为： 未反应的原料氯代甘油， 少量产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇， 以及少量羟基化合书物。 当气相温度超过 10CTC且有继续 上升趋势时， 将蒸馏釜内物料温度降温至 80〜90°C， 开始对物料减压蒸馏。

歩骤 （3 ) 中所述蒸馏釜内物料的减压蒸馏采用真空刮板 薄膜蒸发的蒸馏方 式， 所述真空刮板薄膜蒸发是在高速旋转下将液体 物料分布成均匀的薄膜快速 蒸发， 并在真空条件下进行的蒸馏。

由于采用了上述技术方案， 本发明的有益效果是：

1、 由于本发明在胺化反应中加入 NaOH溶液和 NaHC0 ₃ 作为胺化催化剂， 对 反应起到了催化作用， 提高了氯代甘油的转化率， 具体分析为：

( 1 ) 使得反应体系的碱性较强， 有助于基团 CH ₃ NH-快速取代氯代甘油分子 中的基团 -C1 , 因此胺化反应时间缩短；

( 2 )保证了反应体系中（¾^¾具有相对较高的浓度 ，有利于加快反应速度， 缩短反应时间。 若胺化体系中未加入 NaOH和 NaHC0 ₃ 做为催化剂时， 氯代甘油脱 除 C1后生成的 HC1与体系中的（¾壓 ₂ 反应生成 CH ₃ NH ₃ C1， 这不可避免要消耗相 当数量的 CH ₃ NH ₂ ， 因此降低了体系中 CH ₃ NH ₂ 的含量， 而加入 NaOH和 NaHC0 ₃ 后， 生成的 HC1与 NaOH和 NaHC0 ₃ 反应生成 NaCl,即使体系中有 CH ₃ NH ₃ C1生成， 因反 应体系碱性较强， NaOH和 NaHC0 ₃ 也能够继续与 CH ₃ NH ₃ C1反应生成 NaCl和 CH ₃ NH ₂ ， 维持了体系中较高的 CH ₃ NH ₂ 浓度；

( 3 ) 可以减少一甲胺与氯代甘油的投料比例而不影 响反应速度和产品质 ( 4) 提高了氯代甘油的的转化率；

( 5 ) 降低了胺化反应压力， 将操作压力由现有工艺的 0. 3〜0. 4MPa降低到 0. 15MPa以下， 生产安全性提高， 而且对设备的材质、 壁厚、 紧固件、 加工等条 件的要求显著降低。

2、 由于胺化反应产生的 HC1在体系中大多生成了 NaCl而不是 CH ₃ NH ₃ C1， 相 对于现有技术， 省去了脱除一甲胺及脱水操作后期因物料变得 粘稠， 而需要用 脂肪醇将物料溶解稀释过滤除去 C说H ₃ NH ₃ C1的歩骤， 以及蒸发脂肪醇等操作歩骤。 通过适当调整生产工艺后， 胺化液脱胺脱水到一定程度即趁热过滤除盐， 生产 操作更为简便， 不仅单元操作周期缩短， 生书产成本和能耗也相对降低。

3、 本发明中对产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇采用真空刮板薄膜的蒸馏方式， 使得产品的分离提纯的受热时间大大缩短， 产品中各种成分基本不产生分解， 因此产品质量显著提高，产品中 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的含量提高到 99. 5% (GC) 以上，生产的产品全部是无色透明液体，而且 相对于现有技术，用电量下降 20%, 耗煤量下降 30%, 生产能耗显著降低。

4、 本发明中自胺化液蒸馏出来的一甲胺、 冷凝水以及前馏分均予以回收利 用， 避免了生产原料的挥发和损耗， 提高了原料的利用率， 使得生产实现了密 封化和洁净化， 生产操作条件大为改善。

5、 使用本发明合成的产品， 由于纯度提高到 99. 5% (GC)以上， 杂质含量降 低， 外观为无色透明液体， 因此产品完全能够满足合成低渗性非离子型造 影剂 碘普罗胺的质量要求。

具体实施方式

下面结合具体的实施例进一歩阐述本发明。

实施例 1

1、 胺化反应： 依次将 100KgNaHC0 ₃ 、 510Kg浓度为 40wt%的一甲胺水溶液、 250Kg氯代甘油和 90Kg40wt%NaOH溶液加入 1000L反应釜， 搅拌 1小时； 加热， 在 42 °C反应 80分钟， 然后在 10分钟内升温到 60°C， 在 60°C下反应 120分钟， 反应压力 0. 12MPa。

2、 胺化液处理： 打开反应釜排空阀， 将反应釜内的气体一甲胺排到一甲胺 吸收釜， 待反应釜内无压力时， 将胺化液转移到 1000L 的蒸馏釜蒸馏回收一甲 胺， 加热蒸馏釜内物料， 当气相温度达到 lore时， 开启喷射真空泵抽真空， 继 续加热， 待反应釜内物料达到 115 °C时， 停止加热， 继续抽真空。 一甲胺回收完 毕后将物料温度降到 60°C， 用压缩空气将蒸馏釜内物料压入压滤罐， 过滤去除 固体物料， 滤出的固体料集中处理， 滤液送入 500L的蒸馏釜。

3、 蒸馏提纯： 开启喷射真空泵说， 加热蒸馏釜内的滤液， 在气相温度 60°C以 前回收的冷凝液用来配制 40wt%NaOH溶液， 60°C至 100°C之间的冷凝液作为前 馏分回收， 前馏分加入下一次蒸馏料中充分书利用。待气 相温度超过 locrc且有继 续上升趋势时， 将蒸馏釜降温至 80 °C， 开启真空机组， 保持刮板薄膜蒸发器内 真空度 0. 099MPa以上， 温度为 14CTC， 打开蒸馏釜下部放料阀， 向刮板薄膜蒸 发器进料， 进料速度为 0. Im7h， 蒸馏出合格的产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇。

上述方法合成的 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的质量指标见表 1。

表 1

实施例 2

1、 胺化反应： 依次将 210KgNaHC0 ₃ 、 1050Kg浓度为 40wt%的一甲胺水溶液、 500Kg氯代甘油和 183Kg40wt%NaOH溶液加入 2000L反应釜， 搅拌 1. 5小时； 加 热， 在 45 °C反应 70分钟， 然后在 10分钟内升温到 65 °C， 在 65 °C下反应 100分 钟， 反应压力 0. 15MPa。

2、 胺化液处理： 打开反应釜排空阀， 将反应釜内的气体一甲胺排到一甲胺 吸收釜， 待反应釜内无压力时， 将胺化液转移到 2000L 的蒸馏釜蒸馏回收一甲 胺， 加热蒸馏釜内物料， 当气相温度达到 lore时， 开启喷射真空泵抽真空， 继 续加热， 待反应釜内物料达到 120 °C时， 停止加热， 继续抽真空。 一甲胺回收完 毕后将物料温度降到 70°C， 用压缩空气将蒸馏釜内物料压入压滤罐， 过滤去除 固体物料， 滤出的固体料集中处理， 滤液送入 500L的蒸馏釜。

3、 蒸馏提纯： 开启喷射真空泵， 加热蒸馏釜内的滤液， 在气相温度 60°C以 前回收的冷凝液用来配制 40wt%NaOH溶液， 60°C至 100°C之间的冷凝液作为前 馏分回收， 前馏分加入下一次蒸馏说料中充分利用。待气 相温度超过 locrc且有继 续上升趋势时， 将蒸馏釜降温至 80 °C， 开启真空机组， 保持刮板薄膜蒸发器内 真空度 0. 099MPa以上， 温度为 145 °C， 打书开蒸馏釜下部放料阀， 向刮板薄膜蒸 发器进料， 进料速度为 0. 15m7h， 蒸馏出合格的产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇。

上述方法合成的 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的质量指标见表 2。

表 2

实施例 3

1、 胺化反应： 依次将 200KgNaHC0 ₃ 、 lOOOKg浓度为 40wt%的一甲胺水溶液、 475Kg氯代甘油和 175Kg40wt%NaOH溶液加入 2000L反应釜， 搅拌 1. 5小时； 加 热， 在 50°C反应 60分钟， 然后在 10分钟内升温到 65 °C， 在 65 °C下反应 100分 钟， 反应压力 0. 15MPa。

2、 胺化液处理： 打开反应釜排空阀， 将反应釜内的气体一甲胺排到一甲胺 吸收釜， 待反应釜内无压力时， 将胺化液转移到 2000L 的蒸馏釜蒸馏回收一甲 胺， 加热蒸馏釜内物料， 当气相温度达到 lore时， 开启喷射真空泵抽真空， 继 续加热， 待反应釜内物料达到 115 °C时， 停止加热， 继续抽真空。 一甲胺回收完 毕后将物料温度降到 80°C， 用压缩空气将蒸馏釜内物料压入压滤罐， 过滤去除 固体物料， 滤出的固体料集中处理， 滤液送入 1000L的蒸馏釜。

3、 蒸馏提纯： 开启喷射真空泵， 加热蒸馏釜内的滤液， 在气相温度 60°C以 前回收的冷凝液用来配制 40wt%NaOH溶液， 60°C至 100°C之间的冷凝液作为前 馏分回收， 前馏分加入下一次蒸馏料中充分利用。待气相 温度超过 ioo°c且有继 续上升趋势时， 将蒸馏釜降温至 80 °C， 开启真空机组， 保持刮板薄膜蒸发器内 真空度 0. 099MPa以上， 温度为 15说0 °C， 打开蒸馏釜下部放料阀， 向刮板薄膜蒸 发器进料， 进料速度为 0. 15m7h， 蒸馏出合格的产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇。

上述方法合成的 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇书的质量指标见表 3。

表 3

工业实用性

1、 由于本发明在胺化反应中加入 NaOH溶液和 NaHC0 ₃ 作为胺化催化剂， （1 ) 使得反应体系的碱性较强，有助于 CH ₃ NH-基团快速取代氯代甘油分子中的 -C1基 团，因此胺化反应时间缩短； （2 )保证了反应体系中（ ^¾具有相对较高的浓度， 有利于加快反应速度， 缩短反应时间； （3 ) 可以减少一甲胺与氯代甘油的投料 比例而不影响反应速度和产品质量； （4 ) 提高了氯代甘油的的转化率； （5 ) 降 低了胺化反应压力， 将操作压力由现有工艺的 0. 3〜0. 4MPa降低到 0. 15MPa以 下， 生产安全性提高， 而且对设备的材质、 壁厚、 紧固件、 加工等条件的要求 显著降低。

2、 由于胺化反应产生的 HC1在体系中大多生成了 NaCl而不是 CH ₃ NH ₃ C1， 相 对于现有技术， 省去了在脱除一甲胺及脱水操作后期因物料变 得粘稠， 而需要 用脂肪醇将物料溶解稀释过滤除去 CH ₃ NH ₃ C1 的歩骤， 以及蒸发脂肪醇等操作歩 骤。 通过适当调整生产工艺后， 胺化液脱胺脱水到一定程度即趁热过滤除盐， 175 生产操作更为简便， 不仅单元操作周期缩短， 生产成本和能耗也相对降低。

3、 本发明中对产品 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇采用真空刮板薄膜的蒸馏方式， 使得产品的分离提纯的受热时间大大缩短， 产品中各种成分基本不产生分解， 因此产品质量显著提高，产品中 3-甲胺基 -1， 2-丙二醇的含量提高到 99. 5% (GC) 以上，生产的产品全部是无色透明说液体，而 且相对于现有技术，用电量下降 20%, 180 耗煤量下降 30%, 生产能耗显著降低。

4、 本发明中自胺化液蒸馏出来冷凝水、书一甲胺 以及前馏分均予以回收利用， 避免了生产原料的挥发和损耗， 提高了原料的利用率， 使得生产实现了密封化 和洁净化， 生产操作条件大为改善。

5、 使用本发明合成的产品， 由于纯度提高到 99. 5% (GC)以上， 杂质含量降

185 低， 外观为无色透明液体， 因此产品完全能够满足合成低渗性非离子型造 影剂 碘普罗胺的质量要求。