一種生產(chǎn)酰肼的方法
【專利摘要】一種用三酰甘油生產(chǎn)酰肼的方法，該方法包括以下步驟：將植物油與有機(jī)溶劑在反應(yīng)器中混合得混合物，向混合物中加入水合肼，攪拌混合物，加入催化劑，攪拌混合物得到酰肼，和將酰肼從混合物中分離。
【專利說明】一種生產(chǎn)酰肼的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)酰肼的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]酰肼是一種已知的工業(yè)上有利的有機(jī)化合物，即作為醫(yī)藥制造中的生物活性中間體，化學(xué)品應(yīng)用中的表面活性劑或聚合劑。
[0003]已經(jīng)研發(fā)了多種制備酰肼的方法，即化學(xué)合成法，其需要多個(gè)步驟，高溫高壓條件，且有副產(chǎn)物產(chǎn)生。最廣泛應(yīng)用的酰肼制備方法之一是用水合肼處理酯，該反應(yīng)包括不反應(yīng)的酯類，其通常需要在堿性條件下回流數(shù)小時(shí)。然而，該方法具有危險(xiǎn)性，因?yàn)樗悄茉疵芗头磻?yīng)，能引起所需產(chǎn)物分解。
[0004]美國專利US4310696、US4435600和US4954655描述了過去制備該有用酰肼及其取代衍生物的其它方法。然而，這些方法代價(jià)高、耗時(shí)，且是勞動(dòng)密集的。
[0005]近年來，酶法已經(jīng)成為生產(chǎn)酰肼的優(yōu)選方法。這主要是因?yàn)?，酶促反?yīng)不需要高操作溫度或高壓條件，且與依賴化學(xué)催化劑的方法相比，能源消耗少。酶對(duì)底物還具有高度專一性和高選擇性。這可抑制反應(yīng)中不需要的副產(chǎn)物的產(chǎn)生，從而使酶法不產(chǎn)生不需要的副產(chǎn)物、危險(xiǎn)性低的且是環(huán)境友好的。
[0006]因此，需要一種采用酶法生產(chǎn)酰肼的方法，提供解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺點(diǎn)的方 案。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]相應(yīng)地，本發(fā)明涉及一種利用三酰甘油(triacylglycerol)生產(chǎn)酰肼(hydrazide)的方法，該方法包括以下步驟:將植物油與有機(jī)溶劑在反應(yīng)器中混合得混合物，向混合物中加入水合肼(hydrazine monohydrate),在30~50°C的溫度下攪拌混合物18~22小時(shí)，加入3~7%的催化劑米黑根毛霉脂肪酶(Lipozyme RMIM)，以350~450rpm的速度攪拌混合物得到酰肼，和將酰肼從混合物中分離。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0008]附圖構(gòu)成了說明書的一部分，包括本發(fā)明的一個(gè)示例或優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】，可以各種方式實(shí)施。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，公開的優(yōu)選的【具體實(shí)施方式】只是本發(fā)明的示例。因此，這里公開的附圖并不能理解為是對(duì)本發(fā)明的限制，而只是作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和作為對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)的基礎(chǔ)。
[0009]在附圖中:
[0010]圖1顯示了一種通過酶法生產(chǎn)酰肼的方法。
[0011]圖2顯示了用經(jīng)過精煉、漂白和脫臭后的棕櫚油(RBD棕櫚油)生產(chǎn)的酰肼的氣相色譜圖。
[0012]圖3顯示了用豆油生產(chǎn)的酰肼的氣相色譜圖?！揪唧w實(shí)施方式】
[0013]這里公開了本發(fā)明較優(yōu)的實(shí)施方式的詳細(xì)說明。然而，應(yīng)當(dāng)理解的是，該【具體實(shí)施方式】只是本發(fā)明的示例，可以各種方式實(shí)施。因此，這里公開的細(xì)節(jié)并不能理解為是對(duì)本發(fā)明的限制，而只是作為權(quán)利要求的基礎(chǔ)和作為對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員教導(dǎo)的基礎(chǔ)。
[0014]具體地，本發(fā)明涉及一種生產(chǎn)酰肼的方法。更具體地，本發(fā)明提供一種以米黑根毛霉脂肪酶作為催化劑，采用酶法用三酰甘油直接生產(chǎn)酰肼的方法。該方法使用的植物油包括但不限于棕櫚油、芥花油(canola oil)、芝麻油、橄欖油、玉米油、豆油、葵花籽油和菜籽油(rapeseed oil)。
[0015]在一個(gè)反應(yīng)器中，采用脂肪酶米黑根毛霉脂肪酶，在溶劑介質(zhì)中通過一鍋反應(yīng)在最佳反應(yīng)條件下直接用三酰甘油生產(chǎn)酰肼，所用溶劑介質(zhì)通常為正己烷，最佳反應(yīng)條件即為:油與水合肼的摩爾比為1mmol油:15mmol水合肼,優(yōu)選Immol油:I Immol水合肼；反應(yīng)溫度為30~50°C，優(yōu)選40°C ;反應(yīng)時(shí)間為18~22小時(shí)，優(yōu)選20小時(shí)；攪拌速度為350~450rpm，優(yōu)選400rpm ;酶(米黑根毛霉脂肪酶)的重量百分?jǐn)?shù)為3~7%，優(yōu)選5%。
[0016]通常，通過一鍋法直接用三酰甘油生產(chǎn)酰肼的過程中，所用水合肼的pH值為12。
[0017]分離過程中使用乙醇在60~80°C的溫度下將正己烷中的酰肼與米黑根毛霉脂肪酶分離。在進(jìn)行過濾過程前，將分離的酰肼在28°C的環(huán)境溫度下冷卻至少3小時(shí)。與傳統(tǒng)方法不同，本發(fā)明不需要進(jìn)行酰肼的重結(jié)晶。
[0018]下述實(shí)施例進(jìn)一步闡釋本發(fā)明，但絕不是限制本發(fā)明的范圍。
[0019]實(shí)施例1:RBD棕櫚油
[0020]將10g經(jīng)過精煉、漂白和脫臭后的棕櫚油倒入含有400ml正己烷的2L帶夾套玻璃反應(yīng)器中(設(shè)置有控制溫度的循環(huán)式水浴鍋，抑制溶劑揮發(fā)的冷卻器和冷凝器，監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶)。相應(yīng)地，向反應(yīng)器中加入122.5g、pH為12的水合肼。設(shè)置混合物的溫度為40V。當(dāng)混合物溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入所需量的酶(米黑根毛霉脂肪酶)。設(shè)置攪拌速度為400rpm，反應(yīng)進(jìn)行20小時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)后，從反應(yīng)器中倒出白色乳膏。將含有倒出產(chǎn)品的IL燒杯在乙醇存在下加熱至60~80°C，以將產(chǎn)品與酶分離。將熱液體混合物在28°C的環(huán)境溫度下冷卻至少3小時(shí)，進(jìn)行重結(jié)晶過程。最后形成白色膏狀產(chǎn)品。真空干燥前，向白色膏狀產(chǎn)品中加入300~400ml乙醇以使過濾過程容易進(jìn)行。干燥后得到白色固體酰肼。脂肪酸向脂肪酰肼的轉(zhuǎn)化率為99%。
[0021]實(shí)施例2:豆油
[0022]將10g豆油倒入含有400ml正己烷的2L帶夾套玻璃反應(yīng)器中(設(shè)置有控制溫度的循環(huán)式水浴鍋，抑制溶劑揮發(fā)的冷卻器和冷凝器，監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶)。相應(yīng)地，向反應(yīng)器中加入112.3g水合肼。設(shè)置混合物的溫度為40°C。當(dāng)混合物溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入所需量的酶(米黑根毛霉脂肪酶)。設(shè)置攪拌速度為400rpm，反應(yīng)進(jìn)行20小時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)后，從反應(yīng)器中倒出白色乳膏。將含有倒出產(chǎn)品的IL燒杯在乙醇存在下加熱至60~80°C，以將產(chǎn)品與酶分離。將熱液體混合物在環(huán)境溫度(28°C )下冷卻至少3小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶過程。最后形成白色膏狀產(chǎn)品。真空干燥前，向白色膏狀產(chǎn)品中加入300~400ml乙醇以使過濾過程容易進(jìn)行。干燥后得到白色固體酰肼。脂肪酸向脂肪酰肼的轉(zhuǎn)化率為97%。[0023]實(shí)施例3:三油酸甘油酯
[0024]將10g三油酸甘油酯倒入含有400ml正己烷的2L帶夾套玻璃反應(yīng)器中(設(shè)置有控制溫度的循環(huán)式水浴鍋，抑制溶劑揮發(fā)的冷卻器和冷凝器，監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶)。然后，向反應(yīng)器中加入約112.3g水合肼。設(shè)置混合物的溫度為40°C。當(dāng)混合物溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入所需量的酶(米黑根毛霉脂肪酶)。設(shè)置攪拌速度為400rpm，反應(yīng)進(jìn)行20小時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)后，從反應(yīng)器中倒出白色乳膏。將含有倒出產(chǎn)品的IL燒杯在乙醇存在下加熱至60~80°C，以將產(chǎn)品與酶分離。將熱液體混合物在環(huán)境溫度(28°C )下冷卻至少3小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶過程。最后形成白色膏狀產(chǎn)品。真空干燥前，向白色膏狀產(chǎn)品中加入300~400ml乙醇以使過濾過程容易進(jìn)行。干燥后得到白色固體酰肼。脂肪酸向脂肪酰肼的轉(zhuǎn)化率為96%。
[0025]實(shí)施例4:三硬脂酸甘油酯
[0026]將10g三硬脂酸甘油酯倒入含有400ml正己烷的2L帶夾套玻璃反應(yīng)器中(設(shè)置有控制溫度的循環(huán)式水浴鍋，抑制溶劑揮發(fā)的冷卻器和冷凝器，監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶)。相應(yīng)地，向反應(yīng)器中加入112.3g水合肼。設(shè)置混合物的溫度為40°C。當(dāng)混合物溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入所需量的酶(米黑根毛霉脂肪酶)。設(shè)置攪拌速度為400rpm，反應(yīng)進(jìn)行20小時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)后，從反應(yīng)器中倒出白色乳膏。將含有倒出產(chǎn)品的IL燒杯在乙醇存在下加熱至60~80°C，以將產(chǎn)品與酶分離。將熱液體混合物在環(huán)境溫度(28°C)下冷卻至少3小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶過程。最后形成白色膏狀產(chǎn)品。真空干燥前，向白色膏狀產(chǎn)品中加入300~400ml乙醇以使過濾過程容易進(jìn)行。干燥后得到白色固體酰肼。脂肪酸向脂肪酰肼的轉(zhuǎn)化率為79%。
[0027]實(shí)施例5:不同的DH
[0028]關(guān)于pH值對(duì)酰肼生產(chǎn)的影響，改變水合肼的pH值，即6、7、8、10和12 (水合肼的原始pH)。為了得到水合肼的所需pH值，逐滴加入37%的鹽酸直至達(dá)到所需pH值(用pH試紙監(jiān)測(cè))，除pH值為12外。
[0029]將10g經(jīng)過精煉、漂白和脫臭后的棕櫚油倒入含有400ml正己烷的2L帶夾套玻璃反應(yīng)器中(設(shè)置有控制溫度的循環(huán)式水浴鍋，抑制溶劑揮發(fā)的冷卻器和冷凝器，監(jiān)測(cè)反應(yīng)溫度的熱電偶)。相應(yīng)地，向反應(yīng)器中加入122.5g的水合肼(pH值不同)。設(shè)置混合物的溫度為40°C。當(dāng)混合物溫度達(dá)到設(shè)置溫度時(shí)，向反應(yīng)混合物中加入所需量的酶(米黑根毛霉脂肪酶)。設(shè)置攪拌速度為400rpm，反應(yīng)進(jìn)行20小時(shí)。反應(yīng)20小時(shí)后，從反應(yīng)器中倒出粉橙色低粘度膏至乳白色非流動(dòng)性膏(取決于所用水合肼的PH值)。將含有倒出產(chǎn)品的IL燒杯在乙醇存在下加熱至60~80°C，以將產(chǎn)品與酶分離。將熱液體混合物在環(huán)境溫度(28°C)下冷卻至少3小時(shí)，進(jìn)行結(jié)晶過程。最后形成粉橙色或白色膏狀產(chǎn)品(取決于所用水合肼的PH值)。真空干燥前，向粉橙色或白色膏狀產(chǎn)品中加入300~400ml乙醇以使過濾過程容易進(jìn)行。干燥后得到粉橙色或白色固體酰肼。得到的干燥產(chǎn)品的量根據(jù)所用水合肼的PH值不同而改變，所用水合肼的pH值如下表所示:
[0030]表1:使用不同pH值的水合肼得到的酰肼的量
[0031]
【權(quán)利要求】
1.一種用三酰甘油生產(chǎn)酰肼的方法，該方法包括以下步驟: i)將植物油與有機(jī)溶劑在反應(yīng)器中混合得混合物； ii)向混合物中加入水合肼； iii)在30~50°C的溫度下攪拌混合物18~22小時(shí)； iv)向混合物中加入3~7%的催化劑米黑根毛霉脂肪酶； V)以350~450rpm的速度攪拌混合物以形成酰肼；和 vi)將酰肼從混合物中分離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(vi)進(jìn)一步包括下述步驟: i)反應(yīng)完成后加入乙醇； ii)將反應(yīng)后的混合物加熱，形成上層和下層，上層為含有液化酰肼的有機(jī)相，下層含有水相； iii)將含有水相的下層倒出，保留上層有機(jī)相的液化酰肼； iv)將有機(jī)相中的液化酰肼與酶分離； V)將分離得到的液化酰肼在環(huán)境溫度下冷卻至少3小時(shí)，使得液化酰肼結(jié)晶，形成白色膏狀酰肼； vi)向白色膏狀酰肼中加入乙醇；和 vii)將白色膏狀酰肼進(jìn)行過濾，得到白色固體酰肼。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(i)中得到的植物油選自棕櫚油、芥花油、芝麻油、橄欖油、玉米油、豆油、葵花籽油、或菜籽油、或它們的混合物。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟(i)所述有機(jī)溶劑為正己烷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，步驟⑴所述混合物的比例為1mmol油:15mmol水合肼。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，所述比例為1mmol油:llmmol水合肼。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(ii)中水合肼的pH值為12。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(iii)在40°C的溫度下進(jìn)行20小時(shí)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(iv)中催化劑的用量為5%重量百分?jǐn)?shù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述步驟(V)在400rpm的速度下進(jìn)行。
11.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述步驟(i)在60~80°C的溫度下進(jìn)行。
12.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，所述步驟(vii)在真空條件下進(jìn)行。
13.權(quán)利要求1-12任一項(xiàng)所述的方法制得的酰肼。
【文檔編號(hào)】C07C243/10GK104039756SQ201280055459
【公開日】2014年9月10日 申請(qǐng)日期:2012年11月7日 優(yōu)先權(quán)日:2011年11月11日
【發(fā)明者】諾爾·馬尼·團(tuán)·伊斯梅爾, 哈茲馬·阿布·哈桑, 萬·馬德·欣·萬·尤努斯 申請(qǐng)人:馬來西亞棕櫚油總署, 馬來西亞博特拉大學(xué)