一種高純度五氟苯酚的精製工藝的製作方法
2023-06-03 03:55:06 1
本發明涉及一種化工、醫藥中間體，具體涉及一種用於五氟苯酚粗品的精製及五氟苯酚工業化生產的後處理的五氟苯酚的精製工藝。
背景技術：
五氟苯酚作為一種重要的化工中間體，廣泛應用於液晶、醫藥等領域。由於氟原子具有電子效應、模擬效應、阻礙效應和滲透效應等特殊性質，含氟液晶單體材料常常以氟原子或含氟基團作為極性端基，從而具有粘度低、電阻率高、響應速度快、介電常數高等優點，五氟苯酚是含氟液晶中間體材料中應用較為廣泛的一種。液晶材料的純度、雜質含量、掉氟物、溶劑殘留、水分含量等指標將直接影響顯示效果，因此液晶材料比常規的化工中間體具有更高的質量標準，因此對五氟苯酚的品質要求也提出了更高要求。同樣在醫藥領域，五氟苯酚作為C肝治療藥物索菲布韋合成的關鍵中間體，引起了醫藥領域的廣泛關注，其市場需求量大幅增長。藥品質量標準高於一般產品的質量標準同樣要求五氟苯酚具有高純度、低雜質等特點，因此五氟苯酚品質將嚴格限制其作為液晶材料和醫藥中間體的應用。
分子精餾工藝是近年來新興的精餾技術，在實際生產中逐漸代替傳統的精餾工藝得到廣泛應用，其分離效果明顯優於傳統工藝，可實現精確控制，達到同系副產物分離的效果，能夠實現多級精餾處理，同時還具有能耗低，產品損失率低的優點。
目前，五氟苯酚合成工藝研究較多，如專利ZL 200510049766.X、CN 102503779、CN 101445431、CN 100434410、JP 10025261、CN 1208398、CN 102887817、CN 102718635等公開的方法。上述專利均未研究五氟苯酚的精製工藝，以常規方法和後處理工藝得到的五氟苯酚普遍存在純度達不到液晶材料要求，單一雜質含量較高，並且常規蒸餾很難除去掉氟副產物，得到的五氟苯酚產品水分、溶劑殘留、氟離子殘留不達標，直接影響液晶材料的顯示性能。同時在實際生產中還發現，常規合成和後處理得到的五氟苯酚產品長期儲存易氧化變色。因此需要特殊的後處理工藝解決上述問題，提高產品品質。
技術實現要素：
為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種高純度五氟苯酚的精製工藝，該工藝方案結合五氟苯酚工業化生產特點，將傳統脫色萃取工藝、除氟沉降工藝與分子精餾工藝相結合，有效的解決了五氟苯酚產品品質問題，精製後的五氟苯酚產品純度、含雜量、溶殘、水分等指標均能夠達到液晶中間體和醫藥中間體的質量標準，產品外觀色澤良好，長期儲存不會發生顏色改變，該工藝簡單易行，較傳統工藝能耗低、收率高、汙染小，用於五氟苯酚粗品的精製及五氟苯酚工業化生產的後處理工藝，目前已在實際工業化生產中成熟應用。
本發明採用的技術方案是：
一種高純度五氟苯酚的精製工藝，該精製工藝具體包括以下步驟：
1）脫色工序：
將粗品五氟苯酚溶於有機溶劑中，調節溶液pH為4.5～5.0的弱酸性條件下，加入活化4A分子篩、活性炭、抗氧劑、阻聚劑，充分攪拌4～6h後靜置，過濾；所述的抗氧劑為維生素C；所述的阻聚劑為對苯二酚；
2）除氟沉降工序：
將步驟1）中得到的濾液通入除氟絮凝器中，加入無機鋁混凝劑充分攪拌絮凝2～3h，泵入離心器離心，濾液再經過超濾膜進行過濾；
3）分子精餾工序：
將步驟3）處理後的濾液在真空狀態下通入10～50L處理量的二級刮膜式分子精餾設備中，首先進入第一級分子精餾器中進行精餾，待濾液完全分離為低沸組分蒸餾物I和剩餘物I；將剩餘物I輸送至第二級分子精餾器中，至濾液蒸餾完畢，得到五氟苯酚產品II和高沸組分蒸餾物III。
進一步，所述的步驟1）脫色工序中，採用的有機溶劑為二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、丙酮或乙酸乙酯，採用10%烯鹽酸溶液調節溶液pH值。
進一步，所述的步驟1）脫色工序中，產品粗品與有機溶劑、4A分子篩、活性炭、抗氧劑、阻聚劑的用量比為1kg：2～3L：100～150g：150～200g：25～35g：10～20g。
進一步，所述的步驟2）除氟沉降工序中，無機鋁混合絮凝劑為活性氧化鋁與聚合氯化鋁的混合物，質量配比為1:1.5，在濾液中的加入濃度為550～1000mg/kg。
進一步，所述的步驟3）分子精餾工序中，在第一級分子精餾器中精餾時，控制真空度為0.04～0.06MPa，精餾溫度為50～60℃，採用液氮作為冷阱，冷卻溫度為-10～0℃，待濾液完全分離為低沸組分蒸餾物I和剩餘物I；將剩餘物I輸送至第二級分子精餾器中，控制真空度為0.06～0.08 MPa，精餾溫度為80～100℃，採用液氮作為冷阱，首先調節冷卻溫度為-10～0℃，待穩定後收集產品組分時調節冷卻溫度為20～25℃，待五氟苯酚產品II收集完畢後調節冷卻溫度為-10～0℃，直至高沸組分III收集完畢。
進一步，所述的步驟3）分子精餾工序中，所述低沸組分為粗品中殘留的或生產過程中帶入的，包括水、二氯甲烷、四氫呋喃、氯仿、丙酮或乙酸乙酯；所述的高沸組分為粗品中殘留的或生產過程中帶入的，包括對苯二酚、環丁碸、二甲亞碸、二甲基甲醯胺、六甲基磷醯胺。
進一步，所述的步驟1）、2）、3）中，可以直接應用於1-滷代五氟苯經鹼性催化、水解反應製備五氟苯酚的後處理。
與現有技術相比，本發明的有益效果是：
採用本發明所述技術方案得到的高純度五氟苯酚產品，尤其是能夠滿足其作為含氟液晶單體材料中間體以及藥用中間體的品質要求，具體可以達到以下指標：
採用本發明所述技術方案進行五氟苯酚粗品精製，產品損失率小於5%；採用本發明所述技術方案直接進行五氟苯酚工業化生產的後處理，產品總收率可達到80%以上，改技術方案已經在實際生產中成熟應用，產品外觀色澤良好，品質穩定。
附圖說明
圖1為本發明所述五氟苯酚精製工藝流程圖。
具體實施方式
以下結合實施例對本發明進一步敘述，但本發明不限於以下實施例。
實施例1
將10kg五氟苯酚粗品加入內置聚四氟乙烯塗層的50L定製萃取釜中，加入20L二氯甲烷充分攪拌溶解，萃取釜降溫至5℃，採用計量泵將10%稀鹽酸溶液從儲酸槽泵入萃取釜中，監測pH達到4.5時停止，保持釜內溫度不超過10℃，然後依次加入1kg活化4A分子篩、260g維生素C、120g對苯二酚，攪拌4h，過濾後再加入1.5kg活性炭進行脫色處理2h，隨後再過濾；濾液轉入除氟沉降器中，加入18g混合絮凝劑（活性氧化鋁與聚合氯化鋁質量比為1:1.5）處理2h，混合物泵入離心機離心，濾液再經過超濾膜進行過濾，取濾液經離子色譜檢測氟離子含量為2.7mg/kg；將處理後的濾液在真空狀態下通入50L處理量的二級刮膜式分子精餾設備中，首先進入第一級分子精餾器中進行精餾，控制真空度為0.05MPa，精餾溫度為50～60℃，採用液氮作為冷阱，冷卻溫度為-10～0℃，待濾液完全分離為低沸組分蒸餾物I和剩餘物I，將剩餘物I輸送至第二級分子精餾器中，控制真空度為0.06～0.08 MPa，精餾溫度為80～100℃，採用液氮作為冷阱，首先調節冷卻溫度為-10～0℃，待穩定後收集產品組分時調節冷卻溫度為20～25℃，待五氟苯酚產品II收集完畢後調節冷卻溫度為-10～0℃，至濾液蒸餾完畢，得到五氟苯酚產品II和高沸組分蒸餾物III，產品經氣相色譜檢測含量99.83%，單雜含量0.06%，掉氟物0.01%，熔點34-36℃，收率89.4%。
實施例2
將1-滷代五氟苯經鹼性催化、水解反應製備的五氟苯酚混合物（未進行後處理）過濾後，濾液通入萃取釜中，參照實施例1所述方法進行處理，得到五氟苯酚產品經氣相色譜檢測，含量99.81%，單雜含量0.08%，掉氟物0.01%，熔點34-36℃，收率81.2%。
綜上所述，採用本工藝處理得到的五氟苯酚產品外觀色澤良好，品質穩定，純度高，能耗小，產品品質可以達到液晶中間體及醫藥中間體的質量要求。
採用本發明所述技術方案得到的高純度五氟苯酚產品，尤其是能夠滿足其作為含氟液晶單體材料中間體以及藥用中間體的品質要求，具體可以達到以下指標，見表1：
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