羥胺的提純的製作方法
2023-05-14 11:36:41
專利名稱：羥胺的提純的製作方法
技術領域：
本發明是關於提純羥胺的方法。更具體地，本發明提供了一種利用離子交換設備提純羥胺水溶液的方法。
背景技術：
羥胺在各種工業中有多種用途。在製藥工業和反萃取光致抗蝕劑組合物相關領域具有廣泛應用。在製藥工業和光致抗蝕劑處理中，產品不含有雜質如陰離子和陽離子是十分重要的。
所附參考文獻中，科夫等人的美國專利No.4,147,623公開了採用離子排斥法的羥胺的提純方法，該方法包括將羥銨鹽通過陰離子交換樹脂。離子交換樹脂主要是作為一種反應原料而不僅僅是用於分離。
所附參考文獻中，科夫等人的美國專利No.4,202,765公開了一種通過使用陽離子交換樹脂而將羥胺從羥銨鹽溶液中分離出來的方法。這種方法沒有涉及陰離子的排斥。
Cawlfield等人的美國專利No.5,318,762公開了一種利用將溶液通過弱鹼離子交換樹脂而處理含過量酸的羥銨鹽溶液的方法。
美國專利No.4,166,842公開了一種利用陽離子交換樹脂從溶液中提取羥銨離子的方法，其中包括進一步將羥銨離子轉化為羥胺的步驟。
現有技術都沒有涉及從羥胺中去除陽離子和陰離子以生產高純度的羥胺的方法。
發明概述本發明提供一種提純羥胺的方法，使得通常含在羥胺中的陽離子和陰離子極大地減少。該方法包括以下步驟A.將羥胺的水溶液通過至少一個大孔或凝膠強酸離子交換樹脂床，該床已經用稀釋的鹽酸溶液處理過，然後B.將經過步驟A處理的溶液通過一個強鹼陰離子交換樹脂床。
優選地，鹽酸溶液濃度為含有大約5到20重量％的氫氯酸。
優選地，採用多個陽離子交換樹脂床和多個陰離子交換樹脂床。
因此，本發明的一個目的是提供基本上不含陽離子和陰離子的羥胺溶液。
本發明的另一個目的是利用離子交換樹脂提純羥胺。
優選實施方案的描述根據本發明，提供了一種羥胺的提純方法，藉此方法所得到的產品基本上不含有不希望存在的陽離子和陰離子。本發明提供了一種方法，其中將羥胺水溶液通過至少一個陽離子強酸離子交換樹脂床和至少一個陰離子強鹼離子交換樹脂床。本發明中，把陽離子交換樹脂用稀釋的鹽酸溶液預處理是很重要的。鹽酸處理採用5-20％的鹽酸溶液，優選採用大約5-10％的鹽酸溶液。
陰離子強鹼離子交換樹脂優選採用稀釋的氫氧化鉀或氫氧化鈉溶液處理，以便將所有不希望出現的陽離子去除。
根據本發明，發現含有氫型強酸集團的陽離子樹脂能夠去除許多所不希望的痕量金屬。同時，採用傳統預處理方法如採用稀釋的硫酸不能夠產生與採用稀釋的鹽酸預處理或再生離子交換樹脂時相同的結果。在使50重量％的羥胺溶液通過一個或多個離子交換樹脂床之前，也優選採用稀釋的羥胺溶液如5-20重量％的羥胺溶液，優選大約5-10重量％的羥胺溶液對陽離子交換樹脂預處理或再生。
當羥胺溶液被加入離子交換床時產生放熱反應，因此優選利用稀釋的羥胺溶液調理離子交換樹脂。伴隨著一個強放熱反應，所使用的50重量％濃度的羥胺水溶液與強酸型陽離子交換樹脂反應以生產相應的銨鹽。一旦銨鹽形成和放熱平息下來，Na+、K+和其他陽離子在樹脂中就令人滿意地交換了。
預處理中所採用的5-20重量％，優選5-10重量％的羥胺溶液的流速，可以用來控制最初發生的放熱反應。
大多數商業離子交換樹脂，不管陽離子還是陰離子，在使用前都需要額外的清洗或再生。如果不進行清洗或再生，將會發生羥胺的大量分解。在Na/K+值下降但CA-2值上升的條件下，我們發現需要在使用前，用稀釋的鹽酸對陽離子樹脂進行再生和用一種鹼對陰離子樹脂進行再生。
在本方法中，凝膠類型和大孔類型的離子交換樹脂都可以使用。優選的是聚苯乙烯和聚丙烯酸強酸氫型陽離子交換劑和聚苯乙烯和聚丙烯酸和OH-形的強鹼陰離子交換劑。
弱酸型陽離子交換劑和弱鹼性陰離子交換劑單獨或與其他交換劑組合使用，對於減少在商業生產的羥胺化合物中的陰離子和陽離子態的痕量物質，並沒有效果。
在本發明中可以使用的陰離子交換樹脂包括Purolite陽離子交換樹脂A-600、A-400、A-300、A-300E、A-850和A-87，RohmHaas樹脂IRA-400、IRA-402、IRA-904和IRA-93，Dow樹脂SBR、SAR，Dowex 66和Dowex II，Ionac ASB-1，Duolite A-109和類似的OH-型樹脂。
在本發明中可以使用的陽離子交換樹脂包括Purolite樹脂CT-151、C-100、C-150、C-105和NRW-100，RohmHaas樹脂IR-120、IR-122、IR-200、DP-1和IRC-50，Dow樹脂MSC-1，Dowex 88和CCR-2，Ionac樹脂CC和CNN，Duolite樹脂C-200、C-26、C-280和類似的H+型樹脂。
下面的實施例用來進一步說明本發明，而並非對本發明的範圍加以限制。
實施例11.在一個1英寸直徑的帶有活塞的玻璃柱中，加入25ml PuroliteCT-151陽離子交換樹脂。用1升去離子水衝洗該柱子。然後用1000ml10％的鹽酸衝洗樹脂。採用電感耦合等離子體(ICP)分析檢測柱子以確定是否所有不希望的陽離子已經被去除。然後用去離子水衝洗柱子直到氯離子濃度小於0.5ppm。之後用氮氣乾燥柱子。
將5％的羥胺溶液傾入並穿過柱子，此時發生放熱反應。放熱反應完成後，使50％的羥胺溶液穿過柱子。
2.用陰離子交換樹脂Purolite A-400以與步驟1相似的方法準備一個玻璃柱。用1000ml 8％的KOH通過柱子，直到採用電感耦合等離子體(ICP)分析檢測顯示金屬陰離子已經被去除，特別是FeCl6-3。然後用2升去離子水衝洗柱子直到採用ICP分析的K+濃度小於5ppb。之後用氮氣乾燥柱子備用。然後將經過步驟1處理的50％的羥胺溶液通過陰離子交換樹脂。
優選地，這種50％的羥胺溶液通過多個(大約5個)準備好的陽離子交換床，然後通過3個陰離子交換床。
利用實施例1的方法痕量金屬的減少總結如下
離子交換前離子交換後(ppb) (ppb)Al 536＜5Ca 72 ＜5Cr 70 ＜5Fe 313＜5Mg 15 ＜5離子交換前離子交換後(ppb) (ppb)Ni 29 9K307＜5Si 1687 ＜5Na 183＜5比較例1採用實施例1的方法，但其中的步驟1用10％的H2SO4代替10％的HCl來調理樹脂。
通過陰離子交換樹脂的羥胺產物含有多於要求含量的痕量陽離子。
比較例2採用實施例1的方法，但其中的步驟2使用Purolite A-100，一種聚苯乙烯弱鹼型陰離子交換樹脂。
通過陰離子交換樹脂的羥胺產物含有多於要求含量的痕量陰離子。
比較例3採用實施例2的方法，但其中的步驟2使用具有自由鹼離子態的Purolite A-830，一種弱鹼聚丙烯酸陰離子樹脂作為陰離子交換樹脂。
通過陰離子交換樹脂的羥胺產物含有多於要求含量的痕量陰離子。
權利要求
1.一種提純羥胺的方法，包括以下步驟A.將羥胺的水溶液通過至少一個經過鹽酸稀釋溶液處理過的大孔或凝膠強酸離子交換樹脂床，然後B.將經過步驟A處理的溶液通過至少一個強鹼陰離子交換樹脂床。
2.根據權利要求1的方法，其中在處理樹脂的步驟A中使用的是大約5到20％濃度的鹽酸溶液。
3.根據權利要求1的方法，其中步驟A中所述的樹脂是一種強酸聚苯乙烯樹脂。
4.根據權利要求1的方法，其中步驟B中所述的樹脂包括與二乙烯基苯交聯的聚苯乙烯。
5.根據權利要求1的方法，其中所述羥胺溶液包括大約5到10重量％的羥胺。
6.權利要求5的方法，其還包括使50重量％的羥胺溶液通過的隨後步驟。
7.根據權利要求1的方法，其中在步驟A中，使所述的羥胺溶液通過多個樹脂床。
8.根據權利要求1的方法，其中在步驟B中，使所述的經過步驟A處理的羥胺溶液通過多個樹脂床。
9.一種提純羥胺的方法，包括以下步驟a)形成多個強酸離子交換床；b)形成多個強鹼離子交換床；c)用稀釋的鹽酸溶液處理強酸離子交換床；d)用氫氧化鈉或氫氧化鉀溶液處理強鹼離子交換床；e)將含有5到20重量％羥胺的水溶液通過所述的強酸和強鹼離子交換床；然後f)將含有大約50重量％羥胺的水溶液通過所述的強酸和強鹼離子交換床。
10.一種採用權利要求1的方法製備的羥胺水溶液。
11.一種採用權利要求9的方法製備的羥胺水溶液。
全文摘要
本發明提供了一種提純羥胺使其中陽離子和陰離子顯著減少的方法。本方法包括將羥胺溶液通過至少一個強酸離子交換樹脂床和然後通過至少一個強鹼陰離子交換樹脂床。強酸離子交換樹脂床用稀釋的鹽酸進行預處理。
文檔編號C01B21/00GK1269766SQ98809008
公開日2000年10月11日 申請日期1998年5月21日 優先權日1997年7月16日
發明者弗洛伊德·L·裡德爾, 弗朗西斯·W·米凱洛蒂 申請人:阿什蘭公司