四甲基哌啶醇合成工艺 【技术领域】
本发明涉及一种四甲基哌啶醇合成工艺。背景技术 四甲基哌啶醇化学名称 2， 2， 6， 6- 四甲基 -4- 哌啶醇， 是合成受阻胺光稳定剂、 医 药、 漂白剂、 阻聚剂、 环氧树脂交联剂等产品的重要中间体。目前我国开发的受阻胺类光稳 定剂均为哌啶类衍生物， 并且都是以哌啶醇为中间体的产品， 所以哌啶醇的生产是关系我 国光稳定剂发展的重要环节。因此， 进行哌啶醇的合成研究具有重要的现实意义。
目前国内外报道的由哌啶酮通过还原制备哌啶醇的方法主要有以下几种 ：
1、 催化氢化法， 包括加压氢化法和常压氢化法。目前工业主要采用加压氢化法 ；
2、 化学还原法， 采用异丙醇铝、 硼氢化钠等为还原剂， 将哌啶酮还原为哌啶醇， 但 是还原剂价格较贵， 而且反应后处理较复杂， 工业上很少采用 ； 3、 电化学还原法， 哌啶酮在 电解槽的阴极被还原为哌啶醇， 但是由于生产能耗高， 电解槽结构复杂等原因， 工业一般不 采用。工业上主要采用的是第一种方法。德国的研究人员使用 Raney-Ni 为催化剂， 液相氢 化压力为 0.49-9.8MPa， 哌啶醇的收率可达 95％左右。捷克的研究人员报道使用 Ni/Cr2O3、 NiO/Al2O3 为催化剂产率为 86％ -93％左右， 但反应条件苛刻。 汽巴公司报道了使用 Ru/C 为 催化剂水为溶剂收率为 91-97％。国内的陈立功、 张泽鹏等人也对其加氢还原做了研究。
目前液相氢化法工艺的主要缺点是 ： 催化剂 Ru/C 价格昂贵， 不利于工业化， 溶剂 二甲苯、 甲苯， 甲醇等损耗率大于 20％， 造成环境污染。
发明内容
本发明针对上述不足研究开发了一种四甲基哌啶醇的合成工艺， 目的在于 ：
本发明的技术解决方案 ：
一种四甲基哌啶醇的合成工艺 ：
第一步， 向高压反应釜内加入四甲基哌啶酮、 催化剂、 片碱和水， 并且密封 ；
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 70-100℃， 重复上述操作直到釜内压力维持在一定 时间内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ；
第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至 50℃ 以下， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇， 母液回收再利用。
所述高压反应釜安装有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统。
所述四甲基哌啶酮、 催化剂、 片碱和水按重量计比例为 10 ∶ 0.2 ～ 1.5 ∶ 0.01 ～ 0.05 ∶ 20 ～ 30。所述合成工艺第三步最佳温度为 90℃。
所述的催化剂是 Raney-Ni( 雷尼镍， 氢活性催化还原剂， 是有机金属化合物 )。
所加的片碱起到助催化和维持体系的碱性的作用。
本发明的有益效果 ：
用水做溶剂反应， 避免了 Raney-Ni 在有机溶剂中易燃烧的缺点， 同时降低了合成 成本， 而且采用本工艺合成的四甲基哌啶醇具有收率高且纯度高、 色泽好、 质量好， 便于操 作， 容易实施的优点， 且无环境污染， 利于推广应用。 具体实施方式
实施例 1
第一步， 向带有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统的 1L 高压釜内 加入四甲基哌啶酮 155g、 催化剂 15.5g、 片碱 1.55g 和水 400g， 并且密封 ；
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 90℃， 重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间 内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ； 第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至 50℃ 以下， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇 154g， 收率为 98.1％。纯度 GC ： 99.9％， 熔点 ： 130.6-131.5℃。
实施例 2
第一步， 向带有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统的 1L 高压釜内 加入四甲基哌啶酮 155g、 催化剂 15.5g、 片碱 1.55g 和水 400g， 并且密封 ；
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 70-100℃， 重复上述操作直到釜内压力维持在一定 时间内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ；
第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内通入冷却水使釜内温度降至 50℃以下， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇 152g， 收率为 96.8％。纯度 GC ： 99.9％， 熔点 ： 130.3-131.7℃。实施例 5
第一步， 向带有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统的 1L 高压釜内 加入四甲基哌啶酮 155g、 催化剂 7.75g、 片碱 1.55g 和水 400g， 并且密封 ；
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 90℃， 重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间 内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ；
第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至 50℃ 以下， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇 142g， 收率为 90.4％。纯度 GC ： 99.9％， 熔点 ： 130.2-131℃。
内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 100℃， 重复上述操作直到釜内压 力维持在一定时间内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ；
第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内通入冷却水使釜内温度降至 50℃以下， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇 148g， 收率为 94.3％。纯度 GC ： 99.9％， 熔点 ： 129.8-131℃。
实施例 3
第一步， 向带有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统的 1L 高压釜内 加入四甲基哌啶酮 155g， 催化剂 15.5g， 片碱 2.0g 和水 400g， 并且密封 ；
第二步， 向釜内通入 N2 置换空气， 然后通 H2 置换 N2， 最后通 H2 至压力为 0.8MPa ；
第三步， 首先控制釜内压力维持在 0.8MPa， 当釜内压力下降时， 及时向釜内补充 H2 至 0.8MPa， 同时搅拌升温， 控制温度在 70℃， 重复上述操作直到釜内压力维持在一定时间 内维持在 0.8MPa 不再变化， 停止反应 ；
第四步， 向釜内通入 N2 置换 H2， 同时向釜内盘管通入冷却水使釜内温度降至 50℃， 停止搅拌， 过滤出催化剂， 蒸出部分水 ；
第五步， 将剩下的过饱和母液在冰水浴下搅拌冷却结晶， 过滤洗涤得到四甲基哌 啶醇 144g， 收率为 91.7％。纯度 GC ： 99.9％， 熔点 ： 130.2-131.5℃。
实施例 4
第一步， 向带有冷却水管、 压力计、 搅拌、 热电偶测温仪及加热系统的 1L 高压釜内 加入四甲基哌啶酮 155g、 催化剂 23.25g、 片碱 2.0g 和水 400g， 并且密封 ；5