[发明专利]一种马来酰肼的制备方法

说明书

本发明提供了一种马来酰肼的制备方法，该方法是以顺丁烯二酸酐和水合肼为原料，采用ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂，在一定温度下进行环合反应得到马来酰肼。在反应体系中保持水合肼过量，并将反应生成的水从反应体系中不断分离出去，有效地促进了酰肼化反应的进行，缩短了反应时间，提高了反应收率。与现有技术相比，本发明采用ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂制备马来酰肼，其催化效果好，反应收率高，催化剂易于回收、可重复使用，生产成本低，不产生酸性废水和含盐有机废水，废弃物排放少，是一种绿色环保型生产工艺。

技术领域

本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种马来酰肼的制备方法。

背景技术

马来酰肼，又名顺丁烯二酰肼，为白色结晶固体，难溶于水，易溶于有机溶剂，是一种植物生长调节剂，还具有多种生物活性，用于选择性除草剂和暂时性植物生长抑制剂。药剂可通过叶面角质层进入植株，降低光合作用、渗透压和蒸发作用，能强烈的抑制芽的生长。用于防止马铃薯块茎、洋葱、大蒜、萝卜等贮藏期间的抽芽，并有抑制作物生长延长开花的作用。也可用作除草剂或用于烟草的化学摘心，还有杀菌、抗病毒的作用。

传统的马来酰肼生产工艺是由顺丁烯二酸酐与水合肼在无机酸（硫酸或盐酸）存在下加热进行环合反应制得，其具体步骤如下：在反应釜中投入水合肼，搅拌冷却下滴加无机酸（30%盐酸或硫酸），温度控制在30℃以下，至pH值为5.3～6.7，投入顺丁烯二酸酐，缓慢升温至106～110℃，回流2小时，降温至10℃以下，过滤，滤饼用水冲洗至pH4.8～5.1，干燥即得，收率通常在84～90%。这种生产工艺每生产一吨马来酰肼，会产生4～5吨酸性有机废水，处理废水需要大量碱中和，废水中的盐含量和COD含量都很高，废水处理难度大、处理费用高，给企业生产成本带来很大的压力，由于废弃物排放量大，传统的生产工艺易造成环境污染。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题和缺点，本发明提供了一种工艺简单、反应收率高、生产成本低、废弃物排放少、绿色环保的马来酰肼制备新方法。

本发明采用的技术方案是：以顺丁烯二酸酐和水合肼为原料，采用ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂，在一定温度下进行环合反应得到马来酰肼。反应体系中保持水合肼过量，并将反应生成的水从反应体系中不断分离出去（促使反应平衡向正方向移动，以缩短反应时间、提高反应收率），反应结束后采用减压蒸馏将过量的水合肼蒸出回收，水合肼被全部蒸出后用纯水洗涤剩下的固体物质，以溶解回收ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂，不溶物经干燥后得到马来酰肼成品。溶解回收的ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂溶液经减压蒸发除去水分后可继续作催化剂使用。ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂组成成分的摩尔比为n(ZnCl₂)∶n(CuCl₂)=2∶3。

本发明方法具体的工艺步骤如下：将顺丁烯二酸酐、水合肼和ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂放入带有精馏塔的反应釜中，开启搅拌，加热升温至回流，当蒸汽进入精馏塔后，在塔顶温度98℃～100℃采出水蒸气，在回流温度下反应4～6小时，当精馏塔顶无冷凝水流出后反应结束，采用减压蒸馏将剩余的水合肼全部蒸出回收，然后将反应釜冷却至常温，向反应釜内加入适量纯水，开启搅拌，当反应釜内的固体物质被搅成浆状后放入离心过滤机中过滤，再用适量纯水对滤饼进行洗涤，洗涤后的滤饼经离心脱水、干燥得到马来酰肼成品。将滤液减压蒸发浓缩结晶回收ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂。

上述步骤中，顺丁烯二酸酐和水合肼的质量比为1∶1～1.5，ZnCl₂/CuCl₂复合催化剂的加入量为顺丁烯二酸酐质量的10%～20%，水合肼的含量为80%～100%。其反应方程式如下：