[发明专利]一种制备咔唑的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制备咔唑的方法，具体地涉及从粗蒽原料中提取高纯度咔 唑的新方法。

背景技术

咔唑是一种含氮杂环化合物，是煤焦油中经济价值最高的成分之一，世界 上90％的咔唑从煤焦油中提取。咔唑可用于生产染料、颜料、光电导体、感光 材料、特种油墨等，用咔唑生产的颜料永固紫广泛用于汽车面漆和耐高温塑料 的着色，具有耐高温、耐紫外光的优点。咔唑还可作为合成树脂、贵金属矿石 浮选剂、减水剂、润滑油和导热油的稳定剂、表面活性剂、荧光增塑剂等的原 料。咔唑基团具有特殊的刚性结构、拥有较大的共轭体系以及较强的分子内电 子转移能力，因此具有卓越的热学性能和光电性能。此外，咔唑作为生物活性 物质，如杀虫剂的稳定剂、植物生长素、消炎药、治疗心脏病和肿瘤等疾病的 药物的应用也是研究的热点。随着材料化工、医药、染料行业的快速发展，咔 唑的需求量呈逐年上升的趋势，对咔唑的纯度要求也越来越高(大于98％)。目 前，国内外精咔唑的产量远远不能满足日益增长的市场需求。因此，如何提高 咔唑产品的纯度，同时尽可能地增加收率，减少环境负担已成为煤焦油加工企 业共同追求的目标。

目前，国外分离蒽和咔唑的主要方法有(1)精馏法：利用蒽、菲和咔唑的 沸点差异进行分离。但蒽、菲、咔唑都是高沸点、高熔点化合物，受热后易结 焦，尤其是蒽的损失大。采用精馏法生产，由于需将被分离物质加热到沸点温 度，故能耗很高，且普通精馏需要的塔板数很高，设备成本大，需要加入恒沸 剂采用恒沸精馏才能将蒽、菲和咔唑分开。(2)钾熔法：利用咔唑的钾熔物不 溶于油类而形成沉淀的特点，将粗蒽加热熔融后加入苛性钾，咔唑钾熔物水解 得到粗咔唑，与碱液分离、洗涤后得到精咔唑，二甲苯重结晶得到高纯咔唑。 但这种方法要消耗大量的碱，并产生大量废水和废液，对设备的要求非常高， 工业生产成本居高不下，环境负担也非常大。

国内咔唑的生产主要还是采用溶剂洗涤法，该方法利用蒽、菲、咔唑在一 定溶剂中具有不同的溶解度而分离，能从粗蒽中提取蒽和咔唑。上述方法的缺 点和不足是：首先将粗蒽溶解除菲过程就要洗涤3-4次，分离蒽和咔唑过程还要 洗涤2-3次，使用苯类溶剂由粗咔唑制备纯咔唑时，通常还需要洗涤7-8次以上， 这样从粗蒽制备纯咔唑的过程溶剂洗涤十几次之多，得到的产品纯度也仅为 93％左右，要想制备97％以上的精咔唑，还需配合蒸升技术。由于多次洗涤，咔 唑流失严重，收率低，溶剂消耗大，能耗高。分析出现上述情况的主要原因， 一方面是咔唑洗涤过程中所用溶剂的洗涤效率低，另一方面是整个工艺过程中 菲的去除效率不高所致。因此，需要找到一种合适的洗咔溶剂和合理优化工艺 过程才能改善目前的生产状况，实现高品质产品生产的同时，减少咔唑这一宝 贵资源的流失。

发明内容

本发明采用新的溶剂系统和工艺条件对粗蒽进行溶解结晶，制备得到高纯 度的咔唑。

本发明一方面提供一种制备高纯度咔唑的方法，包括将粗咔唑在氯苯中溶 解结晶的步骤。

其中粗咔唑与氯苯的固液比为1∶2～1∶5；溶解温度为100℃；结晶温度为30 ℃-60℃。

本发明提供的制备高纯度咔唑的方法，具体包括如下步骤：

(1)以二甲苯为第一溶剂对粗蒽原料进行溶解结晶2次；

(2)以DMF为第二溶剂对上一步得到的结晶产物进行溶解结晶1-2次， 使蒽和咔唑分离，得到精蒽和粗咔唑；

(3)以氯苯为第三溶剂对上步中制得的粗咔唑进行溶解结晶3-4次，得到 高纯度咔唑。

粗咔唑指经二甲苯去菲，使用DMF进行蒽和咔唑分离后得到的咔唑富集 物。

粗蒽原料为含有蒽、菲、咔唑的原料，一般通过煤焦油的I蒽油冷却结晶后 得到，是煤焦油加工的半成品，主要成分(质量分数)为蒽30％～40％、菲20％～ 30％和咔唑15％～20％。在我国，尤其是在山西省，煤焦油资源非常丰富，粗蒽 原料供应充足。

其中，步骤(1)中粗蒽原料和二甲苯的固液比为1∶0.75-1∶2，优选1∶1； 溶解温度为120℃；过滤温度为40-80℃，优选40℃。

步骤(2)中的固液比为1∶1.2-1∶2；溶解温度为100℃；过滤温度为30℃。

步骤(3)中的粗咔唑与氯苯的固液比为1∶2～1∶5；溶解温度为100℃；结 晶温度为30℃-60℃。