CN104974036A - 一种粗均苯三甲酸的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种粗均苯三甲酸的提纯方法，采用N,N-二甲基甲酰胺与粗均苯三甲酸形成加合物晶体；然后将得到的加合物晶体进行加热，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。采用N,N-二甲基甲酰胺溶剂重结晶并将加合物晶体加热分解后得到的TMA白色粉末中，TMA的含量≥99.0%，b值≤2.0，达到了产品提纯的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种粗均苯三甲酸的提纯方法，特别涉及一种采用溶剂与粗均苯三甲酸形成加合物晶体进行提纯的方法。
背景技术
均苯三甲酸（TMA）是一种理想的高分子合成材料，主要用作制备反渗透膜、高分子分离膜，用于海水淡化、水的高度提纯和气体分离等；在生物医药上它可用于制备抗癌药物、植物生长调节剂等；在航空工业上它还可用作火箭推进器固体燃料的交联剂和制备耐高温的高分子材料等。此外，均苯三甲酸对塑料、人造纤维、水溶性烷基树脂、增塑剂等生产也具有重要意义。
均苯三甲酸的生产方法有三种：均三甲苯高锰酸钾氧化法、均三甲苯硝酸氧化法和均三甲苯空气氧化法。工业上主要采用均三甲苯空气氧化法生产均苯三甲酸。通过氧化反应得到的粗均苯三甲酸产品中除含有均苯三甲酸（TMA约98.5%）外，还含有少量的5-甲基间苯二甲酸、3,5-二甲基苯甲酸及3,5-二甲基苯甲醛等有色杂质，须对其进行提纯处理。
文献“均苯三酸与N-甲基吡咯烷酮形成的加合物晶体表征”（彭革，郭霞，成有为，等.化学世界[J]，2010，51(10):623-625）采用了溶剂N-甲基吡咯烷酮(NMP)与均苯三甲酸（TMA）进行重结晶形成加合物晶体，并通过加热使得溶剂NMP脱除来进行TMA的提纯，当温度到225℃时，可将溶剂NMP完全脱除。但该方法的能耗高，成本也较高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种比上述NMP溶剂价格低廉、能与TMA形成加合物晶体，并在较低的加热温度下即能完全脱除溶剂的TMA提纯方法，同时亦降低了生产成本并节约了能耗。
本发明的具体技术方案如下：
一种粗均苯三甲酸的提纯方法，采用N,N-二甲基甲酰胺与粗均苯三甲酸形成加合物晶体；然后将得到的加合物晶体进行加热，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。
采用N,N-二甲基甲酰胺与粗均苯三甲酸形成加合物晶体的具体步骤如下：
（1）将粗均苯三甲酸溶解于95-105℃的N,N-二甲基甲酰胺中形成混合溶液，溶解时粗均苯三甲酸与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:2~5；
（2）将步骤（1）中得到的混合溶液置于室温下冷却结晶，然后进行过滤，得到加合物晶体。
步骤（1）中，将粗均苯三甲酸溶解于100℃的N,N-二甲基甲酰胺中形成混合溶液.。
将得到的加合物晶体加热至170-175℃，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。加合物晶体加热至170-175℃左右结束，此过程中失去的是低沸点的溶剂DMF分子，剩余高沸点的TMA分子。
将得到的加合物晶体加热至170℃，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。
本发明采用溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与TMA进行重结晶形成TMA-DMF加合物晶体，当对TMA-DMF晶体加热至温度170℃时即可完全脱除溶剂DMF，以达到对粗TMA进行提纯的目的。
采用N,N-二甲基甲酰胺溶剂重结晶并将加合物晶体加热分解后得到的TMA白色粉末中，TMA的含量≥99.0%，b值≤2.0，达到了产品提纯的目的。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行详细说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定。
实施例1
将粗苯三甲酸（TMA含量98.5%）50g，加入到100℃左右、200g的N,N-二甲基甲酰胺（DMF）溶剂中，粗TMA溶解；冷却至室温，然后进行过滤，得到加合物晶体；将过滤得到的白色加合物晶体加热进行热重分析，晶体从70℃左右开始分解，到170℃左右结束；对加热后得到的白色粉末分析组成、测定酸值，并使用色差计测定其b值。结果见表1。
实施例2-实施例6
实施过程与实施例1相同，粗苯三甲酸中的TMA含量、溶剂DMF与粗苯三甲酸的质量比、提纯后的苯三甲酸的分析结果均见表1。
比较例
将粗苯三甲酸（TMA含量98.5%）50g，加入到120℃左右、200g的N-甲基吡咯烷酮（NMP）溶剂中，粗TMA溶解；冷却至室温，得到颗粒粗大的白色晶体。将过滤得到的白色晶体加热进行热重分析，晶体从75℃左右开始分解，到225℃左右结束。对加热后得到的白色粉末分析组成、测定酸值，并使用色差计测定其b值。结果见表1。
通过表1中实施例1-实施例6的试验结果数据可知，通过采用溶剂N,N-二甲基甲酰胺（DMF）与TMA形成TMA-DMF加合物晶体，再通过加热使TMA-DMF中的溶剂DMF去除，可将粗均苯三甲酸提纯至99.0%以上。
通过对比表1中实施例1-实施例6和比较例的试验结果数据可知，采用DMF较采用NMP作为溶剂时，在使加合物晶体加热分解完全时，最高温度可从225℃左右下降至170℃左右，达到工业生产节能的目的。
以上虽然已结合实施例对本发明的具体实施方式进行了详细的说明，但是需要指出的是，本发明的保护范围并不受这些具体实施方式的限制，而是由权利要求书来确定。本领域技术人员可在不脱离本发明的技术思想和主旨的范围内对这些实施方式进行适当的变更，而这些变更后的实施方式显然也包括在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种粗均苯三甲酸的提纯方法，其特征在于采用N,N-二甲基甲酰胺与粗均苯三甲酸形成加合物晶体；然后将得到的加合物晶体进行加热，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。
2.根据权利要求1所述的提纯方法，其特征在于采用N,N-二甲基甲酰胺与粗均苯三甲酸形成加合物晶体的具体步骤如下：
（1）将粗均苯三甲酸溶解于95-105℃的N,N-二甲基甲酰胺中形成混合溶液，溶解时粗均苯三甲酸与N,N-二甲基甲酰胺的质量比为1:2~5；
（2）将步骤（1）中得到的混合溶液置于室温下冷却结晶，然后进行过滤，得到加合物晶体。
3.根据权利要求2所述的提纯方法，其特征在于步骤（1）中，将粗均苯三甲酸溶解于100℃的N,N-二甲基甲酰胺中形成混合溶液.。
4.根据上述任一权利要求所述的提纯方法，其特征在于将得到的加合物晶体加热至170-175℃，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。
5.根据权利要求4所述的提纯方法，其特征在于将得到的加合物晶体加热至170℃，脱除N,N-二甲基甲酰胺，得到纯度≥99.0%的均苯三甲酸。
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