CN110066256B - 一种5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于精细化工技术领域,具体涉及一种5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮的提纯方法。本发明的5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮的提纯方法,包括以下步骤:将含5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮的样品在层析柱中采用洗脱剂洗脱,即得;所述洗脱剂为第一溶剂与第二溶剂的混合溶剂,所述第一溶剂为石油醚,第二溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。采用本发明的提纯方法提纯得到的5‑氯‑2‑甲基‑4‑异噻唑啉‑3‑酮的纯度较高,最高可达到99.9%。
Description
技术领域
本发明属于精细化工技术领域,具体涉及一种5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法。
背景技术
甲基异噻唑啉酮及其氯代物,俗称卡松或凯松(Kathon CG),活性成分为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(CMI)和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮(MIT),二者通常按照3:1的质量比配伍使用,能够避免产品受微生物污染,延长产品寿命,被广泛用于化妆品、个人护理、造纸和涂料等行业。其中CMI是含氯杂环化合物,具有较强的刺激性,因此其单独在化妆品及其它和人体直接接触的场合的使用受到限制,但是其杀菌效率远远高于MIT。
卡松杀菌剂的合成通常以N,N-二甲基-3,3-二硫代二丙酰胺或N-甲基-3-巯基丙酰胺为原料,在溶剂存在的条件下和氯气反应得到MIT和CMI的混合物。现有技术中的工艺或方法仅可获得较低纯度的CMI。通过对百灵威科技有限公司、阿拉丁试剂、上海迈瑞尔化学技术有限公司、国药集团化学试剂有限公司等网站的查询,国内试剂公司仅能提供纯度为2.0~2.5%的CMI和MIT的混合物水溶液,因此,如何从MIT和CMI混合物中分离出CMI,是获取高纯度的CMI的关键。
《氯甲基异噻唑啉酮防腐剂的特性及制备》(李程碑、杨杰,广东化工,41(10):53~54)一文中公开了一种从商品14%的异噻唑啉酮(CMI/MIT=3:1)中分离CMI的方法,具体包括:先采用氯仿进行萃取,将下层氯仿分出后在76℃以下蒸出大部分氯仿,然后采用减压蒸馏,得残液,将残液溶在200g(密度为1.19g/cm3)硝酸镁水溶液中,用氧化镁调pH到2~4,得到约3.6%的CMI水溶液,但该方法得到的CMI的纯度较低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,该提纯方法能够获得高纯度的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
为实现上述目的,本发明的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法采用的技术方案为:
一种5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,包括以下步骤:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品在层析柱中采用洗脱剂洗脱,即得;所述洗脱剂为第一溶剂与第二溶剂的混合溶剂,所述第一溶剂为石油醚,第二溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。
本发明采用柱层析的方法将5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮与其他物质分离,达到提纯的目的。柱层析时采用的洗脱剂为石油醚与其他有机溶剂的混合溶剂,有较好的分离效果。采用本发明的提纯方法提纯得到的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的纯度可达到99.9%。
为进一步提高分离效果,所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为(0.25~5):1。
所述层析柱的长径比为(60~62):(7~8)。
所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品由包括以下步骤的方法制得:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液采用萃取剂进行萃取,分液后得有机相,然后去除有机相中的萃取剂。由于目前市面上的CMI产品多为纯度为2.0~2.5%的CMI和MIT的混合物水溶液,因此先经过萃取得有机物。
为使有机物萃取完全并减少浪费,所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液与萃取剂的质量比为1:(0.5~2)。
优选的,所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液与萃取剂的质量比为1:(0.8~0.9)。
所述萃取剂为乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷中的至少一种。上述萃取剂为常用有机溶剂,廉价易得。
附图说明
图1为本发明的实施例1中提纯得到的目标产物的核磁共振氢谱图。
具体实施方式
本发明的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,包括以下步骤:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品在层析柱中采用洗脱剂洗脱,即得;所述洗脱剂为第一溶剂与第二溶剂的混合溶剂,所述第一溶剂为石油醚,第二溶剂为二氯甲烷、乙酸乙酯中的至少一种。
层析柱中所用吸附剂为薄层层析硅胶。
优选的,第一溶剂为石油醚,第二溶剂为乙酸乙酯。
优选的,第一溶剂与第二溶剂的体积比为(1~3):1。进一步优选的,第一溶剂与第二溶剂的体积比为2:1。
本发明的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法还包括采用薄层层析法确定目标产物。采用薄层层析法确定洗脱得到的物质具体为:将用展开剂(展开剂为体积比为1:1的石油醚与乙酸乙酯的混合液)展开的薄层层析板放置在波长为254nm的紫外灯下,通过比较显色点的位置确定,Rf值为0.2时即为5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮。
所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品由包括以下步骤的方法制得:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液采用萃取剂进行萃取,分液得有机相,然后去除有机相中的萃取剂。去除有机相中的萃取剂前先向有机相中加入硅胶。
下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明。
以下实施例中所用乙酸乙酯、石油醚均经过重蒸纯化。所用乙酸乙酯的密度为0.902g/mL。
实施例1
本实施例的CMI的提纯方法包括以下步骤:将100g异噻唑啉酮CMI/MIT(CMI和MIT的混合物的水溶液,混合物的质量分数为2.0~2.5%,购自阿拉丁)倒入分液漏斗中,然后采用乙酸乙酯萃取(萃取3次,每次使用30mL),然后在锥形瓶中合并有机相,并加入无水硫酸钠干燥1h;然后过滤,并用乙酸乙酯洗涤无水硫酸钠得洗涤液,将滤液以及洗涤液转入圆底烧瓶,然后加入5g颗粒大小为200~300目的薄层层析硅胶(H级,化学纯),用旋转蒸发仪进行旋蒸,将圆底烧瓶中的易挥发的乙酸乙酯除去,得粉末样品;
在长为305mm、直径为40mm的层析柱中填充薄层层析硅胶(H级,化学纯),并用石油醚润湿硅胶,然后将粉末样品转移到层析柱中,并加盖一层石英砂。以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚和乙酸乙酯的体积比为2:1)为洗脱剂,将从层析柱中滴出来的洗脱剂滴入试管中,然后用TLC薄层层析法分析试管中样品的成分(将用展开剂展开的薄层层析板放置在波长为254nm的紫外灯下,通过比较显色点的位置,可以分析出试管中样品的成分),将含有目标产物的试管中的物质倒入圆底烧瓶,然后用旋转蒸发仪进行旋蒸,将易挥发的有机物除去,得到目标产物。将圆底烧瓶放置在35℃的真空干燥箱中,干燥12h,得到CMI白色固体1.5g,纯度为99.9%(通过气相色谱分析仪中的出峰面积比计算得到的),收率为75%(以CMI和MIT的混合物的总质量为2g计算得到)。
实施例2
本实施例的CMI的提纯方法包括以下步骤:将100g异噻唑啉酮CMI/MI(CMI和MI的混合物的水溶液,混合物的质量分数为2.0~2.5%,购自阿拉丁)倒入分液漏斗中,然后采用乙酸乙酯萃取(萃取3次,每次使用30mL),然后在锥形瓶中合并有机相,并加入无水硫酸钠干燥1h;然后过滤,并用乙酸乙酯洗涤无水硫酸钠得洗涤液,将滤液以及洗涤液转入圆底烧瓶,然后加入5g颗粒大小为200~300目的薄层层析硅胶(H级,化学纯),用旋转蒸发仪进行旋蒸,将圆底烧瓶中的易挥发的乙酸乙酯除去,得粉末样品;
在长为305mm、直径为40mm的层析柱中填充薄层层析硅胶(H级,化学纯),用石油醚润湿硅胶,然后将粉末样品转移到层析柱中,并加盖一层石英砂。以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚和乙酸乙酯的体积比为1:1)为洗脱剂,将从层析柱中滴出来的洗脱剂滴入试管中,然后用TLC薄层层析法分析试管中样品的成分(将用展开剂展开的薄层层析板放置在波长为254nm的紫外灯下,通过比较显色点的位置,可以分析出试管中样品的成分),将含有目标产物的试管中的物质倒入圆底烧瓶,然后用旋转蒸发仪进行旋蒸,将易挥发的有机物除去,得到目标产物。将圆底烧瓶放置在35℃的真空干燥箱中,干燥8h,得到CMI白色固体1.6g,纯度为99%,收率为80%(以CMI和MIT的混合物的总质量为2g计算得到)。
实施例3
本实施例的CMI的提纯方法包括以下步骤:将100g异噻唑啉酮CMI/MI(CMI和MI的混合物的水溶液,混合物的质量分数为2.0~2.5%,购自阿拉丁)倒入分液漏斗中,然后采用乙酸乙酯萃取(萃取3次,每次使用30mL),然后在锥形瓶中合并有机相,并加入无水硫酸钠干燥1h;然后过滤,并用乙酸乙酯洗涤无水硫酸钠得洗涤液,将滤液以及洗涤液转入圆底烧瓶,然后加入5g颗粒大小为200~300目的薄层层析硅胶(H级,化学纯),用旋转蒸发仪进行旋蒸,将圆底烧瓶中的易挥发的乙酸乙酯除去,得粉末样品;
在长为305mm、直径为40mm的层析柱中填充薄层层析硅胶(H级,化学纯),用石油醚润湿硅胶,然后将粉末样品转移到层析柱中,并加盖一层石英砂。以石油醚和乙酸乙酯的混合溶剂(石油醚和乙酸乙酯的体积比为3:1)为洗脱剂,将从层析柱中滴出来的洗脱剂滴入试管中,然后用TLC薄层层析法分析试管中样品的成分(将用展开剂展开的薄层层析板放置在波长为254nm的紫外灯下,通过比较显色点的位置,可以分析出试管中样品的成分),将含有目标产物的试管中的物质倒入圆底烧瓶,然后用旋转蒸发仪进行旋蒸,将易挥发的有机物除去,得到目标产物。将圆底烧瓶放置在35℃的真空干燥箱中,干燥24h,得到CMI白色固体1.1g,纯度为99.9%,收率为55%(以CMI和MIT的混合物的质量为2g计得到)。
试验例
对实施例1提纯后得到的CMI进行核磁共振分析,其氢谱如图1所示。
Claims (4)
1.一种5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,其特征在于,包括以下步骤:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品在层析柱中采用洗脱剂洗脱,即得;所述洗脱剂为第一溶剂与第二溶剂的混合溶剂,所述第一溶剂为石油醚,第二溶剂为乙酸乙酯;层析柱中所采用的吸附剂为薄层层析硅胶;所述第一溶剂与第二溶剂的体积比为(0.25~5):1;所述层析柱的长径比为(60~62):(7~8);所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的样品由包括以下步骤的方法制得:将含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液采用萃取剂进行萃取,分液后得有机相,然后去除有机相中的萃取剂;所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液为纯度为2.0~2.5%的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮和2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的混合物水溶液。
2.根据权利要求1所述的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,其特征在于,所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液与萃取剂的质量比为1:(0.5~2)。
3.根据权利要求2所述的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,其特征在于,所述含5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的水溶液与萃取剂的质量比为1:(0.8~0.9)。
4.根据权利要求1或2所述的5-氯-2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮的提纯方法,其特征在于,所述萃取剂为乙酸乙酯、氯仿、二氯甲烷中的至少一种。
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