一種基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于石墨烯提高2?甲基氨基硫脲收率的合成方法，通過在反應(yīng)之前向甲基肼溶液中加入1.6?5％重量的石墨烯，再加入硫氰酸銨充分溶解，升溫至一定溫度使硫氰酸銨和甲基肼混合溶液填滿石墨烯的孔徑，反應(yīng)合成收率可由原始工藝的84％提高至91％，石墨烯材料經(jīng)過低溫烘干后能夠重復(fù)利用。本方法操作簡單，石墨烯能重復(fù)利用，生產(chǎn)成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【專利說明】
一種基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種石墨烯用于提高產(chǎn)品收率的合成方法，更具體的說是涉及一種基 于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 2-甲基氨基硫脲是合成三嗪環(huán)的原料，目前主要的工藝路線主要是硫氰酸銨和甲 基肼高溫重排反應(yīng)而得，三嗪環(huán)(TTZ)是合成頭孢曲松鈉的關(guān)鍵中間體，和7-ACA合成7-ACT 后，再與DAMA即可合成頭孢曲松鈉。頭孢曲松鈉，又名頭孢三嗪，是由瑞士羅氏公司研制的 具有里程碑意義的第三代頭孢類抗生素，于1982年在瑞士首次上市，是第一個半合成廣譜 長效頭孢菌素，主要用于敏感菌所致的感染病癥，如呼吸系統(tǒng)感染(尤其是肺炎）、耳鼻喉感 染、泌尿系統(tǒng)感染、膿毒癥、腦膜炎、預(yù)防手術(shù)感染、骨和關(guān)節(jié)感染、皮膚和軟組織感染、生殖 系統(tǒng)感染(包括淋病），一般療效滿意，還可用于創(chuàng)傷感染、腹部感染等。于1992年首次在中 國上市。經(jīng)過二十幾年的發(fā)展，憑借其抗菌譜廣，療效確切，以及巨大的市場空間等優(yōu)點(diǎn)，頭 孢曲松鈉已經(jīng)成為抗生素市場上舉足輕重的主導(dǎo)產(chǎn)品。在最近幾年的銷售業(yè)績中，一直位 居前列。頭孢曲松鈉等藥品已被列入《國家城鎮(zhèn)職工基本醫(yī)療保險藥物》，在全國各大醫(yī)院 抗生素使用總量中占有很大的份額，在國民健康產(chǎn)業(yè)中的地位十分重要。
[0003] 目前2-甲基氨基硫脲在工業(yè)生產(chǎn)中主要存在的問題是收率過低，平均在84%左 右，主要原因是原始工藝中甲基肼和硫氰酸銨混合溶解后，在前期真空蒸水過程中部分甲 基肼未參與反應(yīng)而隨水一起蒸出，若單純增加甲基肼投料量又會造成成本增加，得不償失， 所以傳統(tǒng)工藝存在收率偏低，成本較高的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于提供一種基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，利 用石墨烯自堆疊結(jié)構(gòu)形成的孔徑，使甲基肼和硫氰酸銨通過孔徑擴(kuò)散反應(yīng)，強(qiáng)化內(nèi)部傳質(zhì) 過程，提尚反應(yīng)效率。
[0005] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種基于石墨烯提高2-甲基氨基硫 脲收率的合成方法，包括以下步驟：向1000ml的四口燒瓶中加入300g40%質(zhì)量濃度的甲基 肼水溶液，然后邊攪拌邊加入占甲基肼溶液質(zhì)量1.6-5%的石墨烯，再向混合溶液中加入 220g硫氰酸銨(硫氰酸銨溶于甲基肼溶液為吸熱過程，此時溶液溫度降至-10°C左右），加畢 后緩慢升溫至0-80 °C，保溫0_60min，負(fù)壓0.02-0.08MPa下升溫蒸水，每分鐘升溫5°C，溫度 升至100-110 °C析晶，析晶后常壓緩慢加入自來水500ml，升溫至90 °C后熱抽濾，過濾后得到 的石墨烯，20°C-5(TC在烘箱中烘干并套用至下一批重復(fù)使用，濾液降至30°C后抽濾，濕品 硫脲于烘箱中80-100°C烘干得到干品2-甲基氨基硫脲。
[0006] 具體地，所述石墨稀按照改進(jìn)后的Hummers方法合成，控制石墨稀的片層厚度為 0 · 5nm~2nm，石墨稀微觀結(jié)構(gòu)為三維自堆疊形態(tài)，孔徑尺寸為200nm~240nm。
[0007] 具體地，所述石墨烯加入量為甲基肼溶液質(zhì)量的3.6%。
[0008] 具體地，加入220g硫氰酸銨后緩慢升溫至40°C，保溫30min，負(fù)壓0.07MPa下升溫蒸 水。
[0009] 本發(fā)明具有以下有益效果:基于石墨稀超高比表面積(2630m2/g)、結(jié)構(gòu)穩(wěn)定(全碳 結(jié)構(gòu)）、超大的孔徑(200nm~240nm)、高吸附容量、能循環(huán)使用等特性，硫氰酸銨和甲基肼在 石墨烯的孔徑內(nèi)完美結(jié)合反應(yīng)，避免了原工藝在前期蒸餾水的過程中甲基肼的流失，即使 沒有反應(yīng)的硫氰酸銨和甲基肼也能包裹在石墨烯的孔徑內(nèi)，使兩者反應(yīng)更加徹底，反應(yīng)收 率大幅，可提高至91%，大大降低了生產(chǎn)成本，而且加入的石墨烯能夠循環(huán)使用次數(shù)不低于 50次。
【具體實(shí)施方式】
[0010]以下是本發(fā)明的具體實(shí)施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做進(jìn)一步描述，但是本發(fā)明的 保護(hù)范圍并不限于這些實(shí)施例。凡是不背離本發(fā)明構(gòu)思的改變或等同替代均包括在本發(fā)明 的保護(hù)范圍之內(nèi)。
[0011] 實(shí)施例1:
[0012]向1000ml的四口燒瓶中加入300g40%濃度的甲基肼溶液，再向溶液中加入220g硫 氰酸銨，負(fù)壓〇.〇7MPa下開始緩慢升溫，溫度每分鐘升5°C，溫度升至110°C析晶，然后常壓緩 慢加入500ml自來水，升溫至90°C后降溫至30°C后抽濾，濕品硫脲烘箱中100°C烘干得到干 品硫脈。
[0014] 實(shí)施例2:
[0015]向1000ml的四口燒瓶中加入300g40%濃度的甲基肼溶液，分別加入5g、7g、10.8g、 12g、15g石墨烯，再向溶液中加入220g硫氰酸銨，負(fù)壓0.02-0.08MPa下開始緩慢升溫，溫度 每分鐘升5°C，溫度升至110°C析晶，然后常壓緩慢加入自來水500ml，升溫至90°C后熱抽濾， 過濾后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重復(fù)使用。濾液降至30°C后 抽濾，濕品硫脲烘箱中l(wèi)〇〇°C烘干得到干品硫脲。
[0016]實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
[0018] 實(shí)施例3:
[0019]向1000ml的四口燒瓶中加入300g40 %濃度的甲基肼溶液，然后邊攪拌邊加入 10.8g石墨烯，加畢后緩慢升溫分別控制溫度為0 °C、20 °C、40 °C、60 °C、80 °C，保溫30min，再 向混合溶液中加入220g硫氰酸銨，負(fù)壓0.07MPa下開始緩慢升溫，溫度每分鐘升5°C，溫度升 至110°C析晶，然后常壓緩慢加入自來水500ml，升溫至90°C后熱抽濾，過濾后得到的石墨 烯，20°C-5(TC在烘箱中烘干并套用至下一批重復(fù)使用。濾液降至30°C后抽濾，濕品硫脲烘 箱中100°C烘干得到干品硫脲。
[0020] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
[0022] 實(shí)施例4:
[0023]向1000ml的四口燒瓶中加入300g40 %濃度的甲基肼溶液，然后邊攪拌邊加入 10.8g石墨烯，再向混合溶液中加入220g硫氰酸銨，加畢后緩慢升溫至40°C開始保溫，保溫 時間分別控制〇111；[11、15111；[11、30111；[11、45111；[11、60111；[11，保畢后負(fù)壓0.0710^下開始緩慢升溫，溫度 每分鐘升5°C，溫度升至110°C析晶，然后常壓緩慢加入自來水500ml，升溫至90°C后熱抽濾， 過濾后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重復(fù)使用。濾液降至30°C后 抽濾，濕品硫脲烘箱中80°C烘干得到干品硫脲。
[0024] 實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下：
[0027] 通過上述實(shí)施例可知，加入石墨稀后2-甲基氣基硫脈的收率明顯提尚。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于，包括以下步驟： 向1000 ml的四口燒瓶中加入300g40 %質(zhì)量濃度的甲基肼水溶液，然后邊攪拌邊加入占甲基 肼溶液質(zhì)量1.6-5%的石墨烯，再向混合溶液中加入220g硫氰酸銨，加畢后緩慢升溫至0-80 °C，保溫0_60min，負(fù)壓0.02-0.081〇^下升溫蒸水，每分鐘升溫5°(：，溫度升至100-110°(：析 晶，析晶后常壓緩慢加入自來水500ml，升溫至90°C后熱抽濾，過濾后得到的石墨烯，20°C-50°C在烘箱中烘干并套用至下一批重復(fù)使用，濾液降至30°C后抽濾，濕品硫脲于烘箱中80-100°C烘干得到干品2-甲基氨基硫脲。2. 如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 所述石墨稀按照改進(jìn)后的Hmnmers方法合成，控制石墨稀的片層厚度為0.5nm~2nm，石墨稀 微觀結(jié)構(gòu)為三維自堆疊形態(tài)，孔徑尺寸為200nm~240nm〇3. 如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 所述石墨烯加入量為甲基肼溶液質(zhì)量的3.6%。4. 如權(quán)利要求1所述的基于石墨烯提高2-甲基氨基硫脲收率的合成方法，其特征在于， 加入220g硫氰酸銨后緩慢升溫至40°C，保溫30min，負(fù)壓0.07MPa下升溫蒸水。
【文檔編號】C07C337/06GK105884668SQ201610257514
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月22日
【發(fā)明人】魏成飛, 曲良體, 鄭庚修, 牟應(yīng)科
【申請人】山東匯海醫(yī)藥化工有限公司