提纯异喹啉的方法 本发明是关于一种用结晶提纯异喹啉的方法。
异喹啉是制造药物和敏化染料的重要基础材料。此外，异喹啉还可用作溶剂和萃取剂。室温下，纯的异喹啉形成一种熔点为26.5℃的无色晶体，在常压下，其沸点为243.25℃。
众所周知，通过蒸馏制备烟煤煤焦油可以得到异喹啉，烟煤煤焦油中含有浓度约为0.06重％的异喹啉。从烟煤煤焦油得到异喹啉的合适的方法在H.-G.Frank和G.Collin，“Bituminous Coal tar”(烟煤煤焦油)，Springer-Verlag，Berlin，60-64页，1968年中进行了描述。起始原料通常是沸程约为240-245℃的甲基萘馏分，这种甲基萘馏分直接从连续的原焦油蒸馏过程中萃取出来，或者从吸收油的制备过程中得到。从这种原料，通过用硫酸萃取的方法，然后，再将其中的硫酸与氢氧化铵反应，可以得到粗喹啉。粗喹啉约含有55重％的喹啉(沸点为237.1℃)、13重％的异喹啉(沸点为243.2℃)和8重％的2-甲基喹啉沸点247.6℃。对粗喹啉蒸馏可以得到各种馏分，包括富含异喹啉的馏分。这种富含异喹啉的馏分中异喹啉的含量约为70重％(简称“异喹啉70”)。通过分馏，用这种原料可以得到纯度达95％的异喹啉。由于共沸物限制了异喹啉的质量，通过蒸馏的方法不能获得更高的异喹啉的质量。人们还知道，用结晶的方法进一步提纯馏出物可使纯度达到99.9％。
从JP-01153679(化学文摘111：174007)可知，以三烷基氨基化合物(trialkylamios)作为溶剂，用多步结晶的方法，可以提纯异喹啉，使其纯度达到99.9％，收率达62％。这种方法的缺点是必须对异喹啉进行多步结晶。另外一个缺点是，这种方法必须使用溶剂，溶剂残余必须从结晶后得到地最终产物中除去。
JP-02049770(化学文摘113：6184)提出了一种提纯异喹啉的方法，在该方法中，从烟煤煤焦油制备过程中得到的纯度为90％的异喹啉先与作为溶剂的粗苯混合，冷却至-20℃，并在21℃用己烷洗涤得到的晶体。用该方法得到的异喹啉的收率为46％，纯度为99.6％。该方法的缺点也是在结晶过程中使用了溶剂，其残余物必须从最终产物中除去。
JP-03034970(化学文摘114：247160)公开了一种提纯异喹啉的方法，在该方法中，将纯度至少为90％的异喹啉与溶于乙醇的氯化铜(II)反应，得到相应的铜配合物。从母液中分离出铜配合物，用乙醇洗涤并用碱金属氢氧化物的水溶液处理，用苯萃取，然后蒸馏出有机相，可以从铜络合物中得到纯度99.8％的异喹啉。这种方法也包括了很多昂贵繁琐的步骤，因而，不适合大规模生产纯的异喹啉。
本发明的目的是创立一种改进的提纯异喹啉的方法，在该方法中，以处理烟煤煤焦油得到的纯度至少为85％的异喹啉为基础，通过对异喹啉进一步结晶，可以得到纯度至少为97％的异喹啉。特别是结晶过程可以在不使用溶剂的情况下完成。
在一种异喹啉馏分中，控制喹啉含量至高为约1重％、2-甲基喹啉含量至高为约8重％，然后将异喹啉馏分进行结晶可以达到本发明的目的。
根据本发明，已经证实，当起始原料含有小于约1重％的喹啉和小于约8重％的2-甲基喹啉时，特别有利于进行异喹啉的结晶。这种结论并不是显而易见的，因为基于上述杂质的熔点(喹啉的凝固点为-14.2℃，2-甲基喹啉的凝固点为-1℃)，预期往往会得到相反的结果。
采用本发明的方法，通过一个单一的步骤，可以使一种具有相对较小杂质量(纯度大于85％)的异喹啉生成一种纯化的异喹啉(纯度大于97％)，这使其作为生产药物的起始材料成为可能。
在处理烟煤煤焦油的过程中，积累下来一种富含异喹啉的馏分，该馏分中异喹啉的含量约为70重％。将这种“异喹啉70”馏分分馏，达到约85-95重％的异喹啉含量。蒸馏优选在装有一个蒸馏柱，特别是填充蒸馏柱的设备中进行。所述蒸馏可在常压下进行。优选在柱头压力为100-300毫巴，特别是120-180毫巴下进行。已经证实，柱头压力为约150毫巴是最合适的。所述蒸馏优选在柱头温度为165-180℃，特别是170-175℃下进行。可以任意选择回流比，但是，已经证实约1∶20的回流比是特别适合的。
蒸馏完成之后，用合适的方法，如色谱法，特别是气相色谱法测定得到的馏分的组成。通常情况下，组成馏出物的馏分的主要部分(相对于起始原料的总量为约40-50重％)中异喹啉的含量大约为95重％。相对于起始原料的总量，只有2-4重％的馏分具有超过95重％的异喹啉含量。
可用于本发明的结晶过程的起始原料可以采用如下方法制备：将蒸馏“异喹啉70”得到的各种馏分混合，使混合物中喹啉含量最高为1重％，2-甲基喹啉含量最高为8重％。一般情况下，相对于起始原料的量，符合这些条件的混合馏分的量，约为15-20重％。因此，这些混合馏分中喹啉的平均含量大约为0.5重％，2-甲基喹啉的平均含量大约为4-5重％。
结晶可以采用标准的结晶方法，特别是悬浮结晶法。悬浮结晶法可以包括将母液进行离心和/或部分熔融。优选情况下，用离心母液的方法完成悬浮结晶。
还可以在悬浮液中加入一种稀释剂，如甲苯或芳烃(arsol)如芳烃VE。芳烃VE是一种轻质芳烃混合物，它含有苯、甲苯和二甲苯作为其主要组分。通常情况下，可省去加入稀释剂的步骤，因为稀释剂的加入需要另外的蒸馏，以分离出最终产物中的溶剂残余物。本发明方法的一个突出的优点就是在不加稀释剂的情况下能达到非常高的收率。
根据本发明一个优选的具体实施方案，首先，将分馏得到的混合异喹啉馏分在一个适合的容器中，特别是在一个双夹套容器中冷却，直至在5～18℃，特别是11～14℃进行结晶，在这个温度下搅拌0.5至3小时，例如，大约1小时。接下来，在一个预先冷却的离心机中，将结晶糊状物进行快速离心。得到的异喹啉具有大于97重％的平均含量。
下面的实施例对本发明的方法做了更加详细的说明。表1-5中所有百分数均指重量百分数。实施例1
通过蒸馏“异喹啉70”生产“异喹啉90”。
在柱头压力为150毫巴，柱头温度为170-175℃和回流比为1∶20的条件下，用一个2米实验用蒸馏柱(填充柱)分馏提纯“异喹啉70”。在蒸馏过程中得到的异喹啉最高含量为97.4重％。“异喹啉95”的收率相对于进料量为41.9％，或者，相对于进料中的异喹啉为57.8％。
在蒸馏过程中得到了表1中列出的各种馏分。表1及下面各表中的缩写词“LBC”、“NIP”和“HBC”分别代表低沸点化合物，不可识别的峰和高沸点化合物。
表1“异喹啉70”的蒸馏 LBC ％ 喹啉 ％ 异喹啉 ％ NIP ％ 2-甲基 喹啉％ 8-甲基 喹啉％ 3-甲基 喹啉 4-甲基 喹啉％ HBC ％ 原料 1.50 10.05 72.40 1.30 11.27 3.26 0.06 0.04 0.12 馏分 1 100.0 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 2 48.01 41.88 8.87 0.71 0.06 0.43 0.01 0.00 0.03 3 1.26 72.14 24.09 1.24 0.14 1.04 0.00 0.00 0.09 4 0.30 63.92 34.34 0.81 0.07 0.56 0.00 0.00 0.00 5 0.34 58.38 37.97 1.48 0.09 1.63 0.00 0.00 0.11 6 0.18 36.88 59.20 1.47 0.12 2.00 0.00 0.00 0.15 7 0.12 26.73 69.53 1.40 0.20 1.90 0.00 0.00 0.12 8 0.09 16.34 79.96 1.53 0.17 1.76 0.00 0.00 0.15 9 0.09 13.12 83.11 1.57 0.27 1.72 0.00 0.00 0.12 10 0.01 6.25 90.88 1.28 0.23 1.34 0.00 0.00 0.01 11 0.07 5.30 91.29 1.50 0.32 1.42 0.00 0.00 0.10 12 0.08 2.75 94.32 1.26 0.28 1.19 0.00 0.00 0.12 13 0.04 1.38 95.79 1.18 0.40 1.16 0.00 0.00 0.05 14 0.10 0.25 97.41 0.86 0.36 0.94 0.00 0.00 0.08 15 0.14 0.53 96.44 1.30 0.53 0.71 0.00 0.00 0.35 16 0.54 0.23 96.45 1.29 0.53 0.88 0.00 0.00 0.08 17 0.71 0.12 96.07 1.19 0.86 1.00 0.00 0.00 0.05 18 1.68 0.08 95.22 1.09 0.85 0.99 0.00 0.00 0.09 19 1.47 0.02 95.09 1.40 0.94 1.04 0.00 0.00 0.04 20 2.28 0.03 94.23 1.22 1.04 1.18 0.00 0.00 0.02 21 1.87 0.02 93.58 1.27 1.75 1.48 0.00 0.00 0.03 22 2.07 0.00 94.29 0.40 1.63 1.59 0.00 0.00 0.02 23 2.71 0.00 91.59 0.40 2.93 2.35 0.00 0.00 0.02 24 0.56 0.00 90.52 0.63 4.59 3.67 0.00 0.00 0.03 蒸馏 残余物 0.88 0.06 17.38 1.88 65.75 12.88 0.47 0.27 0.43实施例2异喹啉的结晶
将实施例得到的含量为91.8重％的一种异喹啉馏分(其组成在表2中给出)在一个双夹套容器中冷却至13℃进行结晶，并且在此温度下缓慢搅拌1小时。然后，在一个预先冷却的离心机中将结晶糊状物进行快速离心(离心液52.2重％，离心物质43.1重％)。结果表明离心物质中异喹啉含量为97.83重％。提纯后的异喹啉的收率相对于原料为43.1％，相对于原料中的异喹啉为45.9％。离心物质其余组成示于表2中。
表2 原料％ 离心物质％ LBC 0.43 酚类 0.05 甲苯胺 0.03 二甲苯胺 0.01 喹啉 0.69 0.05 异喹啉 91.80 97.83 NIP 1.67 0.41 2-甲基喹啉 4.08 1.30 8-甲基喹啉 1.29 0.32 3-甲基异喹啉 0.04 HBC 合计 100 100实施例3异喹啉的结晶
将实施例1得到的含量为88.12重％的一种异喹啉馏分(其组成在表3中给出)在一个双夹套容器中冷却至12℃进行结晶，并且，在此温度下缓慢搅拌1小时。然后，在一个预先冷却的离心机中将结晶糊状物进行快速离心(离心液49.9重％，离心物质47.2重％)。结果表明离心物质的纯度为97.35％。提纯后的异喹啉的收率相对于原料为47.2％，相对于原料中的异喹啉为52.1％。离心物质其余组成示于表3中。
表3 原料％ 离心物质％ LBC 酚类 甲苯胺 0.41 0.07 二甲苯胺 喹啉 0.33 0.18 异喹啉 88.12 97.35 NIP 1.34 0.38 2-甲基喹啉 7.15 1.50 8-甲基喹啉 2.65 0.52 3-甲基异喹啉 HBC 合计 100 100实施例4
加入稀释剂情况下异喹啉的结晶。
将实施例1得到的含量为91.80重％的一种异喹啉馏分(其组成在表4中给出)与相对于异喹啉馏分为10重％的芳烃VE稀释剂混合，并且在一个双夹套容器中冷却至4℃进行结晶，然后，在此温度下缓慢搅拌1小时。再在一个预先冷却的离心机中将结晶糊状物进行快速离心(离心液70.1重％，离心物质29.6重％)。结果表明，离心物质的纯度为96.21％。提纯后异喹啉的收率相对于原料为29.6％，相对于原料中的异喹啉为34.13％。离心物质其余组成示于表4中。
表4 原料％ 离心物质％ LBC 0.43 1.98 酚类 0.05 甲苯胺 0.04 二甲苯胺 0.02 喹啉 0.69 0.05 异喹啉 91.80 96.21 NIP 1.67 0.34 2-甲基喹啉 4.08 1.05 8-甲基喹啉 1.29 0.26 3-甲基异喹啉 0.04 HBC 合计 100 100实施例5(对比例)
富含喹啉的异喹啉的结晶。
将实施例1得到的含量为86.9重％，喹啉含量为6.03重％的异喹啉馏分(其余组成在表5中给出)在一个双夹套容器中冷却至13℃进行结晶。并且，在此温度下缓慢搅拌1小时。然后，在一个预先冷却的离心机中将结晶糊状物进行快速离心(离心液53重％，离心物质46.7重％)。提纯后异喹啉的收率相对于原料为46.7％，相对于原料中异喹啉为51.2％。得到的离心物质的纯度为95.29％，离心物质中其余组成示于表5中。
表5 原料％ 离心物质％ LBC 0.02 酚类 0.10 0.01 甲苯胺 0.38 0.07 二甲苯胺 0.03 0.02 喹啉 6.03 3.13 异喹啉 86.90 95.29 NIP 1.32 0.36 2-甲基喹啉 3.19 0.72 8-甲基喹啉 1.95 0.40 3-甲基异喹啉 HBC 0.08 合计 100 100