高纯乙酸钾的制备方法与流程

1.本发明涉及无机盐技术领域，具体涉及高纯乙酸钾的制备方法。


背景技术：

2.乙酸钾，化学式为ch3cook，为白色粉末状，易吸潮，有咸味，低毒，可燃，是一种有机物。其溶液对石蕊显碱性，对酚酞不显碱性。常规用作分析试剂，调节ph值；也可用于用作干燥剂，制造透明玻璃。还用于医药工业中作为青霉菌培养基，在可的松醋酸酯、氢化泼尼桦醋酸酯、地塞米松醋酸酯、倍他美松、肤轻松醋酸酯等生产中，都要用乙酸钾作原料。工业可用作缓冲剂、利尿药、织物和纸的柔软剂、催化剂等。在医药工业上用于制备补钾药物制剂，其中药用高纯试剂要求更高，目前国内以进口试剂为主。
3.常规生产乙酸钾采用乙酸和氢氧化钾或者乙酸与碳酸钾进行反应而得，然后对体系进行净化、活性炭脱色、过滤、蒸发、干燥获得乙酸钾。单纯反应结晶产品这种方法流水线操作，用工成本高。cn201510768782.8公布了一种加热条件下将优级纯氢氧化钾溶于无水乙醇中，滴加适量的药用冰醋酸，滴加完毕后，停止加热，密封，室温下静置过夜，析出片状晶体，过滤，过滤的滤饼用乙醇洗涤，将片状晶体置于烘箱中干燥后即得到药用醋酸钾成品，目前乙酸钾的纯化精制主要通过重结晶，但是重结晶后乙酸钾中主要为乙酸钠杂质掺杂，杂质离子含量不好控制。目前在售乙酸钾产品质量标准(hg3-1097-77)见下表1：
4.表1乙酸钾产品质量标准
[0005][0006][0007]
由此可见，目前在售的乙酸钾中杂质离子主要为钠离子，其中检测纯化原料含有部分乙酸钠，如何进一步去除钠离子获得高纯乙酸钾，甚至医药级乙酸钾是本发明要解决的技术问题。


技术实现要素：

[0008]
为了解决上述技术问题，而提供高纯乙酸钾的制备方法。通过本发明方法精制提纯后可以使得化学纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.02wt％以下，可以使得分析纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.01wt％以下，适用于生物技术领域。
[0009]
为了达到以上目的，本发明通过以下技术方案实现：
[0010]
高纯乙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
[0011]
(1)将纯度至少为85wt％的乙酸钾溶于水中配制得到乙酸钾饱和溶液；
[0012]
(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与醇类溶剂的混合溶剂，所述无水乙醚与所述醇类溶剂的体积比为4-5:1；
[0013]
(3)将所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂从t型的微通道连续流反应器的两端泵入后以对流的方式进行混合，通过微通道对流，增加混合动能使得物料充分接触混合，提高萃取接触，混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对所述下层清液进行加热浓缩，同时打浆然后获得固体；最后采用无水乙醚洗涤所述固体，干燥后制得高纯乙酸钾。
[0014]
进一步地，所述醇类溶剂为无水乙醇和/或无水甲醇；优选所述醇类溶剂为无水乙醇，无水乙醇含量为99.7％，蒸发残渣≤0.001％，不另外引入其他杂质离子。
[0015]
进一步地，控制所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂进入所述微通道连续流反应器中的流量，使得所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂在所述微通道连续流反应器中混合的体积比为2-3:1。
[0016]
进一步地，所述微通道连续流反应器的管径为0.5-1mm、特征尺寸为至少2000μm；在所述微通道连续流反应器中混合的温度为20-50℃。
[0017]
进一步地，所述加热浓缩的温度为70-80℃；加入无水乙醇进行所述打浆，使物料体积量在无水乙醇中的体积浓度为30-35％，打浆4-6h后加热浓缩获得固体，打浆可提高产品纯度。
[0018]
进一步地，所述洗涤使用的所述无水乙醚的体积量是物料总体积量的1-1.5倍；所述洗涤后的干燥温度为70-80℃。
[0019]
进一步地，还包括将所述无水乙醚与所述醇类溶剂通过反萃取工序进行回收。
[0020]
有益技术效果：
[0021]
本发明通过微通道连续流反应器以对流方式可使原料乙酸钾饱和溶液与萃取剂(乙醚与乙醇的混合溶剂)进行高效混合发生萃取反应，由于乙酸钾溶于水及乙醇等醇类、但不溶于乙醚，而乙酸钠溶于水和乙醚、但微溶于乙醇，因此通过微通道的高效混合萃取，可以使得钠离子含量更进一步下降，获得高纯乙酸钾；通过本发明方法精制提纯后可以使得化学纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.02wt％以下，可以使得分析纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.01wt％以下，适用于生物技术领域。
附图说明
[0022]
图1为本发明高纯乙酸钾的制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0023]
下面将结合本发明的实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0024]
除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的数值不限制本发明的范围。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法应当被视为说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。
[0025]
以下实施例中未注明具体条件的实验方法，通常按照国家标准测定；若没有相应的国家标准，则按照通用的国际标准、或相关企业提出的标准要求进行。除非另有说明，否则所有的份数为重量份，所有的百分比为重量百分比。
[0026]
实施例1
[0027]
高纯乙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
[0028]
(1)将纯度为85wt％的乙酸钾(化学纯)溶于去离子水中配制得到饱和kac溶液；
[0029]
(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的混合溶剂，无水乙醚与无水乙醇的体积比为4.5:1；
[0030]
(3)将所述kac溶液与所述萃取剂从t型的微通道连续流反应器两端的进料泵泵入后以对流的方式进行混合，混合的温度为30℃，所述微通道连续流反应器的管径为1mm、特征尺寸为2500μm，控制所述kac溶液与所述萃取剂进入所述微通道连续流反应器中的流量，使得所述kac溶液与所述萃取剂在所述微通道连续流反应器中混合的体积比为3:1；
[0031]
混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对所述下层清液在70℃下加热浓缩，同时加入无水乙醇进行打浆，使得物料体积量在无水乙醇中的体积浓度为30％，打浆5h后加热浓缩获得固体，最后采用物料总体积量1倍的无水乙醚洗涤该固体，在70℃下低温干燥后制得高纯kac。
[0032]
实施例2
[0033]
高纯乙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
[0034]
(1)将纯度为85wt％的乙酸钾(化学纯)溶于去离子水中配制得到饱和kac溶液；
[0035]
(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的混合溶剂，无水乙醚与无水乙醇的体积比为4:1；
[0036]
(3)将所述kac溶液与所述萃取剂从t型的微通道连续流反应器两端的两端进料泵泵入后以对流的方式进行混合，混合的温度为23℃，所述微通道连续流反应器的管径为1mm、特征尺寸为2500μm，控制所述kac溶液与所述萃取剂进入所述微通道连续流反应器中的流量，使得所述kac溶液与所述萃取剂在所述微通道连续流反应器中混合的体积比为2.5:1；
[0037]
混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对所述下层清液在75℃下加热浓缩，同时加入无水乙醇进行打浆，使得总物料体积量在无水乙醇中的浓度为35％，打浆4h后加热浓缩获得固体，最后采用物料总体积量1.2倍的无水乙醚洗涤该固体，
在80℃下低温干燥后制得高纯kac。
[0038]
实施例3
[0039]
高纯乙酸钾的制备方法，包括如下步骤：
[0040]
(1)将纯度为92wt％的乙酸钾(分析纯)溶于去离子水中配制得到饱和kac溶液；
[0041]
(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的混合溶剂，无水乙醚与无水乙醇的体积比为5:1；
[0042]
(3)将所述kac溶液与所述萃取剂从t型的微通道连续流反应器两端的进料泵泵入后以对流的方式进行混合，混合的温度为50℃，所述微通道连续流反应器的管径为1mm、特征尺寸为2500μm，控制所述kac溶液与所述萃取剂进入所述微通道连续流反应器中的流量，使得所述kac溶液与所述萃取剂在所述微通道连续流反应器中混合的体积比为2:1；
[0043]
混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对所述下层清液在80℃下加热浓缩，同时加入无水乙醇进行打浆，使得总物料体积量在无水乙醇中的浓度为30％，打浆6h后加热浓缩获得固体，最后采用物料总体积量1.5倍的无水乙醚洗涤该固体，在75℃下低温干燥后制得高纯kac。
[0044]
对比例1
[0045]
本对比例精制kac的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，所述萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的混合溶剂，无水乙醚与无水乙醇的体积比为3:1。
[0046]
对比例2
[0047]
本对比例精制kac的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，所述萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的混合溶剂，无水乙醚与无水乙醇的体积比为6:1。
[0048]
对比例3
[0049]
本对比例精制kac的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，混合的过程不采用微通道连续流反应器，而是采用常规机械搅拌混合，搅拌速度为2000rpm，搅拌混合时间为6h。
[0050]
对比例4
[0051]
本对比例精制kac的制备方法与实施例1相同，不同之处在于，加热浓缩的过程中不加入无水乙醇打浆，而是加热浓缩至获得固体。
[0052]
对以上得到的kac产品进行纯度以及钠离子含量检测，以icp-ms检测钠离子含量。
[0053]
结果见表2。
[0054]
表2实施例及对比例产品指标
[0055][0056]
[0057]
由表2可知将对比例1与对比例2与实施例1相比，采用萃取剂为无水乙醚与无水乙醇的体积比为4-5:1的混合溶剂可以有效萃取饱和乙酸钾溶液中的乙酸钠；对比例3采用常规机械搅拌，不进行微通道萃取，对钠离子的减少没有明显有益效果；对比例4不加入无水乙醇打浆，则钠离子含量相较于实施例1的高。本发明方法可以使得原材料乙酸钾的中钠离子含量减少至少60％。通过本发明以对流的方式将饱和乙酸钾溶液与萃取剂(无水乙醚与无水乙醇的体积比为4-5:1)在微通道反应器中进行充分接触混合，可以使得原料中的乙酸钠充分溶于乙醚中，乙酸钾则溶于无水乙醇中，分层取得下层清液后，进一步加入无水乙醇进行加热浓缩、打浆，加热浓缩后结晶获得固体，该固体成分中可能还含有少量乙酸钠，则进一步加入无水乙醚洗涤产品中残留的乙酸钠，低温干燥后即得到高纯乙酸钾。通过本发明的精制提纯方法可使得化学纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.02wt％以下，可以使得分析纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.01wt％以下，适用于生物技术领域。
[0058]
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将纯度至少为85wt％的乙酸钾溶于水中配制得到乙酸钾饱和溶液；(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与醇类溶剂的混合溶剂，所述无水乙醚与所述醇类溶剂的体积比为4-5:1；(3)将所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂从t型的微通道连续流反应器的两端泵入后以对流的方式进行混合，混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对所述下层清液进行加热浓缩，同时打浆，然后获得固体；最后采用无水乙醚洗涤所述固体，干燥后制得高纯乙酸钾，所述高纯乙酸钾。2.根据权利要求1所述的高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，无水乙醇和/或无水甲醇。3.根据权利要求1所述的高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，控制所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂进入所述微通道连续流反应器中的流量，使得所述乙酸钾饱和溶液与所述萃取剂在所述微通道连续流反应器中混合的体积比为2-3:1。4.根据权利要求1所述的高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，所述微通道连续流反应器的管径为0.5-1mm、特征尺寸为至少2000μm；在所述微通道连续流反应器中混合的温度为20-50℃。5.根据权利要求1所述的高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，所述加热浓缩的温度为70-80℃；加入无水乙醇进行所述打浆，使物料体积量在无水乙醇中的体积浓度为30-35％，打浆4-6h后加热浓缩获得固体。6.根据权利要求1所述的高纯乙酸钾的制备方法，其特征在于，所述洗涤使用的所述无水乙醚的体积量是物料总体积量的1-1.5倍；所述洗涤后的干燥温度为70-80℃。

技术总结
本发明涉及高纯乙酸钾的制备方法，包括如下步骤：(1)将纯度至少为85wt％的乙酸钾溶于水中配制得到乙酸钾饱和溶液；(2)配制萃取剂，所述萃取剂为无水乙醚与醇类溶剂的混合溶剂，无水乙醚与醇类溶剂体积比为4-5:1；(3)将乙酸钾饱和溶液与萃取剂从T型的微通道连续流反应器的两端泵入后以对流的方式进行混合，混合后从出口流出进入澄清设备静置分液，取得下层清液；对下层清液进行加热浓缩，同时打浆；最后采用无水乙醚洗涤制得高纯乙酸钾；通过本发明方法可使化学纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.02wt％以下，可使分析纯乙酸钾的纯度提高到99wt％以上、钠离子含量减少至0.01wt％以下。至0.01wt％以下。至0.01wt％以下。


技术研发人员：夏晓晗 王刚 贾自自 吕文华
受保护的技术使用者：国药集团化学试剂有限公司
技术研发日：2023.04.06
技术公布日：2023/9/14