[发明专利]戊二胺癸二酸盐及其晶体

说明书

本发明公开了戊二胺癸二酸盐及其晶体，及其制备方法。所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐。其晶体结构为C₁₁H₂₄N₂O₄，单斜晶系，C2空间群，β＝92.394(2)°，晶胞体积晶胞内最小不对称单元数Z＝2。所述制备方法包括：从含有溶解的戊二胺和癸二酸的溶液中结晶出戊二胺癸二酸盐，从所述溶液中分离出晶体，和干燥所分离的晶体。

技术领域

本发明属于结晶技术领域，具体地说，是涉及生物基尼龙510的单体戊二胺癸二酸盐，及其晶体结构、及其结晶粉末，以及其制备方法。

背景技术

聚酰胺由于具备良好的力学性能、耐热性、耐磨损性、耐化学腐蚀性、自润滑等优点位列五大工程塑料之首，广泛应用于航空领域、包装材料、纺织领域、家用电器、汽车零件制造以及医疗等领域。目前，主要品种为聚酰胺6和聚酰胺66。其中，聚酰胺6 的单体是结晶性粉末己内酰胺，聚酰胺66的单体是己二胺己二酸盐结晶体。聚酰胺6 和聚酰胺66均以石油为原料采用化学法生产。近几年，国内关于戊二胺的生物法制备技术日渐成熟(CN201610317272.3)，尤其是下游分离纯化技术的创新 (CN201420807159.X)使得戊二胺的生产成本大幅度下降，目前已经进入企业化推广应用阶段。尼龙510是由戊二胺和癸二酸在一定条件下聚合而成的，具有优良的力学性能。然而，关于尼龙510的聚合单体原料——戊二胺癸二酸结晶盐未见报道，而高品质高纯度的结晶单体盐是获得高性能尼龙510的关键因素。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种戊二胺与癸二酸等摩尔比的高纯度的戊二胺癸二酸盐及其晶体，并提供一种由戊二胺和癸二酸两组分化合物来生产戊二胺癸二酸结晶盐的制备工艺。本发明制得的戊二胺癸二酸结晶性盐，可以作为单体，直接用于尼龙510的聚合。聚合反应示意图如式III所示：

本发明意在提供一种生物基尼龙510材料的单体，戊二胺癸二酸盐，及其晶体结构，及其结晶粉末，以及制备方法。相对于传统的需要戊二胺和癸二酸两个组分才能进行的尼龙510聚合工艺，本发明提供的这种戊二胺癸二酸盐的产品，通过结晶方式获得，产品以戊二胺与癸二酸等摩尔比的晶体的方式呈现，可以直接用于聚合，在结构上具有稳定性，化学纯度高、颗粒性好，在运输、使用、储存及质量方面均有优势。

本发明采用的技术方案如下：

本发明公开了一种固体状态的戊二胺癸二酸盐，又称尸胺癸二酸盐，所述的戊二胺癸二酸盐是戊二胺二价阳离子与癸二酸二价阴离子以摩尔比为1∶1的方式结合而成的常温下呈现固体状态的盐，其分子结构如式I所示：

本发明还公开了一种戊二胺癸二酸盐的晶体，所述的分子式为C₁₅H₃₂N₂O₄，不含结晶水，分子结构式如式II所示：

本发明所得的戊二胺癸二酸盐的晶体结构的检测方法及仪器如下：

单晶X-ray衍射测定晶体结构与解析方法：取培养出的质量较好的戊二胺癸二酸盐单晶，切割成约0.11×0.30×0.32mm³大小的块状，经布鲁克APEX-II CCD衍射仪Mo Kα放射源(石墨单色器，)对样品进行照射，并收集衍射数据，衍射数据经 SAINT进行还原后用SHELXL-97软件直接法进行结构解析，并基于F²的全矩阵最小二乘法精修，所有的非氢原子通过各向异性精修。最终数据通过Mercury或Diamond软件作图。本发明所述的戊二胺癸二酸盐的晶体结构属于单斜晶系，C2空间群，晶胞参数为β＝92.394(2)°，晶胞体积晶胞内最小不对称单元数Z＝2，在其最小不对称单元中，含有1个戊二胺阳离子和1个癸二酸阴离子。