[发明专利]一种用于1-苄基-3-哌啶醇的废水处理方法

说明书

公开了一种废水处理方法，废水含有3‑羟基吡啶氯化苄季铵盐，使用废水处理材料通过可见光催化法对废水进行光照降解，其中，该废水处理材料由MoS₂/N掺杂石墨烯和聚噻吩通过水热法制备。该废水处理方法有利于提高光催化反应效率。

技术领域

本发明属于有机废水处理技术领域；具体地，涉及一种用于1-苄基-3-哌啶醇的废水处理方法。

背景技术

1-苄基-3-哌啶醇是贝尼地平(Benidipine)的关键中间体，后者可由其通过一步酯化反应得到。贝尼地平具有降低血压、抗心绞痛、保护肾脏的功效，此外，贝尼地平对骨骼代谢也具有一定影响。贝尼地平是第二代二氢吡啶类钙拮抗药物，作用效果强于硝苯地平、氨氯地平，对血管具有良好的保护功能。在合成过程中，所使用的中间体1-苄基-3-哌啶醇为(R)-1-苄基-3-哌啶醇。

在1-苄基-3-哌啶醇的合成路径中，有一条工艺路线为：以3-羟基吡啶为原料，先通过季铵化反应得到3-羟基吡啶季铵盐；后者进一步还原得到1-苄基-3-哌啶醇。

3-羟基吡啶季铵盐的具体操作步骤如下：将乙腈加入反应釜中，搅拌下加入3-羟基吡啶，加入完毕，缓慢加入氯化苄，加热至82℃回流反应，回流反应4h后，HPLC中控，3-羟基吡啶的残留量在1.0％以下，停止反应，降温析晶，降温至20℃，保温搅拌1h后，抽滤，滤饼备用。将得到的3-羟基吡啶季铵盐加入乙腈中，加热至80℃，搅拌30min后，降温析晶，降温至20℃，保温搅拌1h后，抽滤，滤饼烘干备用，烘料温度为50℃。

随后，将3-羟基吡啶季铵盐与硼氢化钠氢氧化钠溶液反应，反应温度不超过80℃，保温反应4h后取样中控，检测3-羟基吡啶季铵盐在0.5％以下，降温至10℃左右，缓慢滴加冰醋酸猝灭反应。然后自然升温搅拌30min后，加热至50℃保温搅拌30min，然后降温至室温，加入乙酸乙酯萃取，分相。乙酸乙酯相待浓缩；水相加入氢氧化钠溶液调pH＝8左右，再加入乙酸乙酯萃取两次，合并有机相，减压浓缩乙酸乙酯得到粗品。

在上述工艺路线中，不可避免地会产生含有3-羟基吡啶及其季铵盐等吡啶衍生物的有机废水。这类有机废水存在神经毒害作用，同时对微生物呈强烈抑制作用，且难于被空气氧化，在水体中难以降解，不仅造成了环境污染，而且对生物安全造成了较大影响。因此，如何以简单、经济、环保的方式降解有机废水中的多种有害有机污染物引起了极大的科学兴趣。

通常来说，这类有机废水的处理方法主要分为物理法、生物法和化学法三大类。物理法是利用物理特性去除有机废水中的吡啶及其衍生物；又细分为吸附法、精馏法和焚烧法。生物法是利用微生物将有机废水中的吡啶及其衍生物转化为简单的无机物或者被微生物代谢或吸附；又细分为厌氧法、缺氧法和好氧法。化学法是利用化学试剂与有机废水中的吡啶及其衍生物发生化学反应，达到去除污染物的目的；又细分为化学氧化法和化学沉淀法。在化学氧化法中，又可分为电催化氧化法、微电解法、芬顿氧化法和光催化氧化法。

这其中，光催化氧化法是利用半导体材料作为催化剂对水体中吡啶及其衍生物进行氧化降解的方法。除了催化剂之外，还以O₂或H₂O₂作为氧化剂，在光照(自然光或者紫外光)条件下，必要时可以加以超声、电磁场等辅助提高氧化能力。半导体材料可以促进O₂或H₂O₂产生羟基自由基(OH)，再利用羟基自由基进一步使得C-C和C-N共价键断裂，最终达到完全矿化的过程。