CN105254610A - 连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法,所述方法包括以下步骤:二氟胡椒环的有机溶剂溶液及正丁基锂的正己烷溶液分别由计量泵通入微通道反应器预冷模块进行预冷,然后进入第一混合模块进行反应,反应完毕,进入第二混合模块与N,N-二甲基甲酰胺反应,酸化、萃取、蒸馏得二氟胡椒醛。该方法反应时间短,操作简便安全,生产能耗低。
Description
技术领域
本发明涉及农药合成领域,具体涉及在连续流微通道反应器中制备二氟胡椒醛的方法。
背景技术
咯菌腈是先正达公司开发的新型非内吸性、高效、安全的杀菌剂,也是目前全球销量最大的种子处理剂之一,主要用于小麦、大麦、玉米、豌豆、油菜、水稻、观赏作物、硬果、蔬菜、葡萄和草坪等防治灰霉病、黑穗病、立斑病、颖枯病害。2014年全球销售额约3.5亿美元,市场前景广阔。
二氟胡椒醛是合成杀菌剂咯菌腈的关键中间体,也是一种重要的药物中间体,其合成工艺是制约咯菌腈生产成本的主要因素。
二氟胡椒醛的合成已有文献(CN103896906)报道,以二氟胡椒环为起始原料,经正丁基锂锂化,与N,N-二甲基甲酰胺反应后酸化得二氟胡椒醛,化学反应式如下:
该方法对反应体系温度控制要求过高,滴加正丁基锂时体系温度需控制在-75℃,反应操作过程复杂,反应时间达2h以上,体系能耗很大。
发明内容
本发明的要解决的技术问题针对现有技术的不足,提供一种反应时间短,操作简便安全,能耗低的生产二氟胡椒醛的方法。
二氟胡椒环在滴加正丁基锂拔氢锂化过程中,对反应体系的温度要求较高,需控温至-75℃以下,能耗很大;在反应釜搅拌过程中,传质传热效果差,反应时间长,长达2h以上。针对以上问题,我们采用了连续流微通道反应器对二氟胡椒醛的制备进行了工艺优化,大大缩短了反应时间,提高了体系反应温度,微通道反应器的内径小(0.5-10mm),传质传热效率远高于传统反应釜,适用于强放热反应。我们对不同连续流微反应器通道结构进行工艺验证,如心型结构、T型结构、Z型结构、球形结构或水滴状结构,取得了很好的效果。
本发明公开了一种连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)二氟胡椒环的有机溶剂溶液及正丁基锂的正己烷溶液分别由计量泵通入微通道反应器预冷模块在-78℃-0℃下进行预冷;二氟胡椒环与正丁基锂的摩尔比为1:1-1.5;二氟胡椒环的有机溶剂溶液中二氟胡椒环的质量分数为10-30%;正丁基锂的正己烷溶液的浓度为1.6-2.7M;二氟胡椒环的流速通过计量泵控制在10-120mL/min;正丁基锂溶液的流速通过计量泵控制在10-80mL/min;所述的有机溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、石油醚、环己烷或正己烷;
(2)预冷过程完成后,进入第一混合模块反应;该反应过程在第一混合模块中停留时间为1-30s,反应温度为-78℃-0℃;
(3)将第一混合模块的反应液及N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应;该反应过程在第二模块中停留时间为1-30s,反应温度为-20℃-0℃;二氟胡椒环与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1-1.2;
(4)将微通道反应器出口的流出液用浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取水层,有机层合并后,经无水硫酸钠干燥后,蒸去溶剂得产物二氟胡椒醛。
本发明公开了一种连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法,其优选方案包括以下步骤:
(1)二氟胡椒环的四氢呋喃溶液及正丁基锂的正己烷溶液分别由计量泵通入微通道反应器预冷模块在-20℃-0℃下进行预冷;二氟胡椒环与正丁基锂的摩尔比为1:1-1.2;二氟胡椒环的四氢呋喃溶液中二氟胡椒环的质量分数为15-25%;;正丁基锂的正己烷溶液的浓度为1.6-2.7M;二氟胡椒环的流速通过计量泵控制在20-80mL/min;正丁基锂溶液的流速通过计量泵控制在10-60mL/min;
(2)预冷过程完成后,进入第一混合模块反应;该反应过程在第一混合模块中停留时间为3-15s,反应温度为-20℃-0℃;
(3)将第一混合模块的反应液及N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应;该反应过程在第二混合模块中停留时间为3-15s,反应温度为-10℃-0℃;二氟胡椒环与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1-1.1;
(4)将微通道反应器出口的流出液用浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取水层,有机层合并后,经无水硫酸钠干燥后,蒸去溶剂得产物二氟胡椒醛。
本发明的有益效果主要体现在:
(1)本发明采用的连续流微通道反应器,反应时间从文献报道2小时以上缩短到到十几秒钟,显著提升了反应效率;
(2)微通道反应器中,反应体系的温度为-15℃~-5℃,文献采用反应温度-75℃,降低生产能耗,节约成本;
附图说明
图1连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的反应工艺流程图;
图2连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛装置图:1,4,7-原料储罐,2,5,8-进料泵,3,6,9-压力表,10-微反应器,11-换热介质,12-产物收集罐;
具体实施方式
按照图1的工艺流程图及图2的反应器装置图,(1)将原料二氟胡椒环的有机溶剂溶液和正丁基锂经计量泵,按照一定的比例注入连续流微反应器预冷模块中进行预冷(换热介质为导热油),整个过程通过压力表监视压力;(2)二氟胡椒环的有机溶剂溶液和正丁基锂经预冷后,进入连续流微通道反应器第一混合模块进行反应;(3)第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应;(4)将自微通道反应器出口的流出液用浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取水层,有机层合并后,经无水硫酸钠干燥后,蒸去溶剂得产物二氟胡椒醛。
以下结合实施例来进一步说明本发明,其目的是能更好的理解本发明的内容所体现本发明的实质性特点,因此所举之例不应视为对本发明保护范围的限制。
实施例1
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数15%)和正丁基锂的正己烷溶液(2.7M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为50mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为18mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-15℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-15℃,停留时间7.1s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为6mL/min,反应温度-10℃,停留时间6.5s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率92.4%,含量97.4%。
实施例2
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数15%)和正丁基锂的正己烷溶液(2.7M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为33mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为12mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-15℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-15℃,停留时间10.7s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为4mL/min,反应温度-10℃,停留时间9.8s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率88.6%,含量91.6.%。
实施例3
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数20%)和正丁基锂的正己烷溶液(1.8M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为75mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为58mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-15℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-15℃,停留时间3.6s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为67mL/min,反应温度-10℃,停留时间3.4s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率90.5%,含量93.4%。
实施例4
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数20%)和正丁基锂的正己烷溶液(1.8M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为50mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为37mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-15℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-15℃,停留时间5.5s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为4.6mL/min,反应温度-15℃,停留时间5.2s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率91.2%,含量93.9%。
实施例5
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数15%)和正丁基锂的正己烷溶液(2.7M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为33mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为11mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-15℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-15℃,停留时间10.9s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为4mL/min,反应温度-10℃,停留时间10.1s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率89.4%,含量95.8%。
实施例6
(1)所用装置:连续流微通道反应器,反应模块数根据反应液流速和停留时间决定。
(2)原料储罐1,4分别为二氟胡椒环的四氢呋喃溶液(质量分数15%)和正丁基锂的正己烷溶液(2.7M),通过计量泵控制二氟胡椒环的四氢呋喃溶液的流速为33mL/min,正丁基锂的正己烷溶液的流速为11mL/min,注入微通道反应器预冷模块在-5℃预冷;预冷后进入微通道反应器第一混合模块进行反应,反应温度-5℃,停留时间10.7s。
(3)将第一混合模块的流出液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应,通过计量泵控制N,N-二甲基甲酰胺的流速为5mL/min,反应温度-5℃,停留时间10.7s。
(4)将微通道反应器的流出液加浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取,无水硫酸钠干燥,蒸去溶剂得淡黄色液体二氟胡椒醛,收率90.8%,含量96.3%。
Claims (2)
1.一种连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)二氟胡椒环的有机溶剂溶液及正丁基锂的正己烷溶液分别由计量泵通入微通道反应器预冷模块在-78℃-0℃下进行预冷;二氟胡椒环与正丁基锂的摩尔比为1:1-1.5;二氟胡椒环的有机溶剂溶液中二氟胡椒环的质量分数为10-30%;正丁基锂的正己烷溶液的浓度为1.6-2.7M;二氟胡椒环的流速通过计量泵控制在10-120mL/min;正丁基锂溶液的流速通过计量泵控制在10-80mL/min;所述的有机溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、甲基叔丁基醚、石油醚、环己烷或正己烷;
(2)预冷过程完成后,进入第一混合模块反应;该反应过程在第一混合模块中停留时间为1-30s,反应温度为-78℃-0℃;
(3)将第一混合模块的反应液与N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应;该反应过程在第二混合模块中停留时间为1-30s,反应温度为-20℃-0℃;二氟胡椒环与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1-1.2;
(4)将微通道反应器出口的流出液用浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取水层,有机层合并后,经无水硫酸钠干燥后,蒸去溶剂得产物二氟胡椒醛。
2.根据要求1所述的连续流微通道反应器制备二氟胡椒醛的方法,其特征在于包括以下步骤:
(1)二氟胡椒环的四氢呋喃溶液及正丁基锂的正己烷溶液分别由计量泵通入微通道反应器预冷模块在-20℃-0℃下进行预冷;二氟胡椒环与正丁基锂的摩尔比为1:1-1.2;二氟胡椒环的四氢呋喃有机溶剂溶液中二氟胡椒环的质量分数为15-25%;正丁基锂的正己烷溶液的浓度为1.6-2.7M;二氟胡椒环的流速通过计量泵控制在20-80mL/min;正丁基锂溶液的流速通过计量泵控制在10-60mL/min;
(2)预冷过程完成后,进入第一混合模块反应;该反应过程在第一混合模块中停留时间为3-15s,反应温度为-20℃-0℃;
(3)将第一混合模块的反应液及N,N-二甲基甲酰胺在第二混合模块中进行反应;该反应过程在第二混合模块中停留时间为3-15s,反应温度为-10℃-0℃;二氟胡椒环与N,N-二甲基甲酰胺的摩尔比为1:1-1.1;
(4)将微通道反应器出口的流出液用浓盐酸酸化至中性,乙酸乙酯萃取水层,有机层合并后,经无水硫酸钠干燥后,蒸去溶剂得产物二氟胡椒醛。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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