CN105384617B - 应用微反应器装置制备1‑氯‑1′‑氯乙酰基环丙烷的方法 - Google Patents
应用微反应器装置制备1‑氯‑1′‑氯乙酰基环丙烷的方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种应用微反应器装置制备1‑氯‑1′‑氯乙酰基环丙烷的方法，所述反应可以在有溶剂或无溶剂条件下进行，即将1‑氯‑1′‑乙酰基环丙烷和氯气按一定的配比通过进料泵进料，通过微反应通道进行反应。所述装置包括原料瓶、进料泵、预热或预冷管、微反应器、延时管、控温装置、背压阀和产品接收器。本申请采用具有快速混合及良好换热效果的微反应器为反应装置，使1‑氯‑1′‑乙酰基环丙烷和氯气在快速、高效混合的条件下，在微管道中高选择性的完成α位氢原子的氯代反应，生成1‑氯‑1′‑氯乙酰基环丙烷。本发明的氯化反应操作简单，条件温和，反应选择性高，能耗低，相比于常规反应溶剂用量少，环境友好，便于工业化。
Description
技术领域
本发明属于精细化工工艺技术领域，涉及化工合成技术，是以氯气为原料，1-氯-1′-乙酰基环丙烷为底物的氯代反应新方法。
背景技术
1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷，在医药，农药，工业杀菌剂等领域应用十分广泛。
常规方法是利用磺酰氯等作为氯化试剂，对底物羰基的α位氢原子进行氯代反应，但该反应放热剧烈，存在严重的局部过热问题和反应体系的换热问题，导致反应选择性差，收率不理想；反应操作时间过长，产能不高；且生成的二氧化硫等气体大大增加了“三废”量。
发明内容
本发明的目的在于提供一种利用微反应器进行的操作简单，高反应选择性，低能耗，高产能的1-氯-1′-乙酰基环丙烷氯代反应的新方法。本发明采用具有快速混合及良好换热效果的微反应器为反应装置，使1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气在快速、高效混合的条件下，在微管道中高选择性的完成α位氢原子的氯代反应。以达到提高反应选择性，简化反应工艺的目的。具体技术方案如下。
本申请提供一种应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，所述反应可以在有溶剂或无溶剂的条件下进行，包括如下步骤：
1）准备原料1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气，备用；
2）将原料按一定的配比通过不同的进料泵进料，通过微反应通道进行反应，反应时间为0.15-10min，温度为-20-100℃，压力为1-2atm；
3）步骤2）的混合料液的流动状态为层流或湍流。
所述微反应器装置包括原料瓶、进料泵、预热或预冷管、微反应器、延时管、控温装置、背压阀和产品接收器；所述原料瓶、进料泵、预热或预冷管、微反应器、延时管以及背压阀和产品接收器串联连接；所述预热或预冷管、微反应器和延时管置于控温装置中；所述微反应器有两个进料口和一个出料口，两个进料口分别与一个具有多孔结构的微通道连接，多孔结构的微通道与具有分合式混合单元结构的微反应通道连接，出料口与具有分合式混合单元结构的微反应通道连接，所述通道的直径为0.05-10mm；所述延时管内填有碳纤维或多孔硅胶的填料。
优选地，上述微反应器装置中所述微反应器可以为一个或多个。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，所述1-氯-1′-乙酰基环丙烷与氯气的摩尔比为0.3:1~1:5。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，所述1-氯-1′-乙酰基环丙烷与氯气的摩尔比为：0.8:1~1:1.2。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，步骤2）所述的温度为0-50℃。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，所述反应在无溶剂条件下进行。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，所述反应为气—液反应，液—液反应或气—气反应。
优选地，上述制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法中，所述反应为气—液反应或液—液反应。
有益效果：本申请采用具有快速混合及良好换热效果的微反应器为反应装置，使1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气在快速，高效混合的条件下，在微管道中高选择性的完成α位氢原子的氯代反应，生成1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷。本发明涉及到的氯化反应操作简单，条件温和，反应选择性高，能耗低，相比于常规反应溶剂用量少，环境友好，便于工业化。
附图说明
图1是本申请所用微反应装置的结构示意图；
图中：1-原料瓶，2-进料泵，3-预热或预冷管，4-微反应器，5-延时管，6控温装置，7-背压阀，8-产品接收器。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的解释说明。
如图1所示为本申请提供的用于制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的微反应器装置的结构示意图，所述装置包括原料瓶1、进料泵2、预热或预冷管3、微反应器4、延时管5、控温装置6、背压阀7和产品接收器8；所述原料瓶1、进料泵2、预热或预冷管3、微反应器4、延时管5以及背压阀7和产品接收器8串联连接；所述预热或预冷管3、微反应器4和延时管5置于控温装置6中；所述微反应器4有两个进料口和一个出料口，两个进料口分别与一个具有多孔结构的微通道连接，实现对单一流体的切割，在微反应管道入口两股被切割成多股细流的流体经剧烈碰撞达到初步混合的目的，再进入具有分合式混合单元结构的微反应通道，使流体在微尺寸下连续的分割、合并实现流体间接触面积指数式增长，最终实现快速理想混合，所述通道的直径为0.05-10mm；所述延时通道中填有碳纤维或多孔硅胶的填料。
本申请还提供了1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的制备方法，即以1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气为原料，在微管道中实现α位氢原子的氯代反应，生成1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷，所述反应可在有溶剂和无溶剂条件下进行。但优先在无溶剂条件下进行。具体来讲，微反应器装置用于制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，包括如下步骤：
1）准备原料1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气，备用；
2）将原料按一定的配比通过不同的进料泵进料，通过微反应通道进行反应，反应时间为0.15-10min，温度为-20-100℃，压力为1-2atm；
3）步骤2）的混合料液的流动状态为层流或湍流；反应为气—液反应，液—液反应或气—气反应；优先为气—液反应或液—液反应。
实施例1
将控温装置的温度调整为10℃，体系压力为1atm，在无溶剂条件下，调整底物流量为10mol/h，氯气流量10.5~11mol/h, 用计量泵将物料打入反应体系中进行反应，根据反应要求，控制反应时间为30s。随着反应的进行，反应器出口的温度逐渐升高至25℃，管线2出口温度升高至20℃。反应2h结束，取样进行气相分析，产品GC归一化纯度99.2%，定量收率98.5%。
实施例2
将控温装置的温度调整为10℃，体系压力为1atm，在溶剂为甲苯条件下，调整底物流量为1mol/h，氯气流量1.0~1.15mol/h, 用计量泵将物料打入反应体系中进行反应，根据反应要求，控制反应时间为20s。随着反应的进行，反应器出口的温度逐渐升高至30℃，管线2出口温℃度升高至20℃。反应1h结束，取样进行气相分析，产品GC归一化纯度为97.6%，定量收率96%。
对比实施例：
在装有机械搅拌、温度计和滴加漏斗的5L反应釜中加入 1-氯-1′-乙酰基环丙烷1.5kg，加入1体积氯仿作溶剂，降温至10℃，滴加磺酰氯2561g (18.98mo1, 1.5eq.) ,控温至10-20℃，滴加完后保温反应3-4h，中控取样反应进行完全，滴加水2500g淬灭反应，过程控温低于40℃，滴加完毕继续搅拌0.5h，静止分液，有机层用饱和碳酸氢钠水溶液洗涤分液。有机相减压脱溶，回收溶剂后，继续蒸馏，得无色产品，分离收率为71%(GC归一化含量80%)。
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披露的技术范围内，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。
Claims (8)
1.一种应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述反应在有溶剂或无溶剂条件下进行，包括如下步骤：
1）准备原料1-氯-1′-乙酰基环丙烷和氯气，备用；
2）将原料按一定的配比通过不同的进料泵进料，通过微反应通道进行反应，反应时间为0.15-10min，温度为-20-100℃，压力为1-2atm；
3）步骤2）的混合料液的流动状态为层流或湍流；
所述微反应器装置包括原料瓶、进料泵、预热或预冷管、微反应器、延时管、控温装置、背压阀和产品接收器；所述原料瓶、进料泵、预热或预冷管、微反应器、延时管以及背压阀和产品接收器串联连接；所述预热或预冷管、微反应器和延时管置于控温装置中；所述微反应器有两个进料口和一个出料口，两个进料口分别与一个具有多孔结构的微通道连接，多孔结构的微通道与具有分合式混合单元结构的微反应通道连接，出料口与具有分合式混合单元结构的微反应通道连接，所述通道的直径为0.05-10mm；所述延时管内填有碳纤维或多孔硅胶的填料。
2.根据权利要求1所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述微反应器为一个或多个。
3.根据权利要求1所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述1-氯-1′-乙酰基环丙烷与氯气的摩尔比为0.3:1~1:5。
4.根据权利要求3所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述1-氯-1′-乙酰基环丙烷与氯气的摩尔比为：0.8:1~1:1.2。
5.根据权利要求1所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，步骤2）所述的温度为0-50℃。
6.根据专利要求1所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，所述反应在无溶剂条件下进行。
7.根据专利要求1所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述反应为气—液反应，液—液反应或气—气反应。
8.根据专利要求7所述的应用微反应器装置制备1-氯-1′-氯乙酰基环丙烷的方法，其特征在于，所述反应为气—液反应或液—液反应。
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