CN107683272B - 有机化合物的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供使用了强制薄膜型微反应器的、利用相转移催化反应进行的有机化合物的制造方法。使用第1流体和第2流体的至少2种流体，第1流体与第2流体不相互混合，其中至少第1流体含有选自有机化合物、反应剂、相转移催化剂这三者中的一者或二者，第1流体以外的流体中，至少第2流体含有从上述三者中未选择者中的至少一者，作为第1流体和第2流体全体，使其含有全部上述三者，在相对地进行旋转的处理用面1、2间形成的薄膜流体中使各流体合流。在薄膜流体中使其进行相转移催化反应，对于第1流体和第2流体中至少含有相转移催化剂的流体，在导入处理用面1、2间之前，进行制备以使得第1流体和/或第2流体中所含的相转移催化剂实质上均质地被混合。

Description

有机化合物的制造方法

技术领域

本发明涉及有机化合物的制造方法。

背景技术

有机化合物在有机溶剂中可溶，但在水中多不溶。另一方面，氢氧化钠这样的无机反应剂在水中可溶，但在有机溶剂中多不溶。因此，即使要使有机化合物的有机溶剂溶液与无机反应剂的水溶液反应，也不混合，因此反应只在接触的相边界的部分进行，其反应速度极其缓慢。因此，对于有机合成反应而言，有时在由有机化合物的有机溶剂溶液和反应剂的水溶液的二相所构成的反应系中加入相转移催化剂，一边搅拌一边进行反应(专利文献1)。

在相互不混合的2种液体的界面所发生的反应中，使用微反应器，由此效率提高。是由于每单位体积的界面接触面积变得格外大，结果高效率地发生界面处的物质移动(专利文献2、专利文献3)。

但是，就专利文献2、专利文献3中所示的微反应器而言，是所谓的静态型的微反应器，实际上微流路径越变狭，其压力损失越与流路直径的4次方成反比例，即，实际上有时难以得到将流体送入的泵这样的大的送液压力变得必要；另外在伴有析出的反应的情况下，产物阻塞流路的现象、由反应生成的气泡引起的微流路的封闭；进而基本上根据分子的扩散速度来期待其反应，因此微型空间并非对于全部的反应都可有效·适应，现实中必须以逐次逼近方式尝试进行反应，选择成功的反应等，问题也多。

进而，对于放大，虽然能够采用增加微反应器自身的数目的方法、即增加数目来解决，但实际上对于可层叠数而言，几十是极限，自然而然地容易集中于制品价值高的制品，另外，装置的数目增加，则其故障原因的绝对数也增加，在实际发生了阻塞等问题的情况下，检测其故障部位等问题部位是非常困难的。

为了消除这样的有机化合物在制造上的问题，提出了在可接近·分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面之间形成的薄膜流体中使流体反应的强制薄膜型微反应器(专利文献4)。

另外，专利文献4的发明涉及有机化合物的制造方法，示出了许多的有机反应例，但关于相转移催化反应没有公开。但是，如专利文献4中所示那样，在强制薄膜型微反应器中薄膜流体中的温度的均一性、反应的均一性也高，因此如果在应用了相转移催化反应的情况下，当然预期高的收率。

因此，本申请发明人尝试地使用专利文献4中公开的强制薄膜型微反应器来实施相转移催化反应，结果意外地收率为50％左右，判明了没有得到优选的结果。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开平9-75473号公报

专利文献2：日本特开2006-150182号公报

专利文献3：国际公开第2008/050760号小册子

专利文献4：日本特开2009-132675号公报

发明内容

发明要解决的课题

如以上所述那样，在通过相转移催化反应来制造有机化合物的情况下，在使用静态型的微反应器的情况下，存在有机化合物在制造上的问题。另一方面，在使用了强制薄膜型微反应器的情况下收率低。本发明解决通过使用了这样的微反应器的相转移催化反应来制造有机化合物时的课题。

用于解决课题的手段

即，本发明提供一种方法，其使用第1流体和第2流体的至少2种流体，上述第1流体与上述第2流体不相互混合，其中至少第1流体含有选自有机化合物、反应剂、相转移催化剂这三者中的一者或二者，在上述第1流体以外的流体中，至少上述第2流体含有从上述三者中尚未选择者中的至少一者，进行对于使上述第1流体和上述第2流体全体含有全部上述三者的流体的处理，制造有机化合物。

作为满足上述条件的流体的种类的组合，如下述。

组合1-1

第1流体:有机化合物、反应剂

第2流体:有机化合物、反应剂、相转移催化剂

组合1-2

第1流体:有机化合物、反应剂

第2流体:有机化合物、相转移催化剂

组合1-3

第1流体:有机化合物、反应剂

第2流体:反应剂、相转移催化剂

组合1-4

第1流体:有机化合物、反应剂

第2流体:只是相转移催化剂

组合1-5

第1流体:有机化合物、反应剂、

第2流体:相转移催化剂、其他流体

组合2-1

第1流体:有机化合物、相转移催化剂

第2流体:有机化合物、反应剂、相转移催化剂

组合2-2

第1流体:有机化合物、相转移催化剂

第2流体:反应剂、相转移催化剂

组合2-3

第1流体:有机化合物、相转移催化剂

第2流体:反应剂、有机化合物

组合2-4

第1流体:有机化合物、相转移催化剂

第2流体:只是反应剂

组合2-5

第1流体:有机化合物、相转移催化剂

第2流体:反应剂、其他流体

组合3-1

第1流体:反应剂、相转移催化剂

第2流体:有机化合物、反应剂、相转移催化剂组合3-2

第1流体:反应剂、相转移催化剂

第2流体:有机化合物、相转移催化剂

组合3-3

第1流体:反应剂、相转移催化剂

第2流体:反应剂、有机化合物

组合3-4

第1流体:反应剂、相转移催化剂

第2流体:只是有机化合物

组合3-5

第1流体:反应剂、相转移催化剂

第2流体:有机化合物、其他流体

组合4-1

第1流体:有机化合物

第2流体:有机化合物、反应剂、相转移催化剂组合4-2

第1流体:有机化合物

第2流体:反应剂、相转移催化剂

组合5-1

第1流体:反应剂

第2流体:有机化合物、反应剂、相转移催化剂

组合5-2

第1流体:反应剂

第2流体:有机化合物、相转移催化剂

对于以上的组合所涉及的流体，将上述第1流体和上述第2流体导入在可接近·分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面间产生的薄膜流体中、使其合流，在上述薄膜流体中在相转移催化剂的存在下使有机化合物与反应剂反应(使其进行相转移催化反应)。

予以说明，就其他流体而言，在上述明确记载以外，也可在上述的组合中的第1流体和第2流体中适当地含有，也可作为第3流体而导入。

而且，其特征在于，作为在该薄膜流体中的反应工序的前处理工序，对于上述第1流体和上述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体，在导入处理用面间之前，进行制备以使得上述第1流体和/或上述第2流体中所含的相转移催化剂实质上均质地被混合。

上述混合可用搅拌机来进行，在上述搅拌机中例如可使用具备旋转叶片的搅拌机。

在上述的混合时，优选通过控制对上述第1流体和上述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体所投入的每单位体积的搅拌能量来控制上述反应中生成的反应产物的收率，上述搅拌能量优选为2.0kW·h/m³以上，更优选为4.0kW·h/m³以上。

另外，优选上述处理用面具备同心圆状的圆环形状的开口部、上述第1流体和上述第2流体中至少一方的流体经由上述开口部而被导入处理用面间。

予以说明，上述的组合中特别优选下述的组合。

即，设为第1流体和第2流体的任一者至少含有有机化合物、第1流体和第2流体的任一另一者至少含有反应剂。予以说明，可在第1流体和第2流体这两者中含有反应剂。另外，对于有机化合物，也可在第1流体和第2流体这两者中含有。

此时，使第1流体和第2流体中的至少任一者中含有相转移催化剂，对于该含有相转移催化剂的流体，进行上述的前处理，将相转移催化剂均质地混合到含有有机化合物或反应剂的流体中。特别地，更优选地，上述第1流体和上述第2流体中，一方的流体为含有有机化合物、或有机化合物和反应剂的有机相，另一方为含有反应剂的水相。而且，在第1流体和第2流体中的至少任一方中含有相转移催化剂，对于该含有相转移催化剂的流体，进行上述的前处理，将相转移催化剂均质地混合到含有有机化合物或反应剂的流体中。

发明的效果

通过使用本发明的制造方法，能够提供在通过相转移催化反应制造有机化合物的情况下无制造上的问题、且收率高的有机物的制造方法。

附图说明

图1为本发明的实施方式涉及的有机化合物的制造方法的实施中使用的微反应器的简要截面图。

图2为图1中所示的微反应器的处理用面的主要部分放大图。

图3为本发明的实施方式涉及的有机化合物的制造方法的实施中使用的搅拌机的说明图。

图4为该搅拌机的主要部分说明图。

具体实施方式

以下对本发明的实施方式详细地说明。予以说明，本发明并不只限定于以下记载的实施方式。

就本发明而言，在进行相转移催化反应时使用使在反应中使用的流体在可接近·分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面间形成的薄膜流体中反应的强制薄膜型微反应器。

对本发明中所应用的有机化合物和/或反应剂的组合并无特别限定。作为有机化合物和/或反应剂，可各自使用2种以上。另外，可使2种有机化合物分别分离为以水为主的流体和以有机溶剂为主的流体。就作为有机化合物和/或反应剂来使用的化合物来说，例如能够使用与以往的水相-有机相的2相系反应中所使用的化合物同样的化合物。

作为适于本发明的反应，可列举出有机化合物为疏水性、反应剂为水溶性的反应。

作为疏水性的有机化合物，并无特别限定，例如可广泛地使用烃化合物、卤代烃化合物、酮化合物、酯化合物等一般在水中的溶解度低、在低极性有机溶剂中溶解的化合物。例如，作为酮化合物，并无特别限定，可列举出丙酮、甲乙酮、二乙基酮、环己酮、苯乙酮、二苯甲酮等。

作为水溶性的反应剂，并无特别限定，能够例示无机酸、无机碱、有机酸的金属盐、无机盐等。

作为无机酸，并无特别限定，可列举出硝酸、硫酸、氯化氢、磷酸等。

作为无机碱，并无特别限定，可列举出氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂等。

作为有机酸的金属盐，并无特别限定，可列举出对-甲苯磺酸钠、对-甲苯磺酸钾、甲磺酸钠、甲磺酸钾、三氟甲磺酸钠、三氟甲磺酸钾、醋酸钠、醋酸钾等。

作为无机盐，并无特别限定，可列举出硝酸钠、硝酸钾、硝酸铁、硝酸铜、硝酸银、硫酸钠、硫酸钾、硫酸铜、硫酸银、氯化钠、氯化钾、氯化铜、氯化钠、磷酸钠、磷酸钾、碳酸钠、碳酸钾等。

作为相转移催化反应中使用的、不与水混合的有机溶剂，并无特别限定，例如可列举出烃化合物、酯化合物、卤代烃化合物、醚化合物等或者这些化合物的混合物。

作为上述烃化合物，并无特别限定，例如可列举出戊烷、己烷、庚烷、辛烷、壬烷、癸烷、环戊烷、环己烷、苯、甲苯、二甲苯等。

作为上述酯化合物，并无特别限定，例如可列举出醋酸乙酯、醋酸丙酯、醋酸异丙酯、醋酸丁酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯等。

作为上述卤代烃化合物，并无特别限定，例如可列举出二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、氯仿、四氯化碳、1,1,2,2-四氯乙烷、氯苯、1-氯萘等。

作为上述醚化合物，并无特别限定，例如可列举出二乙基醚、二异丙基醚、甲基叔丁基醚、环戊基甲基醚等。

本发明中的相转移催化剂是指为了使在水中不溶的有机化合物与在水中可溶但在有机溶剂中不溶的反应剂反应而使用的催化剂。作为催化剂，可列举出季铵盐、鏻盐、冠醚、聚乙二醇等。作为季铵盐的一例，可列举出四乙基氟化铵、四丁基氟化铵、四甲基氟化铵、氯化乙酰胆碱、苄基二甲基十四烷基氯化铵水合物、(3-丙烯酰氨基丙基)三甲基氯化铵、苄索氯铵、苯甲酰氯化胆碱、苯甲酰基十六烷基二甲基氯化铵、苯扎氯铵、苄基二甲基苯基氯化铵、苄基三乙基氯化铵、苄基三甲基氯化铵、三甲基乙酰肼氯化铵、苄基二甲基硬脂基氯化铵、苄基三丁基氯化铵、N-苄基氯化金鸡纳碱、N-苄基氯化喹啶嗡、N-苄基氯化奎宁鎓、N-苄基氯化辛可宁、苄基十二烷基二甲基氯化铵、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓氯化物、双(2-羟基乙基)二甲基氯化铵、氯化乌拉胆碱、肉毒碱盐酸盐、氯化氯代胆碱、氯化胆碱、氨甲酰氯化胆碱、(3-氯-2-羟基丙基)三甲基氯化铵、肉毒碱盐酸盐、月桂酰氯化胆碱、十二烷基三甲基氯化铵、癸基三甲基氯化铵、二甲基二硬脂基氯化铵、二烯丙基二甲基氯化铵、二(十二烷基)二甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、氯化六烃季铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵、氯化醋甲胆碱、(2-甲氧基乙氧基甲基)三乙基氯化铵、三乙基甲基氯化铵、甲基丙烯酰氯化胆碱、β-甲基氯化胆碱、正辛基三甲基氯化铵、三乙基苯基氯化铵、三甲基苯基氯化铵、三甲基硬脂基氯化铵、琥珀酰氯化胆碱、水苏碱盐酸盐、四乙基氯化铵、四甲基氯化铵、三辛基甲基氯化铵、三甲基十四烷基氯化铵、三甲基[2,3-(二油氧基)丙基]氯化铵、甲基三-正-辛基氯化铵、四戊基氯化铵、四丙基氯化铵、三甲基[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]氯化铵、三丁基甲基氯化铵、溴化乙酰胆碱、苄基二甲基十四烷基溴化铵水合物、(3-丙烯酰氨基丙基)三甲基溴化铵、苄索溴铵、苯甲酰溴化胆碱、苯甲酰基十六烷基二甲基溴化铵、苯扎溴铵、苄基二甲基苯基溴化铵、苄基三乙基溴化铵、苄基三甲基溴化铵、三甲基乙酰肼溴化铵、苄基二甲基硬脂基溴化铵、苄基三丁基溴化铵、N-苄基溴化金鸡纳碱、N-苄基溴化喹啶嗡、N-苄基溴化奎宁鎓、N-苄基溴化辛可宁、苄基十二烷基二甲基溴化铵、1-丁基-1-甲基吡咯烷鎓溴化物、双(2-羟基乙基)二甲基溴化铵、溴化乌拉胆碱、溴化氯代胆碱、溴化胆碱、氨甲酰溴化胆碱、(3-氯-2-羟基丙基)三甲基溴化铵、月桂酰溴化胆碱、十二烷基三甲基溴化铵、癸基三甲基溴化铵、二甲基二硬脂基溴化铵、二烯丙基二甲基溴化铵、二(十二烷基)二甲基溴化铵、十六烷基三甲基溴化铵、溴化六烃季铵、四丁基溴化铵、十二烷基三甲基溴化铵、溴化醋甲胆碱、(2-甲氧基乙氧基甲基)三乙基溴化铵、三乙基甲基溴化铵、甲基丙烯酰溴化胆碱、β-甲基溴化胆碱、正辛基三甲基溴化铵、三乙基苯基溴化铵、三甲基苯基溴化铵、三甲基硬脂基溴化铵、琥珀酰溴化胆碱、四乙基溴化铵、四甲基溴化铵、三辛基甲基溴化铵、三甲基十四烷基溴化铵、三甲基[2,3-(二油氧基)丙基]溴化铵、甲基三-正-辛基溴化铵、四戊基溴化铵、四丙基溴化铵、三甲基[3-(三乙氧基甲硅烷基)丙基]溴化铵、三丁基甲基溴化铵、碘化乙酰胆碱、碘化乙酰硫代胆碱、碘化苯甲酰胆碱、碘化苯甲酰硫代胆碱、苄基三乙基碘化铵、苄基三乙基碘化铵、碘化丁酰胆碱、苄基三乙基碘化铵、碘化丁酰胆碱、碘化丁酰硫代胆碱、碘化胆碱、碘化十烃季铵、1,1-二甲基-4-苯基哌嗪鎓碘化物、二甲基二(十八烷基)碘化铵、乙基三甲基碘化铵、乙基三丙基碘化铵、(二茂铁基甲基)三甲基碘化铵、(2-羟基乙基)三乙基碘化铵、β-甲基碘化胆碱、三乙基苯基碘化铵、三甲基苯基碘化铵、四丁基碘化铵、四乙基碘化铵、四甲基碘化铵、四丙基碘化铵、四己基碘化铵、四戊基碘化铵、3-(三氟甲基)苯基三甲基碘化铵、四-正-辛基碘化铵、四庚基碘化铵、四庚基碘化铵、三甲基[2-[(三甲基甲硅烷基)甲基]苄基]碘化铵、四甲基硫酸铵、四乙基硫酸铵、四丁基硫酸铵、四甲基硝酸铵、四乙基硝酸铵、四丁基硝酸铵、四丁基乙酸铵、四丁基铵硫酸氢盐、三氟甲磺酸四丁基铵、四甲基铵对-甲苯磺酸盐、四丁基铵对-甲苯磺酸盐。作为鏻盐的一例，可列举出丁基三苯基氯化鏻、丁基三苯基溴化鏻、戊基三苯基氯化鏻、戊基三苯基溴化鏻、烯丙基三苯基氯化鏻、烯丙基三苯基溴化鏻、丙酮基三苯基氯化鏻、丙酮基三苯基溴化鏻、苄基三苯基氯化鏻、苄基三苯基溴化鏻、三丁基十二烷基氯化鏻、三丁基十二烷基溴化鏻、甲基三苯基氯化鏻、甲基三苯基溴化鏻、甲基三苯基碘化鏻、乙基三苯基氯化鏻、乙基三苯基溴化鏻、乙基三苯基碘化鏻、三丁基十六烷基溴化鏻、四苯基氯化鏻、四苯基溴化鏻、四苯基碘化鏻、四苯基鏻四苯基硼酸盐、四乙基氯化鏻、四乙基溴化鏻、四乙基鏻四氟硼酸盐、四乙基鏻六氟磷酸盐、四丁基氯化鏻、四丁基溴化鏻、四丁基鏻四氟硼酸盐、四丁基鏻六氟磷酸盐、四丁基鏻四苯基硼酸盐、四丁基氢氧化鏻等。作为冠醚的一例，可列举出12-冠4-醚、15-冠5-醚、18-冠6-醚、24-冠8-醚等。而且，将这些催化剂的存在下的有机化合物与反应剂的反应称为相转移催化反应。

作为能够应用本发明的反应，并无特别限定，例如能够应用于置换反应、氧化反应、还原反应、对多重键的加成反应、水解反应、烷基化反应、环氧化反应、环丙烷化反应、氢转移氢化法等。

在本发明中，作为薄膜流体中的反应工序的前处理工序，对于上述第1流体和上述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体，在导入处理用面间之前，进行制备以使得上述第1流体和/或上述第2流体中所含的相转移催化剂实质上均质地被混合。

此时，优选使用具有旋转叶片(以下也称为搅拌叶片。)的搅拌机来制备含有相转移催化剂的流体。发明人一边反复试错一边改变搅拌机的各条件来制备至少含有相转移催化剂的流体，使用制备的流体，导入对向配设、可接近·分离的、至少一方相对于另一方相对地进行旋转的至少2个处理用面间，在上述至少2个处理用面间所形成的薄膜流体中混合，进行了在上述薄膜流体中使其进行相转移催化反应的实验，结果在搅拌能量的增减与上述反应中生成的反应产物的收率之间发现了关联性(如果将前者提高，则后者也升高，如果将前者降低，则后者也下降的关联性)，这是大的惊喜。

由此，在将反应条件固定的状态下，只通过改变前处理的条件，就能够使反应产物的收率变化，使反应条件与前处理这两者的条件变化，由此能够更为动态地使反应产物的收率改变。

另外，在前处理时，向上述第1流体和上述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体所投入的每单位体积的搅拌能量优选为2.0kW·h/m³以上，更优选为4.0kW·h/m³以上。

在此，对于搅拌能量，更详细地说明。

首先，搅拌机的动力P(每单位时间的作功量)用下式(1)求出。

搅拌动力P[kw]＝Np×ρ×n³×d⁵···式(1)

Np：动力系数(由实验数据算出的无量纲数。例如，在后述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)的情况下，为Np＝0.95～1.05。

ρ：密度[kg/m³]

n：转速[rps]

d：转子直径[m]

其次，搅拌能量(即，为了搅拌而投入的能量)用搅拌动力与搅拌时间之积(搅拌动力P[kw]×搅拌时间t[s])表示，因此形成搅拌能量＝Np×ρ×n³×d⁵×t···式(2)。

进而，由于存在周向速度v＝π×d×n的关系，因此将上述的式(2)如下所示改写。

搅拌能量＝Np×(1/π³)×ρ×v³×d²×t···式(3)

其中，如果使流体的处理量、收容流体的容器尺寸统一，使用同一搅拌机，则能够视为同一体系，由于转子直径d[m]成为一定，因此Np×(1/π³)×d²能够作为常数来处理。

应予说明，本说明书中，搅拌叶片的周向速度意味着搅拌叶片的最大外径部处的移动速度，具体地由以下的式算出。

周向速度v[m/s]＝rω＝2×π×r[m]×f[rpm]/60

其中，r表示搅拌叶片的最大半径，ω表示角速度，f表示搅拌叶片的每单位时间的转速，π表示圆周率。

就使用一般的搅拌子进行长时间的搅拌混合而言，由于存在流体中所含的分子、离子等部分地分解等问题，因此不优选，但本发明中并不限定使用了具有旋转的搅拌叶片的搅拌机的搅拌时间。

(具有搅拌叶片的搅拌机)

就本发明中的搅拌机而言，只要是具有搅拌叶片的搅拌机，则并无特别限定，在一般的具有旋转的搅拌叶片的搅拌机中，搅拌叶片的前端处的周向速度为1m/秒以上的旋转称之为高速旋转。另外，对搅拌的方法并无特别限定，能够使用各种剪切式、摩擦式、高压射流式、超声波式等的搅拌机、溶解机、乳化机、分散机、均化器等实施。作为一例，可列举出ウルトラタラックス(IKA公司制)、TKホモミキサー(プライミクス株式会社制)、TKホモミックラインフロー、フィルミックス(都为プライミクス株式会社制)等的连续式乳化机、クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)、クレアミックスディゾルバー(エム·テクニック株式会社制)等的间歇式或连续两用乳化机。此外，可使用超声波式的均化器、超声波洗净机、高压均化器等来制备流体。

接着，就具有搅拌叶片的搅拌机而言，如上所述，能够使用各种形态的搅拌机，如果列举其一例，能够示出如下的搅拌机：其具备具有形成了多个排出口的筛网的搅拌室、和在该搅拌室内进行旋转的搅拌叶片，以搅拌叶片的前端相对于筛网的内面保持微小间隔来进行旋转的方式构成。只要筛网与搅拌叶片相对地进行旋转即可，筛网可以在与搅拌叶片的旋转方向相反的方向上进行旋转，也可固定而不旋转。

参照图3及图4对该形态涉及的搅拌机更详细地说明。

就该具有搅拌叶片的搅拌机而言，如图3中所示那样，在收容流体的收容槽101内将盖体102贯通而插入。以下在图3及图4中将搅拌叶片记为叶片107。

就该具有搅拌叶片的搅拌机而言，如图4中所示那样，具有搅拌室103和支承该搅拌室103的支承筒104。在搅拌室103的内部，收容有叶轮105。该叶轮105设置于旋转轴106的前端，旋转轴106配置于支承筒104内部。相对于支承筒104和搅拌室103，旋转轴106和叶轮105在相反方向上进行旋转。将支承筒104和旋转轴106的各自的基端连接至单独的旋转驱动手段(未图示)。搅拌室103具有设置于支承筒104的前端的壳体121和设置于壳体121的前端侧的筛网122。在壳体121中形成了吸入口123，在筛网122中形成了排出口125。通过叶轮105的旋转，从该吸入口123将流体导入搅拌室103内，分散、溶解等处理后，从上述排出口125将流体排出到外部。予以说明，可将排出口125作为吸入口，将吸入口123作为排出口来实施。为了划分筛网122的内部和壳体121的内部，也可以设置隔板124，但也可以不设置而实施。

特别是，使叶轮105的叶片107的前端保持微小的间隔地沿着筛网122的内壁。优选将该微小的间隔设定为约0.2～2mm，在该微小的间隙中对流体施加大的剪切力，同时通过叶轮105的旋转，对流体给予动能，在叶片107的旋转方向的前方，流体的压力升高，该高压的流体通过排出口125，由此进一步被加速，一边形成断续射流一边被排出到筛网122的外部。另一方面，在叶片107的旋转方向的后方成为负压，在叶片107通过了排出口125后即刻，从排出口125将流体吸引到筛网122的内部。通过该流体的正反的流动，在流体彼此之间产生剪切力。

上述的作用通过使具有筛网122的搅拌室103与叶轮105相对地旋转而实现。具体地，能够通过在静止状态的搅拌室103的内部使作为搅拌叶片的叶片107旋转而得到。另外，也能够通过如上述的例子那样使搅拌室103与叶轮105彼此在相反方向上旋转，使排出口125在与叶轮105的旋转方向相反的方向上旋转来实施。由此能够提高两者间的相对的转速，能够进一步提高流体的剪切处理能力。

本发明并不限定于此，也可将具有排出口125的筛网122移除，只设置具有吸入口123的壳体121，使其旋转。通过将筛网122移除，不对流体给予剪切力，能够在进行气蚀控制的同时用短时间完成流体的溶解。但是，由于产生断续射流，因此优选在壳体121的前端侧设置筛网122。通过叶轮105与筛网122相对地进行旋转，在含有排出口125的筛网122的内壁与叶片107的前端之间的微小的间隙中进行流体的剪切，同时通过排出口125而作为断续射流将流体从筛网122的内侧排出到外侧。至少含有相转移催化剂的流体的制备时，断续射流有效地作用于至少含有相转移催化剂的流体的在溶剂中的混合、溶解或分子分散，至少含有相转移催化剂的流体形成分子水平的混合状态或溶解状态、分子分散状态。其结果，可推测：在含有有机化合物的流体和/或含有反应剂的流体中能够极其均质地混合相转移催化剂，由此在后述的强制薄膜型微反应器的处理用面间更均一的相转移催化反应进行、有助于收率提高。

这样，设置于搅拌室103的吸入口123及排出口125的一者或两者进行旋转，因此相对于搅拌室103的外部的流体，依次改变流体的吸入或排出或这两者的位置，能够防止被循环所疏远的流体的产生。予以说明，可不设置搅拌室103地实施、只使叶轮105露出、使其旋转。

为了在收容槽101整个区域可靠地进行流体的循环，可沿着支承筒104的纵向方向设置以螺旋状回卷的导入翅片131。通过该导入翅片131与支承筒104一体地旋转，位于收容槽101内上方的流体沿着支承筒104外周下降，被导入吸入口123。另外，也可在与上述导入翅片131相反的方向上设置回卷的循环翅片132。将该循环翅片132配置在导入翅片131的外侧，使从排出口125排出的流体向收容槽101的上方循环。

予以说明，图3及图4中所示的搅拌机已作为上述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)制品化。另外，也可使用从上述的クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)将筛网移除了的クレアミックスDISSOLVER(エム·テクニック株式会社制)。

叶轮105的叶片107在横截面(与旋转轴106的轴方向正交的截面)中可以从叶轮105的中心以放射状以一定的宽度以直线状延伸，也可随着向外侧逐渐地宽度变宽，还可以一边弯曲一边向外侧延伸。另外，在旋转轴106的轴方向上，这些叶片107可以沿着含有旋转轴106的旋转轴的平面以直线状延伸，也可以以螺旋状等在上下方向上弯曲地延伸。

另外，叶轮105的叶片107的最大外径能够根据实施方式来适当地设定。

另外，示出了排出口125在旋转轴106的轴方向(在附图的例子中上下方向)上以直线状延伸的情形，但也可以是以螺旋状等弯曲地延伸。另外，排出口125的形状未必为细长的空间，也可以为多边形、圆形、椭圆形等。另外，在周向上以等间隔形成了多个排出口125，但也可以错开间隔而形成，并不妨碍设置多种形状、大小的排出口125。

(强制薄膜型微反应器)

在以下示出使用强制薄膜型微反应器来使上述流体混合·接触、进行烷基化反应的情况。

予以说明，作为微反应器，可使用图1中所示的、与专利文献4中记载的装置同样的装置。以下，对微反应器详细说明。图1、图2中R表示旋转方向。

本实施方式中的微反应器(以下也称为装置)具有对置的第1和第2的2个处理用部10、20，第1处理用部10旋转。两处理用部10、20的对置的面分别成为处理用面。是第1处理用部10具备第1处理用面1、第2处理用部20具备第2处理用面2。

将两处理用面1、2分别连接至被处理流体的流路d1、d2，构成被处理流体的流路的一部分。将该两处理用面1、2间的间隔通常调节至1mm以下、例如0.1μm至50μm左右的微小间隔。由此，通过该两处理用面1、2间的被处理流体成为被两处理用面1、2强制了的强制薄膜流体。

而且，该装置在处理用面1、2间进行使第1、第2被处理流体(第1流体、第2流体)反应而使反应产物生成或析出等的流体处理。

如果更具体地进行说明，上述装置具有：保持上述的第1处理用部10的第1支架11、保持第2处理用部20的第2支架21、接面压赋予机构43、旋转驱动机构(未图示)、第1导入部d1、第2导入部d2、和流体压赋予机构p1、p2。在流体压赋予机构p1、p2中可采用压缩机、其他的泵。

在上述实施方式中，第1处理用部10、第2处理用部20为环状的圆盘。就第1、第2处理用部10、20的材质而言，除了金属以外，还可采用碳、陶瓷、烧结金属、耐磨损钢、蓝宝石，此外能够采用对金属实施了硬化处理的产物、对硬质材料实施了衬里、涂覆、镀敷等的产物。在上述实施方式中，对两处理用部10、20的相互对置的第1、第2的处理用面1、2进行镜面研磨，算术平均粗糙度为0.01～1.0μm。

在上述实施方式中，将第2支架21固定于装置，在同样固定于装置的旋转驱动机构的旋转轴50中所安装的第1支架11旋转，被该第1支架11支承的第1处理用部10相对于第2处理用部20进行旋转。当然，也可使第2处理用部20旋转，还可以使两者旋转。

另外，在本发明中，能够使上述旋转速度例如为350～5000rpm。

在上述实施方式中，相对于第1处理用部10，第2处理用部20在旋转轴50的方向上接近·分离，在设置于第2支架21的收容部41中，将与第2处理用部20的处理用面2侧相反侧的部位可出没地收容。不过，可与其相反地第1处理用部10相对于第2处理用部20接近·分离，也可两处理用部10、20相互地接近·分离。

上述收容部41为第2处理用部20的、将与处理用面2侧相反侧的部位收容的凹部，为形成为环状的沟。该收容部41具有可使与第2处理用部20的处理用面2侧相反侧的部位出没的足够的间隙，将第2处理用部20收容。

接面压赋予机构是用于在第1处理用部10的第1处理用面1与第2处理用部20的第2处理用面2接近的方向上产生挤压力(以下称为接面压力)的机构。通过该接面压力与由流体压力所产生的使两处理用面1、2间分离的力的均衡，将两处理用面1、2间的间隔保持为规定的微小间隔，同时产生具有nm单位乃至μm单位的微小的膜厚的薄膜流体。在上述实施方式中，接面压赋予机构通过利用设置于第2支架21的弹簧43对第2处理用部20向着第1处理用部10赋能，赋予接面压力。

另外，将被流体压赋予机构p1加压的第1被处理流体从第1导入部d1导入到两处理用部10、20的内侧的空间。

另一方面，将被流体压赋予机构p2加压的第2被处理流体从第2导入部d2经由设置于第2处理用部20的内部的通路，从在第2处理用面形成的开口部d20导入到两处理用部10、20的内侧的空间。

在开口部d20，第1被处理流体与第2被处理流体合流、混合。

此时，混合了的被处理流体成为被保持上述的微小的间隙的两处理用面1、2强制的薄膜流体，使得环状的两处理用面1、2之间(处理用面间)向其外侧移动。由于第1处理用部10在旋转，因此混合了的被处理流体不是从环状的两处理用面1、2的内侧向外侧直线地移动，而是在环状的半径方向上的移动矢量与周向上的移动矢量的合成矢量作用于被处理流体，从内侧向外侧以大致漩涡状移动。

在此，如图2中所示那样，可在第1处理用部10的第1处理用面1形成从第1处理用部10的中心侧向外侧、即在径向上延伸的沟状的凹部13。该凹部13的平面形状可以是使第1处理用面1上弯曲或者以漩涡状延伸的形状，虽然没有图示，但也可以为笔直地在外方向上延伸的形状、以L字状等屈曲或弯曲的形状、连续的形状、断续的形状、分支的形状。另外，该凹部13也可在第2处理用面2形成而实施，也可在第1和第2处理用面1、2两者形成而实施。通过形成这样的凹部13，能够获得微泵效果，具有能够将被处理流体抽吸到第1和第2处理用面1、2间的效果。

优选上述凹部13的基端到达第1处理用部10的内周。上述凹部13的前端向第1处理用部面1的外周面侧延伸，随着从基端向前端，其深度逐渐地减小。在该凹部13的前端与第1处理用面1的外周面之间，设置有无凹部13的平坦面16。

上述的开口部d20优选设置于与第1处理用面1的平坦面对置的位置。特别优选在以下位置设置开口部d20：在与通过微泵效果导入时的第1被处理流动体的流动方向转换为在处理用面间形成的螺旋状层流的流动方向的点的下游侧的平坦面16所对置的位置。由此可以在层流条件下进行相转移催化剂反应。

优选使第2导入部d2具有方向性。例如，从第2处理用面2的开口部d20的导入方向可以相对于第2处理用面2以规定的仰角(θ1)倾斜，从第2处理用面2的开口部d20的导入方向在沿着上述的第2处理用面2的平面上具有方向性(θ2)，该第2流体的导入方向在处理用面的半径方向的成分下可以为从中心远去的外方向，或者，在相对于进行旋转的处理用面间的流体的旋转方向的成分下可以为正方向。另外，也可以是外方向与正方向的合成方向。通过这样开口部d20处的第1被处理流体的流动为层流并且使第2导入部d2具有方向性，能够抑制对于第1被处理流体的流动的紊乱的产生，同时将第2被处理流体导入处理用面1、2间。

另外，向两处理用部10、20的外侧排出的流体经由容器v，作为排出液而被收集在烧杯b中。在本发明的实施方式中，如后述那样，在排出液中含有反应产物。

予以说明，上述的被处理流体的种类和其流路的数在图1的例子中设为2个，但也可以为3个以上。另外，就各处理用部中设置的导入用的开口部而言，对其形状、大小、数目并无特别限制，可适当地改变而实施。如果考虑相转移催化剂反应的反应效率，优选如图1中所示开口部d20的形状为将作为环状圆盘的处理用面2的中央的开口进行围绕的同心圆状的圆环形状。由此，在处理用面的半径方向可均一地将第2流体导入两处理用部10、20的内侧的空间，且薄膜流体中的层流条件下的反应区域增加，因此可期待相转移催化剂反应的效率、即收率的进一步的提高。该圆环形状的开口部可连续，也可不连续。另外，也可在上述第1及第2处理用面1、2的跟前或者进一步的上游侧设置导入用的开口部。在开口部d20的形状为圆孔等的独立的孔的情况下第2导入部d2的方向性(θ1和θ2)有关系，但在开口部d20的形状为上述的圆环形状的情况下，在第2导入部的方向性中θ2不成为问题。但是，在第2导入部d2内设置控制突起等的流体的流动的手段、给予θ2的方向性的情况下，开口部d20的形状可以为上述的圆环形状，也可以使第2导入部d2具有方向性(θ1和θ2)。

在本发明中，只要能够在处理用面1、2间进行上述处理即可，也可以从第1导入部d1导入第2被处理流体，从第2导入部d2导入第1被处理流体。例如，各流体中的第1、第2这样的表示只不过具有为存在多个的流体的第n号这样的用于识别的含义，如上述那样也可存在第3以上的流体。

实施例

以下，列举实施例对本发明更具体地说明。但是，本发明并不限定于下述的实施例。应予说明，以下的实施例中，A液是指从图1中所示的强制薄膜型微反应器的第1导入部d1所导入的第1被处理流体(第1流体)，B液是指同样从第2导入部d2所导入的第2被处理流体(第2流体)。另外，就开口部d20的形状而言，使用了将作为环状圆盘的处理用面2的中央的开口进行围绕的同心圆状的圆环形状的开口部。

作为根据本发明的有机化合物的制造方法的具体例，在以下列举出下述例子：通过进行使用烷基卤和作为亲核剂的活性亚甲基化合物作为有机化合物、使用了无机碱作为反应剂的烷基化反应，生成1-苄基-2-氧代环戊烷羧酸乙酯。

予以说明，其中，烷基化反应是对于烷基卤、由活性亚甲基化合物和无机碱产生的亲核剂进行亲核取代的反应。在烷基化反应的情况下，含有有机化合物的流体为使烷基卤和活性亚甲基化合物溶解于有机溶剂二氯甲烷的流体，含有反应剂的流体为使无机碱和相转移催化剂溶解于纯水的水溶液。

另外，作为相转移催化反应中的、含有有机化合物的流体(B液)，使2-氧代环戊烷羧酸乙酯(活性亚甲基化合物；0.045mol)和苄基溴(烷基卤；0.07mol)溶解于二氯甲烷(500mL)、进行制备。作为含有反应剂的流体(A液)，在纯水(10L)中依次加入氢氧化钠(无机碱；0.5mol)和四丁基溴化铵(相转移催化剂；0.015mol)，在室温下使用クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)，以表1中所示的转速将A液10L搅拌15分钟、进行制备。将含有有机化合物的流体作为A液，将含有反应剂的流体作为B液，将它们导入强制薄膜型微反应器，在表1的处理条件下使上述流体混合·接触，实施了相转移催化反应。

予以说明，在本实施例中，在含有反应剂的流体中将作为相转移催化剂的四丁基溴化铵溶解而在反应中使用，但相转移催化剂也可在含有有机化合物的流体中溶解而使用。

在以下的实施例1～7中，作为具有旋转叶片的搅拌机，使用クレアミックス(エム·テクニック株式会社制)，在表1中记载的条件下进行了A液的制备。予以说明，关于クレアミックス，公开于根据本申请申请人的日本专利第5147091号公报。

另外，实施例8中，使用搅拌器作为搅拌机，以500转/分钟搅拌15分钟，由此制备了A液。其他条件与实施例1～7相同。

作为比较例，在A液的制备中没有使用搅拌机，使用了用手搅拌而能够通过目视确认反应剂的溶解的A液。使其以外的条件与实施例1～7相同。

本发明中的烷基化反应的收率采用HPLC(高速液相色谱)法分析。HPLC分析装置使用岛津制作所制HPLC分析装置，在分析用柱中使用了YMC-Pack ODS-A(クレアミックス制)。在HPLC分析中的移动相中使用甲醇，在流速0.5mL/分钟、分析温度40℃下进行了分析。HPLC分析是将反应后的有机相用作为移动相的甲醇稀释至10倍，将用0.2μm的过滤器所过滤了的滤液作为分析试样，使试样注入量为10μL来进行测定，由色谱的来自原料的峰和来自产物的峰的面积比来算出收率。

[表1]

予以说明，表1中未记载的A液制备条件、强制薄膜型微反应器处理条件如下所述。

クレアミックス搅拌叶片的叶片直径：30mm

搅拌器搅拌子的叶片直径：30mm

制备时间：15分钟

A液送液温度：25℃

B液送液温度：25℃

收率采用HPLC分析装置(岛津制作所制)测定

移动相：甲醇

柱：クレアミックス制造、YMC-Pack ODS-A

流速：0.5mL/分钟、柱温度：40℃、样品注入量：10μL

由以上的结果，在使用高速搅拌型的搅拌机制备了A液(含有相转移催化剂的以水为主的流体)的实施例1～7中，得到88％以上的收率，特别是实施例1～5不依赖于强制薄膜型微反应器的圆盘转速、A液和B液的流量比，得到了97％以上的收率。

由以上的结果可知，在用强制薄膜型微反应器实施相转移催化反应的情况下，优选更均质地制备含有相转移催化剂的溶液。

另外，由实施例1～8中所示的结果可知，如果所投入的搅拌能量降低，则收率也降低。

符号的说明

1 第1处理用面

2 第2处理用面

10 第1处理用部

11 第1支架

20 第2处理用部

21 第2支架

d1 第1导入部

d2 第2导入部

d20 开口部

Claims (5)

1.一种有机化合物的制造方法，其特征在于，其为以下的制造方法：在为可接近·分离地相互对向配设、至少一方相对于另一方进行旋转的处理用面、且通过在使所述处理用面接近的方向上的挤压力和使所述处理用面分离的力的均衡而保持为1mm以下的规定间隔的所述处理用面之间，在通过将第1流体和第2流体导入、合流而形成的薄膜流体中进行相转移催化反应的、使用强制薄膜型微反应器的有机化合物的制造方法，其中，

使用所述第1流体和所述第2流体的至少2种流体，

所述第1流体与所述第2流体不相互混合，

其中至少第1流体含有选自有机化合物、反应剂、相转移催化剂这三者中的一者或二者，

所述第1流体以外的流体中，至少所述第2流体含有从所述三者中未选择者中的至少一者，

作为所述第1流体和所述第2流体全体，使其含有全部所述三者，

对于所述第1流体和所述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体，在导入处理用面间之前，使用搅拌机进行制备以使得所述第1流体和/或所述第2流体中所含的相转移催化剂实质上均质地被混合，使由所述相转移催化反应所生成的反应产物的收率为76％以上。

2.权利要求1所述的有机化合物的制造方法，其特征在于，所述搅拌机为具备旋转叶片的搅拌机。

3.权利要求1或2所述的有机化合物的制造方法，其特征在于，在所述的混合时，向所述第1流体和所述第2流体中至少含有相转移催化剂的流体所投入的每单位体积的搅拌能量为2.0kW·h/m³以上。

4.权利要求1或2所述的有机化合物的制造方法，其特征在于，所述处理用面具备同心圆状的圆环形状的开口部，

所述第1流体和所述第2流体中至少一方的流体经由所述开口部而被导入处理用面间。

5.权利要求1或2所述的有机化合物的制造方法，其特征在于，所述第1流体和所述第2流体中，一方的流体为含有有机化合物、或有机化合物和反应剂的有机相，另一方的流体为含有反应剂的水相，在所述第1流体和所述第2流体中的至少任一方的流体中含有所述相转移催化剂。

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