CN109928862B - 一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种ɑ‑氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，包括在外循环喷雾式反应器中，加入原料α,α‑二氯乙基环丙烷，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵进行高速循环喷雾；控制反应温度为10‑80℃，将催化剂碘化钾加入反应器中，同时慢慢加入碱原料，实现三者的充分混合反应等步骤，本发明采用了独特的外循环喷雾式反应器，替代了传统的搅拌釜式反应器，反应得到的盐类产物也可以通过反应釜内设置有滤芯层，可以一边反应一边实现固液分离，提高了反应和后处理效率。并且由于催化剂的存在得以较好的成核生长，有利于过滤，有利于反应向右稳步进行。

Description

一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法

技术领域

本发明涉及化工技术领域，具体地说，是涉及一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法。

背景技术

ɑ-氯乙烯基环丙烷，分子量为102.6，分子结构图如下：

它是合成环丙基乙炔的重要中间体，而后者是重要的医药农药中间体，特别是抗艾滋病药物依法伟伦的重要中间体。这个产品的合成具有重要的市场价值。

依法伟伦(Efavirenz，也称DMP266)，化学名为(4s)-6-氯-(环丙乙炔)-4-(三氟甲基)-苯并-1,4-二氢噁唑-2-酮。这一药物是由美国Merck公司研制，且已于1999年通过美国食品药品监督管理局(FDA)审批。这一药物是公认最有效的抗与治疗HIV-病毒的药物。而环丙基乙炔是合成这一药物必须使用的原料。其中目前用环丙基甲基酮经过氯化、消除与成炔三步反应合成与生产环丙基乙炔的新工艺，大大降低了生产的安全风险，也明显降低了环丙基乙炔的生产成本。

这条路线中核心中间体就是ɑ-氯乙烯基环丙烷，由于其自身具有明显的不稳定性，因此目前难以获得高含量，高得率的ɑ-氯乙烯基环丙烷。

浙江工业大学的李坚军(CN200910101763.4)公开了一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的合成方法，其特征在于所述的合成方法为：以环丙甲基酮和双(三氯甲基)碳酸酯为原料，在有机胺催化剂作用下在有机溶剂中于0～150℃反应完全，反应液蒸馏纯化即得所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷。该发明所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷的合成方法，以双(三氯甲基)碳酸酯为氯化试剂，采用温和的反应条件，具有安全、三废少、能耗小等优点。但该路线收率和纯度均不理想。

现有的ɑ-氯乙烯基环丙烷产品制备工艺，或多或少存在缺陷，或是产品收率太低，或是产品纯度太低。现有的技术路线在环境友好性和成本方面都需要改进。

发明内容

本发明正是针对现有技术中存在的各种不足之处，提供了一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法。

本发明为达到上述目的，是通过这样的技术方案来实现的：

本发明公开了一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，包括以下步骤：

1)、在外循环喷雾式反应器中，加入原料α,α-二氯乙基环丙烷，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵进行高速循环喷雾；

2)、控制反应温度为10-80℃，将催化剂碘化钾加入反应器中，同时慢慢加入碱原料，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为2-24小时,加料结束之后，继续保温循环喷雾反应2-12小时后，反应结束；

3)、反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏过滤的后处理方法，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。

作为进一步的改进，本发明所述的外循环喷雾式反应器中的液滴沙得直径(SMD,Sauter MeanDiameter)在10–300μm范围内。

作为进一步的改进，本发明所述的碱原料为氨、一甲胺、二甲胺和三甲胺中的一种。

作为进一步的改进，本发明所述的原料α,α-二氯乙基环丙烷和碱原料和催化剂的摩尔比例为1：1.05-2.00：0.005-0.02。

作为进一步的改进，本发明所述的反应温度为30-60℃。

作为进一步的改进，本发明所述的产品后处理工艺，首先减压蒸馏除去体系中的低沸点物质，然后经过过滤得到精制的高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。

作为进一步的改进，本发明所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷产品含量大于99％，反应总收率大于97％。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用了独特的外循环喷雾式反应器，替代了传统的搅拌釜式反应器。通过将α,α-二氯乙基环丙烷原料和催化剂在反应器上部喷雾混合，它们形成了大量极小的液滴颗粒，与此同时，碱原料——氨、一甲胺、二甲胺和三甲胺作为气体在反应器上部可以与这些小液滴迅速发生接触。喷雾的小液滴粒径极小，从而具有极大的比表面积，可以与气相中的碱原料迅速接触，并迅速吸收进入小液滴，从而极大的促进了反应体系中各个反应物种间的传质过程，根据测试，外循环喷雾式反应器的传质速率比传统的搅拌釜式反应器的传质速率提高了一个数量级以上，极大的促进了反应器中各个反应物种间的传质，从而使得反应可以处于动力学控制。反应体系中的快速传质过程极大提升了反应效率，降低了副反应的发生。同时液滴中的快速传质也保证了各个小液滴内容浓度的均一性，比搅拌釜中浓度分布均匀性有了极大提升，这进一步降低了副反应的发生几率，提高了反应的选择性和效率。

2、本发明在反应中，将碱原料采用不断加入反应器的方式与α,α-二氯乙基环丙烷原料发生反应。一方面，传统釜式反应器中，使用的有机碱和无机碱都为一次性加入，不仅碱性过强，也使得体系中碱的浓度过高，使得反应体系容易发生大量副反应，造成产品色泽深，反应原料被大量消耗。因此本发明采用了碱性更低的气体碱原料，并采用气相不断加入反应器中的形式，不仅有效降低了体系的碱性，也降低了体系中碱浓度，从而有效规避了副反应的发生，此外还对反应体系进行除氧充氮置换保护，进一步确保了原料和产品的稳定性。

3、由于本体系属于动力学控制体系，而副反应又得到了足够的抑制。进一步根据副反应活化能高的特点，本发明采用了低温法进行动力学反应控制，抑制了相应副反应，因此使得反应体系的选择性更高。本发明所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷产品含量大于99％，反应总收率大于97％。

4、本发明中，发现加入催化剂碘化钾，可以有效改善反应的选择性，提高反应原料和反应产品的稳定性，获得了优良的反应效果。反应得到的盐类产物也可以通过反应釜内设置有滤芯层，可以一边反应一边实现固液分离，提高了反应和后处理效率。并且由于催化剂的存在得以较好的成核生长，有利于过滤，有利于反应向右稳步进行。

附图说明

图1为外循环喷雾式反应器的结构示意图；

图中1-α,α-二氯乙基环丙烷，2-催化剂，3-碱原料，4-喷嘴，5-滤芯层，6-外循环泵，7-换热器。

具体实施方式

本发明公开了一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，本发明下面结合具体实施例对本发明的技术方案作进一步地的详细说明，但本发明的范围并不局限于实施例。

实施例1

(1)在外循环喷雾式反应器中(液滴沙得直径为10μm)，通过喷嘴4加入α,α-二氯乙基环丙烷1(139.1kg，1kmol)，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵6进行高速循环喷雾。

(2)通过换热器7控制反应温度为10℃，将催化剂2碘化钾0.83kg加入反应器中，同时慢慢通入碱原料3氨34kg，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为24小时。加料结束之后，继续保温循环喷雾反应12小时后，反应结束。

(3)反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏、滤芯层5过滤的后处理工艺，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。产品色泽含量99.3％，反应总收率97.2％。

实施例2

(1)在外循环喷雾式反应器中(液滴沙得直径为300μm)，通过喷嘴4加入α,α-二氯乙基环丙烷1(139.1kg，1kmol)，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵6进行高速循环喷雾。

(2)通过换热器7控制反应温度为80℃，将催化剂2碘化钾3.32kg加入反应器中，同时慢慢通入碱原料3三甲胺62.1kg，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为2小时。加料结束之后，继续保温循环喷雾反应2小时后，反应结束。

(3)反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏、滤芯层5过滤的后处理工艺，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。产品色泽含量99.0％，反应总收率97.5％。

实施例3

(1)在外循环喷雾式反应器中(液滴沙得直径为50μm)，通过喷嘴4加入α,α-二氯乙基环丙烷1(139.1kg，1kmol)，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵6进行高速循环喷雾。

(2)通过换热器7控制反应温度为30℃，将催化剂2碘化钾1.66kg加入反应器中，同时慢慢通入碱原料3一甲胺46.6kg，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为12小时。加料结束之后，继续保温循环喷雾反应5小时后，反应结束。

(3)反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏、滤芯层5过滤的后处理工艺，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。产品色泽含量99.5％，反应总收率98.8％。

实施例4

(1)在外循环喷雾式反应器中(液滴沙得直径为100μm)，通过喷嘴4加入α,α-二氯乙基环丙烷1(139.1kg，1kmol)，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵6进行高速循环喷雾。

(2)通过换热器7控制反应温度为60℃，将催化剂2碘化钾1.0kg加入反应器中，同时慢慢通入碱原料3二甲胺50.0kg，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为6小时。加料结束之后，继续保温循环喷雾反应4小时后，反应结束。

(3)反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏、滤芯层5过滤的后处理工艺，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。产品色泽含量99.4％，反应总收率99.0％。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的具体实施例子。显然，本发明不限于以上实施例子，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，其特征在于包括以下步骤：

1)、在外循环喷雾式反应器中，加入原料α,α-二氯乙基环丙烷(1)，除氧充氮置换保护，再开启真空，开启外循环泵(6)进行高速循环喷雾；

2)、将催化剂(2)碘化钾加入反应器中，同时慢慢加入碱原料(3)，实现三者的充分混合反应，加料喷雾时间为2-24小时,加料结束之后，继续保温循环喷雾反应2-12小时后，反应结束；

3)、反应结束后，所得粗产品经过减压蒸馏过滤的后处理方法，制备得到高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品

所述的碱原料(3)为氨、一甲胺、二甲胺和三甲胺中的一种；所述反应温度为30-60℃。

2.如权利要求1所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，其特征在于，所述的外循环喷雾式反应器中的液滴沙得直径(SMD,Sauter MeanDiameter)在10–300μm范围内。

3.如权利要求1所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，其特征在于，所述的原料α,α-二氯乙基环丙烷(1)和碱原料(3)和催化剂(2)的摩尔比例为1：1.05-2.00：0.005-0.02。

4.如权利要求1或2或3所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，其特征在于，所述的产品后处理方法，首先减压蒸馏除去体系中的低沸点物质，然后经过过滤得到精制的高纯度ɑ-氯乙烯基环丙烷产品。

5.如权利要求1所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷的新型制备方法，其特征在于，所述的ɑ-氯乙烯基环丙烷产品含量大于99％，反应总收率大于97％。

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