CN111018681B

CN111018681B - 一种微反应装置内制备苯偶姻的方法

Info

Publication number: CN111018681B
Application number: CN201911407104.3A
Authority: CN
Inventors: 赵国锋; 任凤霞; 马小文; 董子瑞
Original assignee: Tianjin Jiuri New Materials Co ltd
Current assignee: Tianjin Jiuri New Materials Co ltd
Priority date: 2019-12-31
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2022-10-14
Anticipated expiration: 2039-12-31
Also published as: CN111018681A

Abstract

本发明涉及一种微反应器内制备苯偶姻的方法。以苯甲醛和氰化钠为原料，经安息香缩合制备苯偶姻。本发明提供的苯偶姻的制备方法，大大减少了氰化物的用量，并且反应过程全封闭，相对安全可靠，并且用微通道反应器的高效传热传质能力，降低了反应温度，减少了副反应，比如苯甲醛的氧化，聚合，自身歧化等，并且反应产率高，收率高，易于实现工业化生产。

Description

一种微反应装置内制备苯偶姻的方法

技术领域

本发明属于化学反应技术领域，具体涉及一种微反应装置内制备苯偶姻的方法。

背景技术

苯偶姻，化学名为1，2—二苯基羟乙酮，是一种白色针状晶体，是一种重要的化工原料，广泛用作感光性树脂的光敏剂、染料中间体和粉末涂料的防缩孔剂，也是一种重要的药物合成中间体，如抗癫痫药物二苯基乙内酰脲的合成以及二苯基乙二酮、二苯基乙二酮肟、乙酸安息香类化合物的制备等。

苯偶姻通常是通过苯甲醛的自身偶姻缩合（俗称安息香缩合）制备，工业上通过安息香缩合制备苯偶姻是用氰化钠或氰化钾作催化剂，在碱性条件下，氰负离子（CN^-）促使两分子苯甲醛缩合反应，效果好，但是由于氰化物有剧毒，安全性低。1958年Breslow（Breslow R. On the mechanism of Thiamine action Ⅳ .Evidence from studies onmodel systems. J Am Chem.Soc.,1958,80(15):3 719-3726）提出了安息香缩合的机理，发现噻唑鎓盐的C-2位氢具有一定的酸性，在弱碱性条件下被碱夺去后生成噻唑内鎓盐，在反应中所起的作用类似于CN^-，在催化苯偶姻缩合反应中有较好的效果。 Davis （Davis J，Forrester K. Thiazolium -ion based organic ionicliquids （OILs）. Novel OILswhich promote the benzoincondensation［J］. Tetrahedron Letters， 1999， 40（9）： 1621-1 622）使用噻唑盐催化苯甲醛的安息香缩合反应，以甲苯做溶剂，苯偶姻收率可达80%。虽然噻唑盐可以解决氰化物带了的环境污染问题，但是噻唑盐对反应条件要求苛刻，催化剂用量大，反应过程中使用大量的有机溶剂，产物的分离困难。

发明内容

本发明的目的是为了克服氰化物使用过程中的安全性、间歇釜式反应器生产周期长、效率低、催化剂用量大和环境污染严重的缺点，利用微反应装置在有机合成中的优势，提供一种制备苯偶姻的方法。

本发明提供的微反应器内制备苯偶姻的工艺路线：

。

本发明提供的微反应装置内制备苯偶姻的方法，具体操作步骤包括：

1）苯甲醛和溶剂混合均匀后，泵入微混合器，与泵入的氰化物水溶液在微混合器混合均匀，通过微反应器进行反应；

2）反应后的物料经冷却结晶，过滤，得到产品；收集滤液；

本发明提供一种用于制备苯偶姻的微反应装置，其特征在于步骤1）所述装置包括进料泵、单向阀、微混合器、微反应器、结晶釜、压滤釜。

本发明提供的微反应装置，其特征在于，所述微反应器为微筛孔分散反应器、膜分散反应器或微通道反应器。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）反应中苯甲醛溶液的溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、DMF、DMSO中的一种或几种；所用溶剂的用量选自苯甲醛质量的0.2-1倍。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）反应中氰化物选自氰化钠、氰化钾。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）反应中氰化物水溶液浓度范围1%-15%，氰化物的用量是苯甲醛质量的0.1%-1%。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）所用微通道反应管的通道内径在50-1000μm。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）在微混合器中的停留时间在1-30s。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤1）反应时间为5-30min，反应温度为20-100度。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，其特征在于步骤2）中母液可循环使用。

本发明提供的苯偶姻的制备方法，大大减少了氰化物的用量，反应过程全封闭，相对安全可靠，并且用微通道反应器的高效传热传质能力，降低了反应温度，减少了副反应，比如苯甲醛的氧化，聚合，自身歧化等，并且反应产率高，收率高，易于实现工业化生产。通过微反应器反应，反应干净，副反应少，因此滤液杂质含量特别少，给滤液重复使用提供了必要条件，极大的减少了氰化物废液，而且由于母液回收套用，减少了产品在母液中的溶解，因此即降低了氰化物在使用过程中的危险性，又增加了产品收率。

附图说明

本发明微反应装置内制备苯偶姻的反应流程结构示意图。

具体实施例

为了更清楚地说明本发明，下文中采取非限定性实施例进一步说明。

实施例1：苯偶姻的制备

100g苯甲醛溶于40ml甲醇中，混合均匀，泵入微混合器，同时质量分数5%氰化钠水溶液10ml泵入微混合器，调整苯甲醛溶液的流量为2ml/min，调整氰化钠水溶液的流量为0.13ml/min，在微混合器中停留6s，进入到微反应器进行反应，反应时间10min，加热至50度，取样进行气相分析，反应选择性98.9%。反应后的物料冷却结晶，压滤烘干得到产品97g，产品收率97%。母液回收到氰化物存放釜，回收利用。

实施例2：苯偶姻的制备

100g苯甲醛溶于40ml甲醇中，混合均匀，泵入微混合器，同时质量分数1%氰化钠水溶液20ml泵入微混合器，调整苯甲醛溶液的流量为2ml/min，调整氰化钠水溶液的流量为0.29ml/min，在微混合器中停留6s，进入到微反应器进行反应，反应时间20min，反应温度60度，取样进行气相分析，反应选择性98.3%。反应后的物料进入冷却结晶，压滤烘干得到产品96.5g，产品收率96.5%。

实施例3：苯偶姻的制备

100g苯甲醛溶于50ml甲醇中，混合均匀，泵入微混合器，同时质量分数10%氰化钠水溶液5ml泵入微混合器，调整苯甲醛溶液的流量为2ml/min，调整氰化钠水溶液的流量为0.06ml/min，在微混合器中停留5s，进入到微反应器进行反应，反应时间20min，反应温度45度，取样进行气相分析，反应选择性98.9%。反应后的物料进入冷却结晶，压滤烘干得到产品97.5g，产品收率97.5%。

实施例4：滤液循环使用制备苯偶姻

由于氰化物废液的后处理复杂，而且操作过程中有严重的安全隐患。本发明提供的制备方法，所得氰化物水溶液的滤液可以循环使用，一方面提高反应的收率，另一方面也减少氰化物的排放，经过试验，循环使用的次数达到10次效果仍然很好。

实施例4-1：

用实施例1回收的母液45ml替代5%氰化钠水溶液，苯甲醛溶于10ml甲醇中，同时泵入微混合器内，在微混合器中停留6s，同时调整苯甲醛溶液的流量为1ml/min，调整氰化物水溶液的流量为0.39ml/min，进入到微反应器进行反应，反应时间10min，反应温度50度，取样进行气相分析，反应选择性98.3%。反应后的物料进入冷却釜中冷却结晶，压滤烘干得到产品98.5g，产品收率98.5%。

实施例4-2：

用实施例4-1回收的母液51ml替代5%氰化物水溶液，苯甲醛溶于10ml甲醇中，同时泵入微混合器内，在微混合器中停留6s，同时调整苯甲醛溶液的流量为1ml/min，调整氰化物水溶液的流量为0.46ml/min，进入到微反应器进行反应，反应时间10min，反应温度50度，取样进行气相分析，反应选择性98.2%。反应后的物料进入冷却釜中冷却结晶，压滤烘干得到产品98.3g，产品收率98.3%。

实施例4-3：

用实施例4-2回收的母液55ml替代5%氰化物水溶液，苯甲醛溶于10ml甲醇中，同时泵入微混合器内，在微混合器中停留5s，同时调整苯甲醛溶液的流量为1ml/min，调整氰化物水溶液的流量为0.46ml/min，进入到微反应器进行反应，反应时间10min，反应温度50度，取样进行气相分析，反应选择性98.0%。反应后的物料进入冷却釜中冷却结晶，压滤烘干得到产品98.1g，产品收率98.1%。

实施例4-4：

用实施例4-3回收的母液60ml替代5%氰化物水溶液和苯甲醛同时泵入微混合器内，在微混合器中停留5s，同时调整苯甲醛溶液的流量为1ml/min，调整氰化物水溶液的流量为0.6ml/min，进入到微反应器进行反应，反应时间10min，反应温度50度，取样进行气相分析，反应选择性98.2%。反应后的物料进入冷却釜中冷却结晶，压滤烘干得到产品98.0g，产品收率98.0%。

实施例4-5：用实施例4-3回收的母液60ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率98.3%。

实施例4-6：用实施例4-5回收的母液55ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率98.5%。

实施例4-7：用实施例4-6回收的母液53ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率98.2%。

实施例4-8：用实施例4-7回收的母液50ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率97.9%。

实施例4-9：用实施例4-8回收的母液49ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率98.3%。

实施例4-10：用实施例4-9回收的母液46ml替代5%氰化物水溶液，其余同实施例4-4，得到产品收率98.5%。

结果表明通过十次循环使用，安息香的收率基本未减少，产品的纯度变化不大。

对比实施例1：（参考文献：安息香缩合实验中的催化剂，内蒙古石油化工，高兰萍，2009年第10期，P55）

在装有搅拌、温度计、球型冷凝器的100ml三颈瓶中，依次投入苯甲醛12ml，乙醇20ml。用20%NaOH调至pH为8，小心加入氰化钠0.3g，开动搅拌，在水浴上加热回流1.5h。反应完毕，充分冷却，析出结晶，抽滤，用少量水洗，干燥，得到成品粗品10g，收率80%。

对比实施例2：（参考文献：1, 2-二 ( 4-甲氧基苯基 )乙酮的合成，精细化工，DOI: 10.13550/j.jxhg.1997.04.015，申永存）

向反应瓶中投入13.6g苯甲醛、5.8g氰化钠及30mlDMF, 缓慢升温至80℃ ,保温反应 6h ,加入30ml水 ,放置至室温析出固体，过滤，将固体用95%乙醇重结晶，干燥得到成品11. 5g，收率为84.6%。

对比实施例3：

100g苯甲醛溶于40ml甲醇中，混合均匀，加入质量分数5%氰化物水溶液40ml，加热到反应温度80度回流，回流反应5h，取样进行气相分析，反应选择性92%。反应后的物料冷却结晶，压滤烘干得到产品85g，产品收率85%。

Claims

1.一种微反应装置内制备苯偶姻的方法，包括以下具体步骤：

1)苯甲醛和溶剂混合均匀后，泵入微混合器，与泵入的氰化物水溶液在微混合器混合均匀，通过微反应器进行反应；所述氰化物选自氰化钠、氰化钾；溶剂选自甲醇、乙醇、异丙醇、DMF、DMSO中的一种或几种；所用溶剂的用量选自苯甲醛质量的0.2-1倍；氰化物水溶液浓度范围1％-15％，氰化物的用量是苯甲醛质量的0.1％-1％；

2)反应后的物料经冷却结晶，过滤，得到产品；收集滤液。

2.根据权利要求1所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述微反应装置包括进料泵、单向阀、微混合器、微反应器、结晶釜、压滤釜。

3.根据权利要求1或2所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述微反应器为微筛孔分散反应器、膜分散反应器或微通道反应器。

4.根据权利要求1所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述步骤1)所用微通道反应管的通道内径在50-1000μm。

5.根据权利要求1所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述步骤1)在微混合器中的停留时间在1-30s。

6.根据权利要求1所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述步骤1)反应时间为5-30min，反应温度为20-100度。

7.根据权利要求1所述的制备苯偶姻的方法，其特征在于，所述步骤2)中收集的滤液循环使用。