CN111153804A - 一种对硝基溴苄的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种对硝基溴苄的制备方法，属于有机合成工艺技术领域。该制备方法以对硝基甲苯为原料，氢溴酸为溴源，双氧水氧化，在催化剂的引发下，由计量泵连续泵入微通道反应器中进行反应，生成对硝基溴苄。该工艺操作工序少，可连续生产，产率和纯度较高，生产成本低，适合工业大生产。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，涉及到对硝基甲苯自由基溴化过程，具体涉及一种对硝基溴苄的制备方法。
背景技术
对硝基溴苄又名4-硝基溴苄，是一种无色或浅黄色针状晶体，熔点98℃，具有催泪性，不溶于水，溶于乙醇、乙醚等有机溶剂。对硝基溴苄是一种重要的有机合成中间体，如在新药上用于合成新型抗风湿药-阿克他利，在农药上用于合成杀虫剂氟环脲，在医药工业中用于合成甲酰溶肉瘤素等药物，同时也作为医药、染料中间体、通用试剂和有机分析试剂。
制备对硝基溴苄原料一般选用对硝基甲苯，溴代试剂不尽相同，有用溴素作为溴化剂，如文献[周增永.4-硝基苄基溴的光照合成方法探索[J].染料与染色.2009.45(5).44-45]报道，以对硝基甲苯为原料，四氯化碳作溶剂，紫外光照下滴加溴素，然后滴加双氧水。此工艺收率达到90％以上，纯度达到98％以上，但是用到了四氯化碳有机溶剂以及紫外光照，易对环境造成危害且对设备要求较高；也有用N-溴代琥珀酰亚胺(NBS)做溴化剂，如专利CN 106344552 A中报道，以对硝基甲苯为原料，四氯化碳作溶剂，分批加入NBS，搅拌约7h至反应完全。此工艺重结晶后收率仅为66％，不但收率低，用到的NBS价格稍昂贵，且反应周期长不适合工业生产。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种对硝基溴苄的制备方法来解决对硝基溴苄合成过程中，反应周期长，收率低，原料价格高等问题，该制备方法以对硝基甲苯为原料，氢溴酸为溴源，并加入双氧水为氧化剂在微通道反应器中完全反应，该工艺操作工序少，可连续生产，产率和纯度较高，生产成本低，适合工业大生产。
反应方程式如下：
一种对硝基溴苄的制备方法，包括以下步骤：
步骤1，将对硝基甲苯加热溶解后加入催化剂混合，保温下由计量泵经进样口1注入到微通道反应器的第一片反应片内，得到混合液，控制反应器温度为80～160℃；
步骤2，将双氧水溶液由计量泵经进样口2注入到第一片反应片内与步骤1的混合液混合，得到混合料液1；
步骤3，将步骤2所得的混合料液1通过微反应器的第二片反应片，同步由计量泵将氢溴酸通入微反应器的第二片反应片进行混合反应，得到混合料液2；
步骤4，将步骤3所得的混合料液2连续通过串联的反应片，得到反应液；
步骤5，将步骤4的反应液导出到冷水中冷却淬灭，得到产品液；
步骤6，将步骤5的产品液室温保存1～2h，抽滤得到产品。
其中，步骤1中所述的加热溶解温度为60～100℃。
步骤1中所述的催化剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)。
步骤1中所述的对硝基甲苯与催化剂的质量比为1:(0.02～0.08)。
步骤1中所述的计量泵流速为5～15g/min。
步骤2中所述的双氧水溶液的质量分数为30％，所述的计量泵流速为5～25g/min。
步骤3中所述的氢溴酸的质量分数含量为48％，所述的计量泵流速为10～50g/min。
步骤4中所述的通过串联反应片的片数为7～10片。
步骤5中所述的冷水温度为10～50℃。
与现有技术相比，本发明的优点是：
1、本发明采用一种连续化生产方法，反应时间从传统的数小时缩短到几十秒至几分钟，生产周期短，反应过程更加稳定，显著提高了反应效率；
2、本发明提供的制备方法操作简便，收率高，副产物对硝基二溴苄的含量低；
3、本发明应用的反应器技术具有高效的微观混合特性、良好的传质和传热性能和较高的安全操作性能等优点。
附图说明
图1是本发明的制备工艺流程图。
具体实施方式
下面通过实施例对本发明作进一步说明，但并不因此而限制本发明的内容。
下列实施例根据本发明方法的要求在微通道反应器中进行。以下实施例所适用的工艺流程如图1所示。
实施例1
步骤1，将对硝基甲苯加热至70℃，加入偶氮二异丁腈，对硝基甲苯:偶氮二异丁腈的质量比为1:0.04，混合溶清后，用计量泵以5g/min的流量经进样口1注入第一片反应片，控制反应器温度为120℃；
步骤2，将30％双氧水用计量泵以5g/min的流量经进样口2注入第一片反应片，混合料液1；
步骤3，将步骤2所得的混合料液1通过微反应器的第二片反应片，同步将48％氢溴酸用计量泵以5.6g/min的流量通入微反应器的第二片反应片，得到混合料液2；
步骤4，将步骤3得到的混合料液2连续通过串联的7片反应片，得到反应液；
步骤5，将步骤4所得反应液导入到25℃水中淬灭反应，接料10min；
步骤6，将步骤5所得产品液在室温下保存1h，抽滤，干燥得到产品，称量得78.4g，收率为99.3％，液相测得含量99.21％。
实施例2
步骤1，将对硝基甲苯加热至90℃，加入过氧化苯甲酰，对硝基甲苯:过氧化苯甲酰的质量比为1:0.06，混合溶清后，用计量泵以8g/min的流量经进样口1注入第一片反应片，控制反应器温度为130℃；
步骤2，将30％双氧水用计量泵以8g/min的流量经进样口2注入第一片反应片，得到混合液1；
步骤3，将步骤2所得的混合料液1通过微反应器的第二片反应片，同步将48％氢溴酸用计量泵以9g/min的流量通入微反应器的第二片反应片，得到混合料液2；
步骤4，将步骤3得到的混合料液2连续通过串联的8片反应片，得到反应液；
步骤5，将步骤4所得反应液导入到25℃水中淬灭反应，接料6min；
步骤6，将步骤5所得产品液在室温下保存1h，抽滤，干燥得到产品，称量得74.3g，收率为98％，液相测得含量98.91％。
实施例3
步骤1，将对硝基甲苯加热至100℃，加入偶氮二异丁腈，对硝基甲苯:偶氮二异丁腈的质量比为1:0.08，混合溶清后，用计量泵以12g/min的流量经进样口1注入第一片反应片，控制反应器温度为140℃；
步骤2，将30％双氧水用计量泵以12g/min的流量经进样口2注入第一片反应片，得到混合料液1；
步骤3，将步骤2所得的混合料液1通过微反应器的第二片反应片，同步将48％氢溴酸用计量泵以13.5g/min的流量通入微反应器的第二片反应片，得到混合料液2；
步骤4，将步骤3所得的混合料液2连续通过串联的10片反应片，得到反应液；
步骤5，将步骤4所得的反应液导入到25℃水中淬灭反应，接料4min；
步骤6，将步骤5所得产品液在室温下保存1h，抽滤，干燥得到产品，称量得74.8g，收率为98.6％，液相测得含量99.05％。
对比例1
按照专利CN 106344552 A中对硝基溴苄的制备方法，将起始原料对硝基甲苯15g,置于250mL三口圆底烧瓶中，加入四氯化碳100mL溶解并且搅拌加热，待温度升至约75℃时，分批加入NBS 19.58g，，继续搅拌7小时，TLC跟踪实验进程待反应完全。反应完成后过滤，四氯化碳(100mL)洗涤固体，滤液减压蒸馏后，用乙酸乙酯溶解，并用饱和食盐水(2×100mL)洗涤，无水Na2SO4干燥，减压蒸馏除去溶剂，将所得固体用乙醇重结晶后析出淡黄色针状固体，过滤并干燥至恒重得对硝基甲苯14.3g，收率：60％。
从实施例1-3和对比例1的结果可以看出，本发明利用了微通道反应器制备对硝基溴苄的方法比现阶段的制备方法收率高、反应周期短、操作简便，可扩大生产且不存在放大效应。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (9)
1.一种对硝基溴苄的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，将对硝基甲苯加热溶解后加入催化剂混合，保温下由计量泵经进样口1注入到微通道反应器的第一片反应片内，得到混合液，控制反应器温度为80～160℃；
步骤2，将双氧水溶液由计量泵经进样口2注入到第一片反应片内与步骤1的混合液混合，得到混合料液1；
步骤3，将步骤2所得的混合料液1通过微反应器的第二片反应片，同步由计量泵将氢溴酸通入微反应器的第二片反应片进行混合反应，得到混合料液2；
步骤4，将步骤3所得的混合料液2连续通过串联的反应片，得到反应液；
步骤5，将步骤4的反应液导出到冷水中冷却淬灭，得到产品液；
步骤6，将步骤5的产品液室温保存1～2h，抽滤得到产品。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中所述的加热溶解温度为60～100℃。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中所述的催化剂为偶氮二异丁腈(AIBN)或过氧化苯甲酰(BPO)。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中所述的对硝基甲苯与催化剂的质量比为1:(0.02～0.08)。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤1中所述的计量泵流速为5～15g/min。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤2中所述的双氧水溶液的质量分数为30％，所述的计量泵流速为5～25g/min。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤3中所述的氢溴酸的质量分数含量为48％，所述的计量泵流速为10～50g/min。
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤4中所述的通过串联反应片的片数为7～10片。
9.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的步骤5中所述的冷水温度为10～50℃。
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| CN114426501A (zh) * | 2021-12-23 | 2022-05-03 | 山东艾孚特科技有限公司 | 基于水相反应的溴代沙坦联苯的制备方法 |
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