CN112341403B - 一种利用微流场反应技术制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种利用微流场反应技术制备3‑氨基‑4‑偕胺肟基呋咱的方法，包括如下步骤：(1)将丙二腈溶液和亚硝酸钠水溶液分别同时泵入微流场反应装置中的第一微混合器中，混合后通入第一模块进行第一反应；(2)在步骤(1)进行的同时，将盐酸羟胺水溶液和第一模块流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第二微混合器中混合；(3)在步骤(2)进行的同时，将氢氧化钠水溶液和第二微混合器流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第三微混合器中，混合后通入第二模块进行第二反应，即得含有3‑氨基‑4‑偕胺肟基呋咱的反应液。本发明克服了传统加料过程繁琐，反应时间长，以及冰浴能耗等问题。
Description
技术领域
本发明属于化学合成领域，具体涉及一种利用微流场反应技术制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法。
背景技术
呋咱化合物是高能量密度化合物以及高含氮化合物的重要类型，它同时具有高能量密度、成烩、高氮含量等优点。呋咱环为一个含有2个碳原子、2个氮原子、1个氧原子的五元环平面结构，分子式为C2N2OH2，又称为恶二唑环，其含氮量为37％，含碳量为34％，含氧量为23％，环上六个电子形成一个共轭大π键，具有一定的芳香性，其能量来源是基于分子中含有大量的碳氮、氮氮键；对于设计含有C,H,O,N原子的高能量密度化合物，呋咱环是一种非常有效的结构单元。鉴于呋咱含能衍生物由于具有高能量密度、高标准生成焓(ΔHf)、高氮含量等优点，其已成为国内外备受关注的研究方向之一。此外，研究表明氧化呋咱环为“潜硝基”内侧环结构，一个环内含有2个活性氧原子，含氧量和分子的结晶密度更高。而3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)是合成新型呋咱含能化合物的一种重要前驱体。从AAOF出发，经重氮化、1,3偶极化反应可得到3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱(DATF)。由DATF可衍生出系列新型呋咱类含能化合物，包括新型高能量密度材料化合物3,4-二(硝基呋咱基)氧化呋咱(BNFF)；AAOF经过氧化铅氧化得到3-氨基-4-氰基呋咱(CNAF)。由CNAF经氧化、分子间催化脱氧化氮、醚化合成3,3'-二氰基二呋咱基醚(FOF-2)。
目前报道的合成AAOF的方法中，通常是由丙二腈为起始原料，经亚硝化和重排反应，再盐酸羟胺作用下再经肟化、脱水缩合等一系列的反应步骤最终得到目标产物，且一般是在釜式反应器中进行的。然而，该反应是一个强放热反应，因此需要对反应过程实施控温处理，在规模化的生产过程中增加了能耗的同时且造成了安全隐患。此外，该反应还存在反应时间长、产物收率低、加料操作步骤繁琐、“三废”排放严重等问题。为了解决3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)规模化的制备的问题，亟需引入高效的过程强化技术—微流场反应技术。
发明内容
发明目的：本发明所要解决传统的合成方法过程中操作过程繁琐、反应剧烈、强放热、安全性不可控、产生大量废水等问题，本发明提供一种利用微流场反应技术制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)的方法。
为了解决上述技术问题，本发明公开了一种利用微流场反应技术制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法，其化学反应式如下：
具体地，如图1所示，包括如下步骤：
(1)将丙二腈溶液和亚硝酸钠(NaNO2)水溶液分别同时泵入微流场反应装置中的第一微混合器中，混合后通入第一模块(低温模块)进行第一反应；
(2)在步骤(1)进行的同时，将盐酸羟胺(NH2OH﹒HCl)水溶液和第一模块流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第二微混合器中混合；
(3)在步骤(2)进行的同时，将氢氧化钠(NaOH)水溶液和第二微混合器流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第三微混合器中，混合后通入第二模块(高温模块)进行第二反应，即得含有3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的反应液。
其中，所述的微流场反应装置包括第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第四进料泵、第一微混合器、第二微混合器、第三微混合器、第一模块和第二模块；其中，第一微混合器与第一模块、第二微混合器、第三微混合器和第二模块依次串联，第一进料泵和第二进料泵以并联的方式与第一微混合器连接，第三进料泵与第一模块以并联的方式与第二微混合器连接，第四进料泵与第二微混合器以并联的方式与第三微混合器连接。
其中，所述的第一模块和第二模块为孔道结构，孔道数量根据需要增加或减少，孔道材质为聚四氟乙烯，所述微流场反应器反应模块管路的内径尺寸为0.5～5mm，管路的长度为0.5～40m；优选地，所述的反应器内径尺寸为0.8～1.5mm；进一步优选地，所述的反应器内径尺寸为1mm。
步骤(1)中，所述的丙二腈溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸的浓度为2％～30％v/v；所述的丙二腈溶液中丙二腈的浓度为0.5～5.0mol/L，优选为0.5～2.0mol/L。
步骤(1)中，所述的亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠的浓度为2.0～10.0mol/L，优选为2.0～5.0mol/L。
步骤(1)中，所述的丙二腈溶液的泵入速率为0.5～10.0mL/min，优选为0.5～5mL/min；所述的亚硝酸钠水溶液的泵入速率为0.2～10.0mL/min，优选为0.2～5mL/min。
步骤(1)中，所述的第一反应的温度为10～40℃，优选为10～30℃；所述的第一反应的反应停留时间为30s～30min。
步骤(2)中，所述的盐酸羟胺水溶液中盐酸羟胺的浓度为2.0～10.0mol/L，优选为2.0～5.0mol/L。
步骤(2)中，所述的盐酸羟胺水溶液的泵入速率为0.2～10.0mL/min，优选为0.2～5mL/min。
步骤(3)中，所述的氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的浓度为10.0～30.0mol/L，优选为20.0～30.0mol/L。
步骤(3)中，所述的氢氧化钠水溶液的泵入速率为0.1～2.0mL/min，优选为0.1～1mL/min。
步骤(3)中，所述的第二反应的温度为80～120℃，优选为100～120℃；所述的第二反应的反应停留时间为15s～15min。
有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优势：
(1)与传统的3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)的釜式制备工艺相比，本发明开发的反应工艺具有以下几方面的优势：①涉及的相关反应在室温下即可进行，无需低温操作，在简化操作的同时大大降低了能耗；②利用微流场强化传质传热的特性解决了传统合成方法过程中的强放热问题；③一步实现目标产品AAOF的连续合成，避免了中间体分离步骤，大大提高了反应的效率；④克服了传统加料过程繁琐，反应时间长，以及冰浴能耗等问题。
(2)本发明中涉及的新型微流场反应器具有价格便宜、便于运输、清洗方便、传热传质效率更高、更易于工程化放大等特点。同时，本发明中方法的反应时间短、反应转化率高以及目标产品收率高等优点。该方法操作简单、成本低廉、对环境污染小，能够连续不间断地进行生产且产品的质量稳定，具有良好的工程化应用前景。
(3)微通道反应技术采用连续流的方式，物料混合效果好、返混极低，可有效提升反应选择性而提高产品质量。同时，提升传质传热效率，缩短反应时间，产品质量稳定，连续性高有利于连续不间断放大生产，操作简单。
(4)微通道反应器具有较好的去除反应热的能力和冷却能力，改善了原来所需的低温和高温反应环境。
(5)持液体积只有十几至几百毫升，在有安全保护的情况下可以大大降低反应爆炸的安全隐患。
(6)设备占地面积小，操作简单，可以减少操作用工，生产成本得以降低，生产经济性得到保障。
(7)本发明的原料转换率为88～98％，收率高达83～95％。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
图1为AAOF合成示意图。
图2为3-氨基-4-偕胺肟基呋咱氢谱图。
图3为3-氨基-4-偕胺肟基呋咱碳谱图。
具体实施方式
下述实施例中所述实验方法，如无特殊说明，均为常规方法；所述试剂和材料，如无特殊说明，均可从商业途径获得。
实施例1
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为5.0mL/min，物料Ⅱ的流速为2.5mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为10℃，反应的停留时间2.1min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为2.5mL/min，物料Ⅳ的流速为0.4mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为45s。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.28g，其核磁质谱如图2、图3所示，原料转化率为90％，收率80％。
实施例2
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为5.0mL/min，物料Ⅱ的流速为2.5mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.5mm，长度20m，体积35.3mL。反应温度为10℃，反应的停留时间4.7min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为2.5mL/min，物料Ⅳ的流速为0.4mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.5mm，长度10m，体积17.7mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.7min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.06g，原料转化率为88％，收率72％。
实施例3
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为5.0mL/min，物料Ⅱ的流速为2.5mL/min，低温模块微通道反应器的内径为0.8mm，长度20m，体积10.0mL。反应温度为10℃，反应的停留时间1.3min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为2.5mL/min，物料Ⅳ的流速为0.4mL/min，高温模块微通道反应器的内径为0.8mm，长度10m，体积5.0mL。反应温度为100℃，反应停留时间为29s。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.00g，原料转化率为85％，收率70％。
实施例4
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.5mL/min，物料Ⅱ的流速为1.25mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为10℃，反应的停留时间4.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.25mL/min，物料Ⅳ的流速为0.2mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.5min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.51g，原料转化率为93％，收率88％。
实施例5
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为10℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.63g，原料转化率为95％，收率92％。
实施例6
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为20℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.57g，原料转化率为96％，收率90％。
实施例7
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。同时将物料Ⅰ和物料Ⅱ利用注射泵输送至微通道反应器中进行混合，充分混合后继续输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为30℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.43g，原料转化率为91％，收率85％。
实施例8
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为40℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为100℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.15g，原料转化率为85％，收率75％。
实施例9
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为10℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为80℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)0.94g，原料转化率为61％，收率33％。
实施例10
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到5％v/v乙酸水溶液中，配制成20mL溶液，作为物料Ⅰ；称取2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅱ；称取2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)加入到水中，配制成10mL溶液，作为物料Ⅲ；量取1.6mL 25mol/L的氢氧化钠(40mmol,2.0equiv)溶液，作为物料Ⅳ。将物料Ⅰ和物料Ⅱ同时输送至微通道反应器中进行混合，混合后输送至低温模块进行反应。其中，物料Ⅰ的流速为2.0mL/min，物料Ⅱ的流速为1.0mL/min，低温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度20m，体积15.7mL。反应温度为10℃，反应的停留时间5.2min。然后依次泵入物料Ⅲ、物料Ⅳ与上述反应液混合。混合的反应液输送至高温模块进行反应。其中，物料Ⅲ的流速为1.0mL/min，物料Ⅳ的流速为0.16mL/min，高温模块微通道反应器的内径为1.0mm，长度10m，体积7.8mL。反应温度为120℃，反应停留时间为1.9min。收集流出液，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.72g，原料转化率为98％，收率95％。
对比例1
称取1.32g丙二腈(20mmol,1.0equiv)加入到20mL乙酸中(5％v/v)，于冰浴条件下加入2.76g NaNO2(40mmol,2.0equiv)和10mL水溶液，搅拌4h，在冰浴条件下加入2.76g盐酸羟胺(40mmol,2.0equiv)，并用质量分数50％的氢氧化钠溶液将pH调节至10，30℃下保温1h，加热回流2h，冷却过滤得3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)2.09g，收率73％。
通过如下实验说明本发明所能够获得的有益效果：
1、为了考察微通道反应器尺寸对收率的影响，在实施例1(即：物料Ⅰ流速为5.0mL/min、物料Ⅱ流速为2.5mL/min、物料Ⅲ流速为2.5mL/min、物料Ⅳ流速为0.4mL/min；低温模块反应温度为10℃、高温模块反应温度为100℃；停留时间分别为2.1min、45s，微通道反应器内径为1.0mm)。在此基础上采用不同的微通道反应器内径，进而考察反应器尺寸对收率的影响。具体设置如下：实施例2采用内径为1.5mm的反应器，实施例3采用内径为0.8mm的反应器。比较结果如表1所示：
表1不同反应器尺寸对制备AAOF收率的影响
| 实验组 | 反应器内径 | 收率(％) |
| 实施例1 | 1.0 | 80 |
| 实施例2 | 1.5 | 72 |
| 实施例3 | 0.8 | 70 |
由表1可知，微通道反应器内径较大时，反应液的混合效果可能会变差，进而导致收率降低；微通道反应器内径较小时，反应液的流通不是很顺畅，甚至会造成堵塞。因此微通道反应器内径1.0mm较为合适。
2、为了考察进料流速和反应停留时间对收率的影响，在实施例1(即：物料Ⅰ流速为5.0mL/min、物料Ⅱ流速为2.5mL/min、物料Ⅲ流速为2.5mL/min、物料Ⅳ流速为0.4mL/min；低温模块反应温度为10℃、高温模块反应温度为100℃；停留时间分别为2.1min、45s，微通道反应器内径为1.0mm)。在此基础上采用不同的进料流速、不同的反应停留时间，进而考察进料流速和反应停留时间对收率的影响。具体设置如下：实施例4物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ、物料Ⅳ的流速分别为2.5mL/min、1.25mL/min、1.25mL/min、0.2mL/min，反应停留时间为4.2min、1.5min，实施例5物料Ⅰ、物料Ⅱ、物料Ⅲ、物料Ⅳ的流速分别为2.0mL/min、1.0mL/min、1.0mL/min、0.16mL/min，反应停留时间为5.2min、1.9min。比较结果如表2所示：
表2不同流速和反应停留时间对收率的影响
由表2可知，物料的进料流速和反应停留时间对收率的影响较大，在流速较快，反应停留时间过短的情况下，反应的收率较低，降低流速、延长反应停留时间，反应收率可得到提高。
3、为了考察反应温度对收率的影响，在实施例5(即：物料Ⅰ流速为2.0mL/min、物料Ⅱ流速为1.0mL/min、物料Ⅲ流速为1.0mL/min、物料Ⅳ流速为0.16mL/min；低温模块反应温度为10℃、高温模块反应温度为100℃；停留时间分别为5.2min、1.9min，微通道反应器内径为1.0mm)。在此基础上采用不同反应温度，进而考察反应温度对收率的影响。具体设置如下：实施例6采用反应温度分别为20℃、100℃；实施例7采用反应温度分别为30℃、100℃；实施例8采用反应温度分别为40℃、100℃；实施例9采用反应温度分别为10℃、80℃；实施例10采用反应温度分别为10℃、120℃；。比较结果如表3所示：
表3不同反应温度对收率的影响
| 实验组 | 低温模块(℃) | 高温模块(℃) | 收率(％) |
| 实施例5 | 10 | 100 | 92 |
| 实施例6 | 20 | 100 | 90 |
| 实施例7 | 30 | 100 | 85 |
| 实施例8 | 40 | 100 | 75 |
| 实施例9 | 10 | 80 | 33 |
| 实施例10 | 10 | 120 | 95 |
由表3可知，反应温度对产物收率影响很大，低温模块温度升高时，产物收率呈下降趋势；高温模块反应温度低于100℃时，产物的收率很低，当温度为120℃时，产物的收率高达95％。
虽然本发明已以较佳的实施例公开如上，但其并非用于限定本发明，任何熟悉此技术的人，在不脱离本发明的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本发明的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
本发明提供了一种利用微流场制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。
Claims (5)
1.一种利用微流场反应技术制备3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法，其特征在于，包括如下步骤：
（1）将丙二腈溶液和亚硝酸钠水溶液分别同时泵入微流场反应装置中的第一微混合器中，混合后通入第一模块进行第一反应；
（2）在步骤（1）进行的同时，将盐酸羟胺水溶液和第一模块流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第二微混合器中混合；
（3）在步骤（2）进行的同时，将氢氧化钠水溶液和第二微混合器流出液分别同时泵入微流场反应装置中的第三微混合器中，混合后通入第二模块进行第二反应，即得含有3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的反应液；
所述微流场反应装置中第一模块和第二模块管路的内径尺寸为1 mm，长度为0.5~40m；
步骤（1）中，所述的丙二腈溶液的泵入速率为0.5~10.0 mL/min；所述的亚硝酸钠水溶液的泵入速率为0.2~10.0 mL/min；所述的第一反应的温度为10~40℃，反应停留时间为30s~30 min；
步骤（2）中，所述的盐酸羟胺水溶液的泵入速率为0.2~10.0 mL/min；
步骤（3）中，所述的氢氧化钠水溶液的泵入速率为0.1~2.0 mL/min；所述的第二反应的温度为80~120℃，反应停留时间为15 s~15 min。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的丙二腈溶液的溶剂为乙酸水溶液，乙酸的浓度为2%~30% v/v；所述的丙二腈溶液中丙二腈的浓度为0.5~5.0 mol/L。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中，所述的亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠的浓度为2.0~10.0 mol/L。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中，所述的盐酸羟胺水溶液中盐酸羟胺的浓度为2.0~10.0 mol/L。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的氢氧化钠水溶液中氢氧化钠的浓度为10.0~30.0 mol/L。
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| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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