CN113461719A - 一种三氟化硼络合物的连续合成方法和反应装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及三氟化硼络合物制备技术领域，具体涉及一种三氟化硼络合物的连续合成方法和反应装置。本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成方法，包括以下步骤：在连续流反应器中，将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行络合反应，得到所述三氟化硼络合物，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种。本发明提供的连续合成方法能够使络合反应的时间缩短，极大提高了反应的效率，且提高了目标产物三氟化硼络合物的收率。
Description
技术领域
本发明涉及三氟化硼络合物制备技术领域，具体涉及一种三氟化硼络合物的连续合成方法和反应装置。
背景技术
三氟化硼是一种重要的化工原料，不仅是制备卤化硼、硼单质、硼烷、硼氢化钠等的主要原料；还能够用作有机反应的催化剂，如酯化、烷基化、聚合、异构化、磺化、硝化等。但是，三氟化硼为气体，使用时极不方便，大多不是直接使用，而是用三氟化硼的络合物。
其中，三氟化硼醚类络合物主要用作乙酰化、烷基化、聚合、脱水和缩合反应的催化剂、作环氧树脂固化剂、或用作制造硼氢高能燃料和提取同位素硼10的基本原料；三氟化硼酯类络合物主要用于头孢菌素类抗菌药物合成工艺中，使用安全、方便、并且对环境无污染；三氟化硼有机酸类络合物作为有机原料可用于有机合成中；三氟化硼呋喃类络合物是制备多种医药产品(比如头孢类、沙星类)的催化剂，也是制备硼烷和靶向药物等的重要原料。
但是，目前三氟化硼络合物的合成方法为采用间歇釜式反应，将三氟化硼气体通过管道通入间歇反应釜液面以下与反应釜中液态原料进行络合反应，存在间歇单批次反应时间长，合成效率低的问题。
发明内容
鉴于此，本发明的目的在于提供一种三氟化硼络合物的连续合成方法和反应装置，本发明提供的连续合成方法能够提高络合反应的传热和传质效率，使三氟化硼络合物的合成效率明显提高，而且产率高、耗能低。
为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成方法，包括以下步骤：
在连续流反应器中，将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行络合反应，得到所述三氟化硼络合物，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种。
优选的，所述络合反应的时间为0.1～30min。
优选的，所述含有孤对电子的有机物包括醚类化合物、酯类化合物、有机酸、呋喃类化合物和醇类化合物中的任意一种。
优选的，所述含有孤对电子的有机物的进料速率为5.53～38.75g/min，所述三氟化硼的进料速率为2.52～33.23g/min，所述三氟化硼进料时的压强为0.5～15bar。
优选的，当所述含有孤对电子的有机物包括醚类化合物、酯类化合物、呋喃类化合物和醇类化合物中的任意一种时，所述络合反应的温度为-30～120℃；
当所述含有孤对电子的有机物包括有机酸时，所述络合反应的温度为20～120℃。
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成反应装置，包括连续反应单元；
所述连续反应单元由一个或多个连续流反应器组成，所述连续流反应器为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3和静态混合器4中的一种或多种；所述连续反应单元设置有液体原料入口5、气体原料入口6和液态产物出口7。
优选的，还包括入料口8与所述液态产物出口7连通的保温老化单元，所述保温老化单元由一个或多个连续流反应器组成，所述保温老化单元设置入料口8，所述保温老化单元设置出料口9。
优选的，组成所述保温老化单元的连续流反应器为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3和静态混合器4中的一种或多种。
优选的，还包括液体原料进料管道10和气体原料进料管道11，所述液体原料进料管道10与进料泵12连通；所述气体原料进料管道11与所述气体储罐13连通，所述气体原料进料管道11上设置流量计14和压力表15。
优选的，所述出料口9与出料管道16连通，所述出料管道16上设置背压阀17。
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成方法，包括以下步骤：在连续流反应器中，将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行络合反应，得到所述三氟化硼络合物，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种。本发明提供的连续合成方法使用的连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种，极大的缩短了含有孤对电子的有机物和三氟化硼在反应器中的扩散时间，含有孤对电子的有机物和三氟化硼在所述连续流反应器中能够快速混合，强化了传质与传热过程，缩短反应时间，极大提高了合成反应的效率；同时避免因反应时间过长起副反应，提高了目标产物三氟化硼络合物的收率。由实施例的结果表明，本发明提供的连续合成方法合成三氟化硼络合的反应的时间为0.1～30min，三氟化硼的转化率大于99％，目标产物三氟化硼络合物的收率大于97％，色泽好；且本发明提供的合成方法安全、自动化程度高。
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成反应装置，包括连续反应单元；所述连续反应单元由一个或多个连续流反应器组成，所述连续流反应器为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3和静态混合器4中的一种或多种；所述连续反应单元设置有液体原料入口5、气体原料入口6和液态产物出口7。本发明提供的反应装置包括连续反应单元，组成连续反应单元的连续流反应器为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3或静态混合器4中的一种或多种，能够有效提高传热和传质的效率，且本发明提供的反应装置占地空间小，只需要间接反应使用的釜式反应装置1/2的面积，能够节约用地、节约成本。
附图说明
图1为本发明实施例1提供的三氟化硼络合物的连续合成反应装置图；
图2为本发明实施例5提供的三氟化硼络合物的连续合成反应装置图；
其中，图1和图2中，1为微通道反应器，2为管式反应器，3为层叠混合器，4为静态混合气，5为液体原料入口，6为气体原料入口，7为液态产物出口，8为入料口，9为出料口，10为液体原料进料管道，11为气体原料进料管道，12为进料泵，13为气体储罐，14为流量计，15为压力表，16为出料管道，17为背压阀。
具体实施方式
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成方法，包括以下步骤：
在连续流反应器中，将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行络合反应，得到所述三氟化硼络合物，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种。
在本发明中，如无特殊说明，所用原料均为本领域技术人员熟知的市售产品。
在本发明中，所述含有孤对电子的有机物优选包括醚类化合物、酯类化合物、有机酸、呋喃类化合物和醇类化合物中的任意一种。在本发明中，所述醚类化合物优选为甲醚、乙醚、丙醚或丁醚，所述酯类化合物优选为甲酸甲酯或乙酸乙酯，所述有机酸优选为甲酸或乙酸，所述呋喃类化合物优选为为四氢呋喃，所述醇类化合物优选为甲醇、乙醇、丙醇或丁醇。在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物为液体时，本发明优选以所述含有孤对电子的有机物液体进料，当所述含有孤对电子的有机物为气体或固体时，本发明优选以所述含有孤对电子的有机物溶液进料，本发明对所述含有孤对电子的有机物溶液的质量百分含量没有特殊要求，所述含有孤对电子的有机物溶液中的溶剂优选为能够溶解所述含有孤对电子的有机物的溶剂，在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物为甲醚气体时，本发明以甲醚的二氯甲烷溶液进料。
在本发明中，所述含有孤对电子的有机物的进料速率为5.53～38.75g/min，所述三氟化硼的进料速率为2.52～33.23g/min。在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选为醚类时，所述醚类的进料速率优选为5.53～38.75g/min，更优选为10～30g/min，最优选为15～30g/min；所述三氟化硼的进料速率优选为2.52～12.75g/min，更优选为3～10g/min，最优选为5～8g/min。在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选为酯类时，所述酯类的进料速率优选为18.11～18.51g/min，更优选为18.2～18.4g/min，所述三氟化硼的进料速率优选为6.93～7.17g/min，更优选为6.95～7g/min。在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选为有机酸时，所述有机酸的进料速率优选为5.53～27.37g/min，更优选为6～27g/min，最优选为10～20g/min，所述三氟化硼的进料速率优选为2.52～12.75g/min，更优选为5～12g/min，最优选为8～10g/min；在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选为呋喃类时，所述呋喃类的进料速率优选为36.11～36.87g/min，所述三氟化硼的进料速率优选为33.23～32.57g/min。在本发明中，当所述含有孤对电子优选以含有孤对电子的有机物溶液进料时，本发明以所述含有孤对电子的有机物溶液中的溶质为基准进料。
在本发明中，所述三氟化硼进料时的压强优选为0.5～15bar，更优选为0～8bar。在本发明的具体实施例中，当所述含有孤对电子的有机物优选为醚类化合物时，所述三氟化硼进料时的压强优选为3.5～7.5bar；当所述含有孤对电子的有机物优选为酯类化合物时，所述三氟化硼进料时的压强优选为0～3bar；当所述含有孤对电子的有机物优选为有机酸时，所述三氟化硼进料时的压强优选为3～8bar；当所述含有孤对电子的有机物优选为呋喃类化合物时，所述三氟化硼进料时的压强优选为3～7bar。
在本发明中，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器或静态混合器中的一种或多种，更优选为微通道反应器和/或管式反应器，在本发明中，当所述连续流反应器优选为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器或静态混合器中两种以上时，本发明优选采用串联和/或并联的方式进行连接，本发明对所述不同种类的连接顺序没有特殊要求。在本发明的具体实施例中，所述连续流反应器为微通道反应器和管式反应器，所述微通道反应器和管式反应器以微通道反应器顺次串联管式反应器的方式连接。
在本发明中，所述微通道反应器的材质优选为316L不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔或碳化硅，更优选为碳化硅材质，所述微通道反应器的持液体积优选为2～20mL，更优选为8～20mL；所述管式反应器的材质优选为316L不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔或碳化硅，优选为碳化硅，所述管式反应器的持液体积优选为10～100mL，更优选为30～70mL；所述层叠混合器的材质优选为316L不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔或碳化硅，更优选为碳化硅材质，所述层叠混合器的持液体积优选为2-20mL，更优选为8-20mL；所述静态混合器的材质优选为316L不锈钢、哈氏合金、蒙乃尔合金或碳化硅，更优选为碳化硅，所述静态混合器的持液体积为10～100mL，优选为30～70mL。
在连续流反应器中，本发明将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行混合和络合反应，得到所述三氟化硼络合物；在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选包括醚类化合物、酯类化合物、呋喃类化合物、醇类化合物有机酸化合物中的任意一种时，所述络合反应的温度优选为-30～120，更优选为0～80℃，最优选为20～50℃；在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物包括有机酸时，所述络合反应的温度优选为20～120℃，更优选为20～60℃，最优选为30～50℃。
在本发明中，所述络合反应的时间优选为0.1～30min，更优选为0.5～3min，最优选为0.5～1.5min。
在本发明中，所述含有孤对电子的有机物和三氟化硼在所述连续反应器中进行混合和络合反应，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器或静态混合器中的一种或多种，极大的缩短了含有孤对电子的有机物和三氟化硼在反应器中的扩散时间，强化了传质与传热过程，极大提高了合成反应的效率。
在本发明中，所述络合反应后得到液态产物，本发明优选对所述液态产物进行后处理，得到三氟化硼络合物。在本发明中，所述后处理优选包括保温老化，本发明优选将所述液态产物通入连续流反应器中进行保温老化，在本发明中，所述保温老化时采用的所述连续流反应器优选为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器或静态混合器中的一种或多种，在本发明中，当保温老化时，所述连续流反应器优选为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器或静态混合器中两种以上时，本发明优选采用串联和/或并联的方式进行连接，在本发明的具体实施例中，所述降温时，连续流反应器为管式反应器。
在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物优选包括醚类、酯类和呋喃类中的任意一种时，所述液态产物保温老化的温度温度优选为10～30℃，更优选为15～25℃，最优选为20℃；在本发明中，当所述含有孤对电子的有机物包括有机酸时，所述保温老化的温度优选为10～60℃，更优选为30～50℃，最优选为40℃，在本发明中，所述保温老化的时间优选为0.5～5min。
在本发明中，所述液态产物经过保温老化后的压力优选为0～3bar，更优选为0～2bar，最优选为0bar。
本发明优选通过保温老化将所述液态产物中未充分反应的原料继续发生反应。
本发明提供了一种三氟化硼络合物的连续合成反应装置，包括连续反应单元；在本发明中，所述连续反应单元由一个或多个连续流反应器组成，在本发明中，当所述连续反应单元由两个以上连续流反应器组成时，所述连续流反应器的连接方式优选为串联和/或并联；在本发明中，述连续流反应器为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3或静态混合器4中的一种或多种；在本发明中，所述连续反应单元设置有液体原料入口5、气体原料入口6和液态产物出口7。
作为本发明的一个实施例，所述连续反应单元包括顺次串联的微通道反应器和管式反应器，所述微通道反应器的持液体积为8.5mL，所述管式反应器的持液体积为30mL。
作为本发明的一个实施例，所述连续反应单元包括顺次串联的微通道反应器、层叠混合器和静态混合器；所述气体原料以两股流方式进料，第一股气体原料进入微通道反应器，第二股气体原料进入静态混合器；在本发明中，所述第一股气体原料和第二股气体原料的体积比为1:(0.1～10)。
在本发明中，所述连续合成反应装置优选还包括入料口8与所述液态产物出口7连通的顺次连接保温老化单元，所述保温老化单元由一个或多个连续流反应器组成，在本发明中，当所述保温老化单元由两个以上连续流反应器组成时，所述连续流反应器的连接方式优选为串联和/或并联；在本发明中，所述连续流反应器优选为微通道反应器1、管式反应器2、层叠混合器3或静态混合器4中的一种或多种；在本发明中，所述保温老化单元设置入料口8，所述入料口8与所述连续反应单元的液态产物出口7连通，所述保温老化单元设置出料口9。
作为本发明的一个实施例，所述保温老化单元由一个管式反应器组成。
在本发明中，所述连续合成反应装置优选还包括液体原料进料管道13和气体原料进料管道14。
作为本发明的一个实施例，所述液体原料进料管道13与进料泵1连通。所述进料泵1用于输送液体原料，并控制液体原料的进料速率。
作为本发明的一个实施例，所述气体原料进料管道14与所述气体储罐2连通，所述气体原料进料管道14上设置流量计3和压力表4。所述流量计用于控制气体原料三氟化硼的进料速率，压力表用于显示气体原料三氟化硼的进料压强。
在本发明的一个具体实施例中，所述出料口10与出料管道15连通，所述出料管道15上设置背压阀7。所述背压阀用于控制所述保温老化后液态产物的压力。
下面结合图1说明采用本发明提供的三氟化硼络合物的连续合成反应装置制备三氟化硼络合物的具体方法，包括以下步骤：
将通过进料泵1控制进料速率的液体原料由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将液体原料加入到微通道反应器中，然后将气体储罐中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表用以显示进料压强，输送至连续反应单元的气体原料入口，将三氟化硼气体加入到微通道反应器中，在微通道反应器和串联的管式反应器中，所述三氟化硼和液体原料混合发生络合反应生成三氟化硼络合物，得到液态产物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼络合物产品。
当本发发明采用图2所示三氟化硼络合物的连续合成反应装置制备三氟化硼络合物时，与采用图1所示装置的区别为：所述气体原料经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表用以显示进料压强，分两股输送至连续反应单元的气体原料入口，第一股气体原料进入微通道反应器，第二股气体原料进入静态混合器；在本发明中，所述第一股气体原料和第二股气体原料的体积比为1:(0.1～10)。
本发明提供的制备方法与间歇工艺相比较：
(1)本发明提供的制备方法能能够实现络合反应的连续式合成。即：将原料连续的输入反应器里，并连续的收集反应，且采用的连续流反应器使络合反应的传质和换热均有提升，大大提升了生产效率，反应时间缩短；
(2)本发明采用的连续流反应器对温度的控制更加准确，降低了络合反应因换热不足，导致的反应风险；也从根本上避免了间歇工艺因温度过高产生的反应釜中蒸汽爆炸风险；
(3)本发明降低了三氟化硼络合物分离纯化难度，优化了综合成本。
下面将结合本发明中的实施例，对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
制备三氟化硼四氢呋喃络合物的装置如图1所示，制备三氟化硼四氢呋喃络合物的原料参数和反应参数如表1所示，具体反应方程为式I所示：
具体操作过程为：将通过进料泵控制进料速率的无水四氢呋喃由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将无水四氢呋喃加入到微通道反应器中，然后将气体储罐中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表控制压力，输送至连续反应单元的气体原料入口，将三氟化硼气体加入到微通道反应器中，在微通道反应器和串联的管式反应器中，所述三氟化硼和无水四氢呋喃混合发生络合反应生成三氟化硼四氢呋喃络合物，得到液态三氟化硼四氢呋喃络合物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入料口进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼四氢呋喃络合物产品。
表1三氟化硼四氢呋喃络合物的原料参数、反应参数以及三氟化硼的转化率和产品收率
注：RT为络合反应时间，T1为络合反应的温度，T2为保温老化的温度，原料转化率为三氟化硼气体的转化率。
对比例1
将原料无水四氢呋喃20g，加入到100ml反应瓶中，然后通三氟化硼气体30min。直到三氟化硼气体不吸收为止。冷却至室温，反应液称重和分析检测三氟化硼四氢呋喃络合物收率为95.5％。
实施例2
制备三氟化硼乙醚络合物的装置如图2所示，制备三氟化硼乙醚络合物的原料参数和反应参数如表2所示，具体反应方程为式II所示：
具体操作过程为：将通过进料泵控制进料速率的无水乙醚由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将无水乙醚加入到微通道反应器中，然后将气体储罐中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表控制压力，输送至连续反应单元的气体原料入口，将三氟化硼气体加入到微通道反应器中，在微通道反应器和串联的层叠反应器中，所述三氟化硼和无水乙醚混合发生络合反应生成三氟化硼乙醚络合物，得到液态三氟化硼乙醚络合物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入料口进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼乙醚络合物产品。
表2三氟化硼乙醚络合物的原料参数、反应参数以及三氟化硼的转化率和产品收率
注：RT为络合反应时间，T1为络合反应的温度，T2为保温老化的温度，原料转化率为三氟化硼气体的转化率。
对比例2
将原料无水乙醚20g，加入到100ml反应瓶中，然后通三氟化硼气体30min。直到三氟化硼气体不吸收为止。冷却至室温，反应液称重和分析检测三氟化硼乙醚络合物收率为95.5％。
实施例3
制备三氟化硼乙酸络合物的装置如图1所示，制备三氟化硼乙酸络合物的原料参数和反应参数如表3所示，具体反应方程为式III所示：
具体操作过程为：将通过进料泵控制进料速率的无水乙酸由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将无水乙酸加入到微通道反应器中，然后将气体储罐中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表控制压力，输送至连续反应单元的气体原料入口，将三氟化硼气体加入到微通道反应器中，在微通道反应器和串联的管式反应器中，所述三氟化硼和无水乙酸混合发生络合反应生成三氟化硼乙酸络合物，得到液态三氟化硼乙酸络合物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入料口进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼乙酸络合物产品。
表3三氟化硼乙酸络合物的原料参数、反应参数以及三氟化硼的转化率和产品收率
注：RT为络合反应时间，T1为络合反应的温度，T2为保温老化的温度，原料转化率为三氟化硼气体的转化率。
对比例3
将原料无水乙酸20g，加入到100ml反应瓶中，然后通三氟化硼气体30min。直到三氟化硼气体不吸收为止。冷却至室温，反应液称重和分析检测三氟化硼乙酸络合物收率为95.5％。
实施例4
制备三氟化硼乙酸乙酯络合物的装置如图1所示，制备三氟化硼乙酸乙酯络合物的原料参数和反应参数如表4所示，具体反应方程为式IV所示：
具体操作过程为：将通过进料泵控制进料速率的无水乙酸乙酯由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将无水乙酸乙酯加入到微通道反应器中，然后将气体储2中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表控制压力，输送至连续反应单元的气体原料入口，将三氟化硼气体加入到微通道反应器中，在微通道反应器和串联的管式反应器中，所述三氟化硼和无水乙酸乙酯混合发生络合反应生成三氟化硼乙酸乙酯络合物，得到液态三氟化硼乙酸乙酯络合物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入料口进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼乙酸乙酯络合物产品。
表4三氟化硼乙酸乙酯络合物的原料参数、反应参数以及三氟化硼的转化率和产品收率
注：RT为络合反应时间，T1为络合反应的温度，T2为保温老化的温度，原料转化率为三氟化硼气体的转化率。
对比例4
将原料无水乙酸乙酯20g，加入到100ml反应瓶中，然后通三氟化硼气体30min。直到三氟化硼气体不吸收为止。冷却至室温，反应液称重和分析检测三氟化硼乙酸乙酯络合物收率为95.5％。
实施例5
制备三氟化硼甲醇络合物的装置如图1所示，制备三氟化硼甲醇络合物的原料参数和反应参数如表5所示，具体反应方程为式V所示。
具体操作过程为：将通过进料泵控制进料速率的无水甲醇由液体进料管输送至由微通道反应器和管式反应器串联组成的连续反应单元的液体原料入口，将无水甲醇加入到微通道反应器中，然后将气体储罐中的三氟化硼气体经气体原料进料管道，由气体原料进料管道上设置的流量计控制流速，由气体原料进料管道上设置的压力表控制压力，其中一股输送至连续反应单元的气体原料入口进入微通道反应器，另一股输送至连续反应单元的气体原料入口进入静态混合器，将三氟化硼气体加入到微通道反应器和静态混合器中，在微通道反应器、串联的层叠反应器、串联的静态混合器中，所述三氟化硼和无水乙醚混合发生络合反应生成三氟化硼乙醚络合物，得到液态三氟化硼乙醚络合物后由液态产物出口流出连续反应单元后由入料口进入由一个管式反应器组成的保温老化单元，在管式反应器中进行保温老化后，由出料口流入出料管道中，出料管道上设置的背压阀能够控制保温老化单元中液态产物的压强，由出料管道收集三氟化硼甲醇络合物产品。
表5三氟化硼甲醇络合物的原料参数、反应参数以及三氟化硼的转化率和产品收率
注：RT1为在微通道反应器中的络合反应时间，RT2为在静态混合器中的络合反应时间，T1为络合反应的温度，T2为保温老化的温度，原料转化率为三氟化硼气体的转化率。
对比例5
将原料无水甲醇20g，加入到100ml反应瓶中，然后缓慢通入三氟化硼气体30min。直到三氟化硼气体不吸收为止。冷却至室温，反应液称重和分析检测三氟化硼甲醇络合物收率为95.5％。
由实施例和对比例可知，本发明利用连续流反应器连续合成三氟化硼络合物，能够提高合成反应的生产效率和产物的反应收率。
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。
Claims (10)
1.一种三氟化硼络合物的连续合成方法，其特征在于，包括以下步骤：
在连续流反应器中，将含有孤对电子的有机物和三氟化硼进行络合反应，得到所述三氟化硼络合物，所述连续流反应器为微通道反应器、管式反应器、层叠混合器和静态混合器中的一种或多种。
2.根据权利要求1所述的连续合成方法，其特征在于，所述络合反应的时间为0.1～30min。
3.根据权利要求1所述的连续合成方法，其特征在于，所述含有孤对电子的有机物包括醚类化合物、酯类化合物、有机酸、呋喃类化合物和醇类化合物中的任意一种。
4.根据权利要求1或3所述的连续合成方法，其特征在于，所述含有孤对电子的有机物的进料速率为5.53～38.75g/min，所述三氟化硼的进料速率为2.52～33.23g/min，所述三氟化硼进料时的压强为0.5～15bar。
5.根据权利要求2所述的连续合成方法，其特征在于，当所述含有孤对电子的有机物包括醚类化合物、酯类化合物、呋喃类化合物和醇类化合物中的任意一种时，所述络合反应的温度为-30～120℃；
当所述含有孤对电子的有机物包括有机酸时，所述络合反应的温度为20～120℃。
6.一种三氟化硼络合物的连续合成反应装置，其特征在于，包括连续反应单元；
所述连续反应单元由一个或多个连续流反应器组成，所述连续流反应器为微通道反应器(1)、管式反应器(2)、层叠混合器(3)和静态混合器(4)中的一种或多种；所述连续反应单元设置有液体原料入口(5)、气体原料入口(6)和液态产物出口(7)。
7.根据权利要求6所述的连续合成反应装置，其特征在于，还包括入料口(8)与所述液态产物出口(7)连通的保温老化单元，所述保温老化单元由一个或多个连续流反应器组成，所述保温老化单元设置入料口(8)，所述保温老化单元设置出料口(9)。
8.根据权利要求7所述的连续合成反应装置，其特征在于，组成所述保温老化单元的连续流反应器为微通道反应器(1)、管式反应器(2)、层叠混合器(3)和静态混合器(4)中的一种或多种。
9.根据权利要求6所述的连续流反应装置，其特征在于，还包括液体原料进料管道(10)和气体原料进料管道(11)，所述液体原料进料管道(10)与进料泵(12)连通；所述气体原料进料管道(11)与所述气体储罐(13)连通，所述气体原料进料管道(11)上设置流量计(14)和压力表(15)。
10.根据权利要求7所述的反应装置，其特征在于，所述出料口(9)与出料管道(16)连通，所述出料管道(16)上设置背压阀(17)。
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