CN113527074A - 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法 - Google Patents

微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113527074A
CN113527074A CN202111017599.6A CN202111017599A CN113527074A CN 113527074 A CN113527074 A CN 113527074A CN 202111017599 A CN202111017599 A CN 202111017599A CN 113527074 A CN113527074 A CN 113527074A
Authority
CN
China
Prior art keywords
microchannel
anisic aldehyde
microchannel reactor
reaction
preparing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
CN202111017599.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113527074B (zh
Inventor
汪敦佳
宋红刚
魏先红
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huangshihan Micro Technology Co ltd
Hubei Normal University
Original Assignee
Huangshihan Micro Technology Co ltd
Hubei Normal University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huangshihan Micro Technology Co ltd, Hubei Normal University filed Critical Huangshihan Micro Technology Co ltd
Priority to CN202111017599.6A priority Critical patent/CN113527074B/zh
Publication of CN113527074A publication Critical patent/CN113527074A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113527074B publication Critical patent/CN113527074B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/27Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation
    • C07C45/32Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen
    • C07C45/33Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties
    • C07C45/34Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds
    • C07C45/36Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds by oxidation with molecular oxygen of CHx-moieties in unsaturated compounds in compounds containing six-membered aromatic rings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01JCHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J19/00Chemical, physical or physico-chemical processes in general; Their relevant apparatus
    • B01J19/0093Microreactors, e.g. miniaturised or microfabricated reactors
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C07ORGANIC CHEMISTRY
    • C07CACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C45/00Preparation of compounds having >C = O groups bound only to carbon or hydrogen atoms; Preparation of chelates of such compounds
    • C07C45/78Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives
    • C07C45/81Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation
    • C07C45/82Separation; Purification; Stabilisation; Use of additives by change in the physical state, e.g. crystallisation by distillation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明公开了一种微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法及其装置,包括:(1)配制原料溶液:先将对甲基茴香醚溶于冰醋酸中配成对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入混合催化剂和引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;(2)微通道催化氧化:将配好的原料溶液和氧气并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为80~250℃,压力为3.0~6.0MPa,停留时间2~10min,经微通道反应器反应完毕的反应液,降温降压至常温常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,粗产品纯度≥85%,精制之后所得的大茴香醛精制产品纯度≥98%;本发明选择性高,反应速度快,生产周期短,且操作方便、收率高、成本低,易于工业化生产。

Description

微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法
技术领域
本发明涉及大茴香醛的制备方法技术领域,尤其是一种微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法。
背景技术
大茴香醛的化学名称为4-甲氧基苯甲醛,又称茴香醛、对甲氧基苯甲醛等,具有持久的山楂气味,香气柔和、淡雅、持久,稳定且香气扩散快,是重要的香精香料化学品,在山楂花、葵花、紫丁香香精中作主体香料,在桂花香精中作修饰剂,也可用于日用香精。大茴香醛还是我国 GB2760~86规定为暂时允许使用的食用香料,主要用以配制香草、香辛料、杏、奶油、茴香、焦糖、樱桃、巧克力、胡桃、树莓、草莓、薄荷等型香精。大茴香醛同时也是有机合成的重要中间体,在医药工业中为羟氨苄基青霉素、抗组织胺药物的中间体等,因此,大茴香醛广泛应用于香精、医药、食品及日用化学工业,市场需求旺盛。
目前国内外报道催化氧化对甲基茴香醚制备茴香醛的主要方法如下:
一、以过渡金属盐为催化剂,液相氧化对甲基茴香醚制备对甲氧基苯甲醛的方法,例如:发明专利CN109456152A、CN106673972A、广东化工,2015,42(12),9–10等等,这些方法都是在有机溶剂中液相催化选择氧化对甲基茴香醚制备对甲氧基苯甲醛,催化剂通常为钴、铁、铜、镍、锰、锌、铬、钒、铈、钯等过渡金属盐。
二、采用过渡金属氧化物的载体催化剂,液相氧化对甲基茴香醚制备对甲氧基苯甲醛,例如:发明专利CN1491930A、CN 111253227A等等,这些方法是将过渡金属氧化物负载于三氧化二铝或毛细管中进行液相催化选择氧化对甲基茴香醚制备对甲氧基苯甲醛,过渡金属氧化物通常为氧化钴、氧化锰、氧化钒、氧化钯等。催化氧化法以其绿色、环保等优点受到广泛关注,但大茴香醛的选择性一般,一次性转化率又不高,限制了该方法的推广应用。
因此,开发一种选择性高、反应速度快、生产周期短,且操作方便、收率高、生产成本低的大茴香醛的合成方法,成为行业内的研究热点。
发明内容
本发明的目的就是提供一种微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,来克服现有工艺的技术缺点,本发明以对甲基茴香醚为原料,在引发剂的作用下,以过渡金属盐为催化剂,在微通道反应器中连续催化氧化制备大茴香醛。同国内外报道的方法相比,采用微通道反应器,传质传热效果好,反应速度快,副产物少,一次性转化率和选择性高、成本低,属于绿色环保工艺,且易于连续化工业生产。
本发明的一种微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先将对甲基茴香醚溶于冰醋酸中,配成质量分数为5~25%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.05~0.5倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.01~0.1倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由过渡金属元素钴、铁、铜、镍、锰、锌、铬、钒、铈的硝酸盐或醋酸盐中的至少两种盐混合而成,其中钴盐为必选盐,其他盐任选1~3种,和钴盐进行等比例均匀混合即得;所述引发剂为溴化钠、溴化钾、过氧化二苯甲酰、偶氮双异丁氰、N-羟基邻苯二甲酰亚胺中的任意一种;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以10~30mL/min的流速和500~2000mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为80~250℃,压力为3.0~6.0MPa,停留时间2~10min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,压力装置降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,其中大茴香醛的质量分数≥85%。
将上述方法制得的大茴香醛粗产品进行精制的方法,是先将制得的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收混合催化剂套用,有机相减压蒸馏,在0.5~5mmHg下收集70~125℃馏分,得大茴香醛精制产品,其中大茴香醛的质量分数≥98%,残余物进一步分离提纯制取乙酸茴香酯和大茴香酸。
优选地,步骤(1)配制的对甲基茴香醚冰醋酸溶液中,对甲基茴香醚的质量分数为8~20%。
优选地,步骤(2)中所述原料溶液和氧气的进料流速分别为15~25mL/min和1000~1500mL/min。
优选地,步骤(2)中微通道反应器内的反应条件为:反应温度100~200℃,压力为4.0~5.0MPa,停留时间2~5min。
优选地,步骤(1)中所加混合催化剂,是按质量比为1:1:1配成的醋酸钴、醋酸铜和醋酸锰,或醋酸钴、醋酸镍和醋酸铬,催化剂的用量为对甲基茴香醚质量的0.1~0.3倍。
优选地,步骤(1)中所加的引发剂为溴化钾或N-羟基邻苯二甲酰亚胺,引发剂的用量为对甲基茴香醚质量的0.03~0.06倍。
本发明的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法所用的装置,具有微通道反应器,微通道反应器的两个原料入口通过各自的管道分别与原料溶液储罐和氧气瓶相连接,在原料溶液储罐与微通道反应器的连接管道上装有柱塞计量泵和阀门,在氧气瓶与微通道反应器的连接管道上装有氧气流量计和阀门,在微通道反应器后还设有出液管与大茴香醛粗产品储液罐相连接,出液管上设有降温装置、背压阀和阀门,所述微通道反应器还与热媒控制器相连接,微通道反应器的反应温度由热媒控制器控制,反应压力由背压阀控制。
一般地,所述微通道反应器由1~10块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为0.5~1.0 mm,所有串联微通道反应器的总容积为10~100 ml。
优选地,所述微通道反应器由5块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为0.5mm,所有串联微通道反应器的总容积为50 ml。
本发明方法的原理是:以对甲基茴香醚为原料,在引发剂的作用下,以过渡金属盐为催化剂,在微通道反应器中连续催化氧化制备大茴香醛。同国内外报道的方法相比,采用微通道器,传质传热效果好,反应速度快,副产物少,一次性转化率和选择性高、成本低,属于绿色环保工艺,且易于连续化工业生产,制备路线如下:
Figure DEST_PATH_IMAGE002
本发明方法与现有技术相比,具有以下优点:
(1)该氧化工艺以混合过渡金属盐为催化剂,以溴化物、过氧化二苯甲酰、偶氮双异丁氰、N-羟基邻苯二甲酰亚胺等为引发剂,能够高选择性的制备大茴香醛,选择性可达90%左右,且一次性转化率也高达90%以上。
(2)微通道反应器传质效果好,气液物料瞬间均匀混合,反应效率高,短时间内完成了选择性的催化氧化反应,过度氧化副反应少,原料成本低,且绿色环保。
(3)微通道反应器传热效果好,能够及时扩散氧化反应产生的大量热量,使得催化氧化反应安全可控。
(4)微通道反应器可以通过并联实现放大生产,采用连续化工艺,操作简便,工业成本低,更适合于工业自动化控制。
附图说明
图1是本发明的装置连接及流程示意图;
图2是本发明实施例1中合成的大茴香醛粗产品的气相色谱图;
图3是本发明实施例1中制得的大茴香醛精制产品的气相色谱图。
图中:1—微通道反应器,2—原料溶液储罐,3—氧气瓶,4—柱塞计量泵,5—阀门,6—氧气流量计,7—出液管,8—大茴香醛粗产品储液罐,9—降温装置,10—背压阀,11—热媒控制器。
具体实施方式
实施例1
参见图1,本发明的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法所用的装置,具有微通道反应器1,微通道反应器的两个原料入口通过各自的管道分别与原料溶液储罐2和氧气瓶3相连接,在原料溶液储罐与微通道反应器的连接管道上装有柱塞计量泵4和阀门5,在氧气瓶与微通道反应器的连接管道上装有氧气流量计6和阀门5,在微通道反应器1后还设有出液管7与大茴香醛粗产品储液罐8相连接,出液管7上设有降温装置9、背压阀10和阀门5,本实施例中所述微通道反应器还与热媒控制器相连接,微通道反应器的反应温度由热媒控制器11控制,反应压力由背压阀10控制。本实施例中所述降温装置是换热器。
本实施例中所述微通道反应器由5块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为0.5mm,所有串联微通道反应器的总容积为50ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚100g溶于1000mL冰醋酸中,配成质量分数为8.7%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.1倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.02倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由醋酸钴:醋酸铜:醋酸锰=1:1:1的质量比混合而成(10g混合催化剂中,醋酸钴、醋酸铜、醋酸锰的质量分别为3.33g);所述引发剂为溴化钾2g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以20.0mL/min的流速和1000mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为150℃,压力为5.0MPa,停留时间2.5min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,从附图2可见,主要组分为对甲基茴香醚4.05%,大茴香醛86.68%、乙酸茴香酯3.76%、大茴香酸4.51%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为95.95%,大茴香醛的选择性为90.34%。进行气相色谱检测的色谱条件为:气相色谱仪型号:Agilent 7820A;检测器:FID;色谱柱:FFAP,0.25mm×0.25mm×30m毛细管柱;进样温度:240℃;检测器温度:260℃;柱温:初始温度100℃,保持3min,20℃/min 升至225℃,保持20min;空气流量:350mL/min,氢气流量:40 mL/min,氮气流量:30 mL/min,色谱柱流量:2 mL/min;进样量:1μL;记录时间20min。其气相色谱各组分数据如下表1所示:
表1 实施例1制得的大茴香醛粗产品气相色谱分析结果
Figure DEST_PATH_IMAGE004
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在3mmHg下收集100~110℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.87%(见附图3),色谱条件同上,气相色谱分析结果如下表2所示:
表2实施例1制得的大茴香醛精制产品气相色谱分析结果
Figure DEST_PATH_IMAGE006
从上述实施例1的结果可知,采用本发明的方法和装置制备大茴香醛,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为95.95%,大茴香醛的选择性为90.34%,反应速度快,副产物少,一次性转化率和选择性高,反应产物分离简单,适合大规模生产。
实施例2
本实施例的反应装置同实施例1,只是微通道反应器是由6块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为1.0mm,所有串联微通道反应器的总容积为60ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚400g溶于2000mL冰醋酸中,配成质量分数为16.0%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.08倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.03倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由醋酸钴:醋酸铜:醋酸锰=1:1:1的质量比混合而成(32g混合催化剂中,醋酸钴:醋酸铜:醋酸锰的质量分别为10.67g);所述引发剂为过氧化二苯甲酰12g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以25mL/min的流速和1200mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为120℃,压力为4.0MPa,停留时间2.4 min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,主要组分为对甲基茴香醚8.67%,大茴香醛86.3%、乙酸茴香酯1.87%、大茴香酸3.16%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为91.33%,大茴香醛的选择性为94.5%;
(3)大茴香醛粗产品精制
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在5mmHg下收集115~125℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.46%。
实施例3
本实施例的反应装置同实施例1,只是微通道反应器是由7块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器为内径1.0mm的不锈钢通道,所有串联微通道反应器的总容积为70ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚700g溶于3000mL冰醋酸中,配成质量分数为18.2%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.12倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.05倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由醋酸钴:醋酸锌:硝酸铁=1:1:1的质量比混合而成(84g混合催化剂中,醋酸钴:醋酸锌:硝酸铁的质量分别为28g);所述引发剂为偶氮双异丁氰35g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以15mL/min的流速和1800mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为180℃,压力为5.0MPa,停留时间4.67min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,主要组分为对甲基茴香醚5.78%,大茴香醛87.81%、乙酸茴香酯0.78%、大茴香酸5.63%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为94.22%,大茴香醛的选择性为93.2%;
(3)大茴香醛粗产品精制
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在2mmHg下收集85~90℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.79%。
实施例4
本实施例的反应装置同实施例1,只是微通道反应器是由8块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器为内径0.5mm的不锈钢通道,所有串联微通道反应器的总容积为80ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚56g溶于1000mL冰醋酸中,配成质量分数为5.06%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.3倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.08倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由醋酸钴:硝酸锌=1:1的质量比混合而成(16.8g混合催化剂中,醋酸钴、硝酸锌的质量分别为8.4g);所述引发剂为N-羟基邻苯二甲酰亚胺4.48g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以12mL/min的流速和900mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为200℃,压力为5.5MPa,停留时间5.3min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,主要组分为对甲基茴香醚2.86%,大茴香醛87.32%、乙酸茴香酯0.28%、大茴香酸10.52%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为97.14%,大茴香醛的选择性为89.9%;
(3)大茴香醛粗产品精制
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在0.5mmHg下收集70~75℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.28%。
实施例5
本实施例的反应装置同实施例1,只是微通道反应器是由9块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器为内径1.0mm的不锈钢通道,所有串联微通道反应器的总容积为90ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚1340g溶于4000mL冰醋酸中,配成质量分数为24.2%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.05倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.1倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由醋酸钴:醋酸铈:醋酸铁=1:1:1的质量比混合而成(67g混合催化剂中,醋酸钴:醋酸铈:醋酸铁的质量分别为22.34g);所述引发剂为过氧化二苯甲酰134g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以30mL/min的流速和2000mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为220℃,压力为5MPa,停留时间3min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,主要组分为对甲基茴香醚1.36%,大茴香醛85.69%、乙酸茴香酯0.11%、大茴香酸12.84%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为98.64%,大茴香醛的选择性为86.9%;
(3)大茴香醛粗产品精制
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在4mmHg下收集92~98℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.32%。
实施例6
本实施例的反应装置同实施例1,只是微通道反应器由10块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器为内径0.5mm的不锈钢通道,所有串联微通道反应器的总容积为100ml。
本实施例的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先取对甲基茴香醚120g溶于1000mL冰醋酸中,配成质量分数为10.3%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.5倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.01倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由硝酸钴:硝酸锌:硝酸锰=1:1:1的质量比混合而成(60g混合催化剂中,硝酸钴:硝酸锌:硝酸锰的质量分别为20g);所述引发剂为N-羟基邻苯二甲酰亚胺1.2g;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以10mL/min的流速和500mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为80℃,压力为6MPa,停留时间10min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,背压阀降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,采用气相色谱检测所得大茴香醛粗产品中各组分的含量,主要组分为对甲基茴香醚10.13%,大茴香醛85.16%、乙酸茴香酯1.08%、大茴香酸3.63%。由此可见,对甲基茴香醚一次性氧化转化率为89.87%,大茴香醛的选择性为94.7%;
(3)大茴香醛粗产品精制
将上述收集的大茴香醛粗产品减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加入水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收过渡金属盐催化剂。有机相减压蒸馏,在1mmHg下收集78~82℃的馏分,得到无色液体大茴香醛精制产品,所得产品经气相色谱检测,纯度为98.11%。

Claims (10)

1.微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)配制反应原料溶液
先将对甲基茴香醚溶于冰醋酸中,配成质量分数为5~25%的对甲基茴香醚冰醋酸溶液,再向上述溶液中加入对甲基茴香醚质量0.05~0.5倍的混合催化剂,对甲基茴香醚质量0.01~0.1倍的引发剂,搅拌均匀配成原料溶液;所述混合催化剂是由过渡金属元素钴、铁、铜、镍、锰、锌、铬、钒、铈的硝酸盐或醋酸盐中的至少两种盐混合而成,其中钴盐为必选盐,其他盐任选1~3种,和钴盐进行等比例均匀混合即得;所述引发剂为溴化钠、溴化钾、过氧化二苯甲酰、偶氮双异丁氰、N-羟基邻苯二甲酰亚胺中的任意一种;
(2)微通道催化氧化
将上述配好的原料溶液和氧气分别以10~30mL/min的流速和500~2000mL/min的流速并流进料至微通道反应器中,调节反应温度为80~250℃,压力为3.0~6.0MPa,停留时间2~10min,经微通道反应器反应完毕的反应液,经过降温装置降至常温,压力装置降为常压后收集至大茴香醛粗产品储液罐中,即得大茴香醛粗产品,其中大茴香醛的质量分数≥85%。
2.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:将制得的大茴香醛粗产品进行精制,减压蒸馏回收有机溶剂冰醋酸和未反应的对甲基茴香醚,再向剩余溶液中加水进行洗涤,静置分层,水相蒸发后回收混合催化剂套用,有机相减压蒸馏,在0.5~5mmHg下收集70~125℃馏分,得大茴香醛精制产品,其中大茴香醛的质量分数≥98%,残余物进一步分离提纯制取乙酸茴香酯和大茴香酸。
3.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:步骤(1)配制的对甲基茴香醚冰醋酸溶液中,对甲基茴香醚的质量分数为8~20%。
4.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:步骤(2)中所述原料溶液和氧气的进料流速分别为15~25mL/min和1000~1500mL/min。
5.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:步骤(2)中微通道反应器内的反应条件为:反应温度100~200℃,压力为4.0~5.0MPa,停留时间2~5min。
6.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:步骤(1)中所加混合催化剂,是按质量比为1:1:1配成的醋酸钴、醋酸铜和醋酸锰,或醋酸钴、醋酸镍和醋酸铬,催化剂的用量为对甲基茴香醚质量的0.1~0.3倍。
7.根据权利要求1所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法,其特征在于:步骤(1)中所加的引发剂为溴化钾或N-羟基邻苯二甲酰亚胺,引发剂的用量为对甲基茴香醚质量的0.03~0.06倍。
8.如权利要求1或2所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法所用的装置,其特征在于:具有微通道反应器,微通道反应器的两个原料入口通过各自的管道分别与原料溶液储罐和氧气瓶相连接,在原料溶液储罐与微通道反应器的连接管道上装有柱塞计量泵和阀门,在氧气瓶与微通道反应器的连接管道上装有氧气流量计和阀门,在微通道反应器后还设有出液管与大茴香醛粗产品储液罐相连接,出液管上设有降温装置、背压阀和阀门,所述微通道反应器还与热媒控制器相连接,微通道反应器的反应温度由热媒控制器控制,反应压力由背压阀控制。
9.根据权利要求8所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法所用的装置,其特征在于:所述微通道反应器由1~10块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为0.5~1.0 mm,所有串联微通道反应器的总容积为10~100ml。
10.根据权利要求9所述的微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法所用的装置,其特征在于:所述微通道反应器由5块微通道板组成,通过串联连接;所述微通道反应器的不锈钢通道内径为0.5mm,所有串联微通道反应器的总容积为50 ml。
CN202111017599.6A 2021-09-01 2021-09-01 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法 Active CN113527074B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111017599.6A CN113527074B (zh) 2021-09-01 2021-09-01 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111017599.6A CN113527074B (zh) 2021-09-01 2021-09-01 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113527074A true CN113527074A (zh) 2021-10-22
CN113527074B CN113527074B (zh) 2022-11-04

Family

ID=78092314

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111017599.6A Active CN113527074B (zh) 2021-09-01 2021-09-01 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113527074B (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113896660A (zh) * 2021-11-30 2022-01-07 湖北师范大学 紫外线吸收剂bp-4的微通道连续磺化合成方法

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054607A (en) * 1975-07-21 1977-10-18 Tanabe Seiyaku Co., Ltd. Process for preparing anisaldehyde
US4740614A (en) * 1987-02-19 1988-04-26 Amoco Corporation Process for preparation of p-hydroxybenzoic acid from p-methoxytoluene
US4814512A (en) * 1985-12-20 1989-03-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Method for the production of p-methoxybenzaldehyde
CN1491930A (zh) * 2002-10-25 2004-04-28 大化集团有限责任公司研究院 一种对甲氧基苯甲醛的合成方法
US20050215827A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Council Of Scientific And Industrial Research Selective liquid phase oxidation of toluene to benzaldehyde
CN102070382A (zh) * 2011-01-19 2011-05-25 山东瀛洋香精香料有限公司 催化氧化甲苯或取代甲苯制备苯甲醛或取代苯甲醛的方法
CN103145527A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 南京大学 一种对甲氧基苯甲醛或对叔丁基苯甲醛合成工艺
CN103936567A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 宿迁科思化学有限公司 一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇 、酯、醛和酸的联产方法

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4054607A (en) * 1975-07-21 1977-10-18 Tanabe Seiyaku Co., Ltd. Process for preparing anisaldehyde
US4814512A (en) * 1985-12-20 1989-03-21 Nippon Shokubai Kagaku Kogyo Method for the production of p-methoxybenzaldehyde
US4740614A (en) * 1987-02-19 1988-04-26 Amoco Corporation Process for preparation of p-hydroxybenzoic acid from p-methoxytoluene
CN1491930A (zh) * 2002-10-25 2004-04-28 大化集团有限责任公司研究院 一种对甲氧基苯甲醛的合成方法
US20050215827A1 (en) * 2004-03-26 2005-09-29 Council Of Scientific And Industrial Research Selective liquid phase oxidation of toluene to benzaldehyde
CN102070382A (zh) * 2011-01-19 2011-05-25 山东瀛洋香精香料有限公司 催化氧化甲苯或取代甲苯制备苯甲醛或取代苯甲醛的方法
CN103145527A (zh) * 2013-02-28 2013-06-12 南京大学 一种对甲氧基苯甲醛或对叔丁基苯甲醛合成工艺
CN103936567A (zh) * 2014-05-04 2014-07-23 宿迁科思化学有限公司 一种氧气氧化对甲氧基甲苯制备相应醇 、酯、醛和酸的联产方法

Non-Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
KALA NAIR ET AL.: "Aerial oxidation of substituted aromatic hydrocarbons catalyzed by Co/Mn/Br- in water-dioxane medium", 《CATALYSIS COMMUNICATIONS》 *
MASAYUKI TABATA ET AL.: "One-Pot Transformation of Methylarenes into Aromatic Aldehydes under Metal-Free Conditions", 《EUROPEAN JOURNAL OF ORGANIC CHEMISTRY》 *
T. LU ET AL.: "N-hydroxyphthalimide-catalyzed Aerobic Selective Oxidation of Alkylaromatics in PEG1000–DAIL", 《CROATICA CHEMICA ACTA》 *
YASUSHI YOSHINO ET AL.: "Catalytic Oxidation of Alkylbenzenes with Molecular Oxygen under Normal Pressure and Temperature by N-Hydroxyphthalimide Combined with Co(OAc)2", 《J. ORG. CHEM.》 *
张跃等: "微通道反应器中甲苯连续液相氧化工艺研究", 《现代化工》 *
杜曦等: "Cu(Ac)2 - Co(Ac)2 - KBr催化SPC氧化对甲基苯甲醚", 《桂林工学院学报》 *
郭永学: "《制药设备与车间设计》", 31 December 2019, 北京:中国医药科技出版社 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113896660A (zh) * 2021-11-30 2022-01-07 湖北师范大学 紫外线吸收剂bp-4的微通道连续磺化合成方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113527074B (zh) 2022-11-04

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112979461A (zh) 一种3-氯代-4-氧代乙酸戊酯的全连续流制备方法
CN103755523B (zh) 一种2-甲基烯丙醇的制备方法
EP3628653A1 (en) Circular economy methods of preparing unsaturated compounds
CN108250069B (zh) 一种异辛酸的制备方法
CN113527074B (zh) 微通道连续催化氧化对甲基茴香醚制备大茴香醛的方法
CN107445830A (zh) 乙醇酸酯氧化脱氢生产乙醛酸酯的方法
CN106117025B (zh) 仲丁醇对醋酸仲丁酯转移加氢同时生产甲乙酮的工艺方法
CN110922330A (zh) 一种丙烯酸羟乙酯的制备方法
CN111056934A (zh) 一种微反应器内制备α-羟基酮光引发剂的方法
CN110407680B (zh) 一种制备异戊烯醛的方法
CN115819297B (zh) 一种2-硝基-4-甲砜基苯甲酸的制备方法
CN109970603B (zh) 紫外线吸收剂奥克立林的微通道连续反应合成方法
CN105566061A (zh) 一种β-蒎烯选择性羟基化氧化方法及其产品
CN114522737B (zh) 一种高选择性制备3-乙酰氧基丙醇的方法
CN112457163B (zh) 一种制备异佛尔醇的微通道混合催化加氢装置及方法
CN110078603A (zh) 甲基丙烯醛的制备提纯方法及装置
CN112239450B (zh) 合成ε-己内酯的方法
CN102649562B (zh) Co气体原料借助催化氧化进行脱氢的方法
CN104447230A (zh) 一种4-甲氧基苯乙烯的制备方法
CN108129350B (zh) 一种2,4-二氯苯腈的制备方法
CN105585468B (zh) 一种以环戊烯为原料制备环戊酮的方法
CN102260170B (zh) 微波管道化生产乙酸正t酯的方法
CN102649738B (zh) 一氧化碳气相偶联催化反应生产草酸酯的方法
CN105669598A (zh) 一种α-蒎烯烯丙位选择性氧化方法及其产品
CN104925808A (zh) 脱除一氧化碳混合气中氢气的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant