CN114182270A - 一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法 - Google Patents

一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法 Download PDF

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CN114182270A CN202111504632.8A CN202111504632A CN114182270A CN 114182270 A CN114182270 A CN 114182270A CN 202111504632 A CN202111504632 A CN 202111504632A CN 114182270 A CN114182270 A CN 114182270A
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Abstract

本发明公开了一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法,将含式1所示的环氧化合物、式2所示的胺类化合物、电解质和溶剂的混合均相溶液于设有电极的微通道反应装置中,在CO2氛围下反应,得到含有式3所示的环状氨基甲酸酯的反应液。本发明所提供的方法操作简单,安全性高,经济环保,绿色实用。同时,其可有效解决该传统反应过程中步骤繁杂、反应时间长、过量的强氧化剂、高反应温度和低原子效率等问题,并能够提高反应效率,适于工业化生产。

Description

一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法
技术领域
本发明属于有机化学合成领域,具体涉及一种通过连续流电微反应器装置高选择性制备环状氨基甲酸酯的方法。
背景技术
当前全球变暖是一个越来越严重的问题,主要是由二氧化碳、甲烷、一氧化二氮、含氯氟烃等温室气体的排放造成的。由于石油、煤和天然气燃烧产生大量的CO2具有明显的温室效应,CO2是全球变暖的主要原因。因此,降低大气中CO2的含量一直是全世界迫切需要解决的问题。为了克服这个问题,目前有四种方法:(1)通过提高转化效率来降低能耗;(2)用太阳能、风能等可再生能源替代产生CO2等温室气体的不可再生资源;(3)二氧化碳捕获/储存;(4)二氧化碳捕获和利用。目前,二氧化碳捕获/储存的方法可能是降低空气中CO2最有效的方法。在这些方法中,二氧化碳捕获和利用的方法无论是在CO2的消耗方面还是在增值化学品的生产方面都很有前景,因为CO2是有机合成中丰富、廉价、无毒和不可燃的C1结构单元。由于CO2结构稳定且含有的碳具有最高价氧化态,因此如果想将CO2转化为工业生产的原料需要大量能量。目前已有两种不同的策略将CO2转化为有用的化学物质;一种是还原性CO2转化,另一种是非还原性CO2转化。还原性CO2转化将CO2直接转化为目标化合物,如甲酸(HCOOH)和甲醇(CH3OH),需要大量能量和强大的还原剂,如H2。而非还原转化的目标化合物包括碳酸盐、氨基甲酸盐、脲、羧酸盐、聚碳酸酯、聚氨酯等,转化过程中保持碳的氧化态不变,同时反应条件也相对温和。
电化学方法具有反应效率高、温度条件温和等优点,在反应中使用非均相催化剂负载于电极上不仅可方便的将产物与催化剂分离,同时可提高电化学反应的催化效率,但是由于电化学反应往往在电极表面进行反应,因此在传统的釜式反应中,大量的反应物在溶液中不能及时参与反应,因此阻碍了转化率的提高,也会产生许多不必要的副反应;微反应器孔径小,具有高效的传热和传质效率,因此原料在反应中可以高效混合,传统的釜式反应中不易发生的非均相反应也可以高效反应,但是单独的微反应器仍然存在转化率较低的问题。将电化学与微反应器结合,在微反应器中进行电化学反应可以大大缩短两电极之间的距离,解决釜式反应器中大量原料无法参与电化学反应的问题,同时也解决了单一的微反应器反应转化率不高的问题,提高了反应的传质,从而高效的催化反应发生。随着社会的发展和资源的枯竭,绿色化学的发展已经成为科学家的使命之一。环状氨基甲酸酯的研究也在积极响应“绿色化学”的号召,为此,本发明提供了一种通过连续流电微反应器装置选择性制备环状氨基甲酸酯的方法。
发明内容
发明目的:本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足,提供一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法。
为了解决上述技术问题,本发明公开了一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法,如图2所示,将含式1所示的环氧化合物、式2所示的胺类化合物、水、电解质和有机溶剂的混合均相溶液泵入设有电极的微通道反应装置中,在CO2氛围下进行连续电解质反应,得到含有式3所示的环状氨基甲酸酯的反应液。
Figure BDA0003403709080000021
其中,
R1选自苯、4-乙基苯、4-氯苯、4-甲氧基苯、4-硝基苯或萘环;优选地,R1选自苯、4-乙基苯、4-氯苯、4-甲氧基苯或4-硝基苯;进一步优选地,R1选自苯或4-氯苯。
R2选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、4-氯苯基、4-溴苯基、苯基或环戊烷;优选地,R2选自乙基、异丙基、4-氯苯基、苯基或环戊烷;进一步优选地,R2选自4-氯苯基、异丙基、苯基或环戊烷。
其中,所述电解质为四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵和碘化钠中的任意一种或几种组合;优选地,所述电解质为四丁基四氟硼酸铵、四丁基碘化铵和四丁基六氟磷酸铵中的任意一种或几种组合。
其中,所述有机溶剂为乙腈、甲醇、二氯甲烷和乙腈中任意一种或几种组合;优选地,所述溶剂为乙腈。
其中,所述混合均相溶液中,式1所示的环氧化合物的浓度为0.01-0.05mmol/mL有机溶剂;优选地,所述混合均相溶液中,式1所示的环氧化合物的浓度为0.02mmol/mL有机溶剂。
其中,所述混合均相溶液中,式2所示的胺类化合物的浓度为0.01-0.03mmol/mL有机溶剂;优选地,所述混合均相溶液中,式2所示的胺类化合物的浓度为0.012mmol/mL有机溶剂。
其中,所述混合均相溶液中,电解质的浓度为0.01-0.10mmol/mL有机溶剂;优选地,所述混合均相溶液中,电解质的浓度为0.04mmol/mL有机溶剂。
其中,所述设有电极的微通道反应装置包括进料泵、微反应器、阴极片、阳极片和接收器;其中,所述进料泵、微反应器和接收器依次串联,通过管道连接;其中,所述微反应器的两侧分别设有阴极片和阳极片。
其中,所述阳极片为负载催化剂的碳纸电极;优选地,所述阳极片为负载Mn3O4催化剂的碳纸电极。
其中,所述阴极片为石墨碳电极或铂片电极;优选地,所述阴极片为铂片电极。
其中,所述微反应器的厂家为Syrris Ltd,名称为the Asia Flux module,型号为Model No.2200554。
其中,所述微通道反应装置中管道等装置的材料为聚四氟乙烯。
其中,所述反应的温度为20-30℃;优选地,所述反应的温度为室温。
其中,所述反应的电流强度为5-15mA;优选地,所述反应的电流强度为10mA。
其中,所述反应的停留时间为0.25-5min;优选地,所述反应的停留时间为4min;其中,当所述微反应器的体积为225μL时,所述混合均相溶液的流速为45-900μL/min;优选地,当所述微反应器的体积为225μL时,所述混合均相溶液的流速为56.25μL/min。
其中,所述反应结束后,将所述含有式3所示的环状氨基甲酸酯的反应液经乙酸乙酯稀释五倍、水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂(1:30)淋洗分离,即得式3所示的环状氨基甲酸酯。
有益效果:与现有技术相比,本发明具有如下优势:
本发明所提供的方法操作简单,安全性高,更加经济环保、绿色实用。采用电化学与微反应器结合的方式,保留了两者的优点,互补了两者的缺点;同时,其可有效解决该传统反应过程中步骤繁杂、反应时间长、过量的强氧化剂、高反应温度、低原子效率、成本高昂、不利环保等问题,并能够提高反应效率,适于工业化生产。
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是本发明的微通道电合成反应器装置图。
图2是本发明的反应路径图。
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。
下述实施例所述的微通道反应装置,如图1所示,包括注射泵、微反应器、阴极片、阳极片和接收器;其中,所述微反应器的两侧分别设有阴极片和阳极片;其中,所述进料泵、微反应器和接收器依次串联连接;所述连接为通过管道连接;所述微反应器的厂家为Syrris Ltd,名称为the Asia Flux module,型号为Model No.2200554。
下述实施例中,如无特殊说明,所述阴极片为铂片;如无特殊说明,所述阳极片为负载Mn3O4催化剂的碳纸电极,其制备方法为:将0.5mmol纳米MnO分散于400μL己烷中,将分散系于NOBF4的DMF溶液(0.01μL NOBF4+400μL DMF)混合,超声30min,再加入甲苯离心,除去上清液得到配体交换后的MnO纳米颗粒,并分散于乙醇中。将打孔的疏水碳纸在马弗炉中加热600℃进行1h,制成亲水碳纸;将配体交换得到的MnO纳米颗粒滴加于亲水碳纸(0.01μLNOBF4的400μL DMF)上,正面背面各两滴,于60℃烘箱中干燥5min,之后用马弗炉400℃煅烧5h,煅烧结束后冷却至室温用于电化学实验。
下述实施例中,若无特殊说明,所述反应的温度为室温。
表1选择性合成环状氨基甲酸酯
Figure BDA0003403709080000051
其中,如表1所示的环状氨基甲酸酯,均为通过本发明方法合成得到的产物。
表2非目标合成环状氨基甲酸酯
Figure BDA0003403709080000052
Figure BDA0003403709080000061
实施例1化合物3a的合成:
Figure BDA0003403709080000062
(1)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率达99%,产物3a的收率为96%,3i的收率为2%,另有少量苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
(2)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为5mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率达87%,产物3a的收率为73%,3i的收率为10%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
(3)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为15mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为99%,产物3a的收率为85%,3i的收率为7%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
(4)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1289g)四丁基溴化铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵a的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为93%,产物3a的收率为87%,3i的收率为8%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
(5)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1477g)四丁基碘化铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为98%,产物3a的收率为91%,3i的收率为3%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
(6)将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1550g)四丁基六氟磷酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为99%,产物3a的收率为95%,3i的收率为3%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
对比例1
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;微反应器反应体积V=225μL,反应时间8min;反应在不加电流的条件下进行;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为20%,产物3a的收率为5%,3i的收率为4%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
对比例2
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,并置于25mL的电解槽中;反应过程中阳极为负载Mn3O4的石墨碳电极,阴极为铂片电极;施加电流为10mA;电解槽密封并注入CO2,保证反应在CO2的氛围中进行;反应时间1h;反应结束后收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为73%,产物3a的收率为41%,3i的收率为28%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
对比例3
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;反应过程阳极为石墨碳电极,阴极为铂片电极;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为82%,产物3a的收率为45%,3i的收率为30%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3a。
实施例2化合物3b的合成:
Figure BDA0003403709080000091
将0.2mmol(0.03092g)化合物1b 4-氯苯乙烯环氧化物,0.12mmol(0.007093g)异丙胺2a,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为,产物3b的收率为98%,3j的收率为1%,另有1-(4-氯苯基)乙烷-1,2-二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3b。
实施例3化合物3c的合成:
Figure BDA0003403709080000092
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.1118g)苯胺2b,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为98%,产物3c收率为93%,3k的收率为4%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3c。
实施例4化合物3d的合成:
将0.2mmol(0.03092g)化合物1b 4-氯苯乙烯环氧化物,0.12mmol(0.1118g)苯胺2b,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为96%,产物3d的收率为89%,3l的收率为5%,另有1-(4-氯苯基)乙烷-1,2-二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3d。
实施例5化合物3e的合成:
Figure BDA0003403709080000101
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.01531g)4-氯苯胺2c,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为93%,产物3e的收率为84%,3m的收率为7%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:30)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3e。
实施例6化合物3g的合成:
Figure BDA0003403709080000111
将0.2mmol(0.02403g)化合物1a氧化苯乙烯,0.12mmol(0.01022g)环戊胺2d,0.05mol(0.9g)水和0.4mmol(0.1317g)四丁基四氟硼酸铵溶于乙腈(10mL)溶剂中,得到均相溶液,添加到注射泵中;注射泵的注射流速为56.25μL/min;在微反应器的另一个管道接口注入CO2气体;施加电流为10mA;微反应器反应体积V=225μL,反应时间4min;在微反应器反应历经一个周期后,收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为98%,产物3g的收率为93%,3o的收率为3%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。反应液体用乙酸乙酯稀释五倍后,经水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯/石油醚(1:20)的混合溶剂淋洗下分离得到产物3g。
对比例4:高温条件下K3PO4催化氧化苯乙烯和苯胺制备环状氨基甲酸酯
将0.2mmol(0.4245g)K3PO4、5mmol(0.6007g)氧化苯乙烯、1mmol(0.0931g)苯胺溶于2mL的DMF中,并置于schlenk管中,用橡胶塞密封容器。向容器中充入CO2持续15秒钟。将混合物在130℃下在CO2氛围下搅拌19小时。反应结束后收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为94%,产物3c的收率为71%,3k的收率为19%,另有苯基-1,2-乙二醇生成。
对比例5:高温条件下K3PO4催化4-氯苯乙烯环氧化物和苯胺制备环状氨基甲酸酯将0.2mmol(0.4245g)K3PO4、5mmol(0.7730g)4-氯苯乙烯环氧化物、1mmol(0.0931g)苯胺溶于2mL的DMF中,并置于schlenk管中,用橡胶塞密封容器。向容器中充入CO2持续15秒钟。将混合物在130℃下在CO2氛围下搅拌19小时。反应结束后收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为92%,产物3d的收率为73%,3l的收率为15%,另有1-(4-氯苯基)乙烷-1,2-二醇。
对比例6:高温条件下K3PO4催化氧化苯乙烯和4-氯苯胺制备环状氨基甲酸酯
将0.2mmol(0.4245g)K3PO4、5mmol(0.6007g)氧化苯乙烯、1mmol(0.1276g)4-氯苯胺溶于2mL的DMF中,并置于schlenk管中,用橡胶塞密封容器。向容器中充入CO2持续15秒钟。将混合物在130℃下在CO2氛围下搅拌19小时。反应结束后收集反应液体,以HPLC的方法计算可得原料转化率为85%,产物3e的收率为61%,3m的收率为23%,另有苯基-1,2-乙二醇。
本发明提供了一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯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 (10)

1.一种通过连续流电微反应器装置制备环状氨基甲酸酯的方法,其特征在于,将含式1所示的环氧化合物、式2所示的胺类化合物、电解质和有机溶剂的混合均相溶液于设有电极的微通道反应装置中,在CO2氛围下反应,得到含有式3所示的环状氨基甲酸酯的反应液;
Figure FDA0003403709070000011
其中,
R1选自苯、4-乙基苯、4-氯苯、4-甲氧基苯、4-硝基苯或萘环;
R2选自氢、甲基、乙基、正丙基、异丙基、4-氯苯基、4-溴苯基、苯基或环戊烷。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述电解质为四丁基六氟磷酸铵、四丁基四氟硼酸铵、四丁基溴化铵、四丁基碘化铵和碘化钠中的任意一种或几种组合。
3.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述有机溶剂为乙腈、甲醇、二氯甲烷和乙腈中任意一种或几种组合。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合均相溶液中,式1所示的环氧化合物的浓度为0.01-0.05mmol/mL有机溶剂。
5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合均相溶液中,式2所示的胺类化合物的浓度为0.01-0.03mmol/mL有机溶剂。
6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述混合均相溶液中,电解质的浓度为0.01-0.10mmol/mL有机溶剂。
7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的温度为20-30℃。
8.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的电流强度为5-15mA。
9.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应的停留时间为0.25-5min。
10.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述反应结束后,将所述含有式3所示的环状氨基甲酸酯的反应液经乙酸乙酯稀释、水洗、干燥、过滤后,用乙酸乙酯和石油醚的混合溶剂淋洗分离,即得式3所示的环状氨基甲酸酯。
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