CN114195742A - 一种制备2-甲基四氢呋喃的方法 - Google Patents

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郭家成
李亚峰
王长锦
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Abstract

一种制备2‑甲基四氢呋喃的方法，包括如下步骤：先将2‑甲基呋喃和镍基催化剂加入至环路反应器的反应釜中，其中镍基催化剂的质量为2‑甲基呋喃质量的0.1％～0.25％，对环路反应器进行2次以上氮气置换，使环路反应器内的氧气含量≤0.1％；对环路反应器进行2～3次氢气置换，开启循环泵，接着通入氢气至2～4MPa，通过换热器对环路反应器内的物料进行升温反应，升温反应的反应温度为40～100℃；反应结束后，反应液经过滤器过滤回收镍基催化剂，滤液进入精馏塔精馏，精馏得到成品2‑甲基四氢呋喃。本发明对现有的2‑甲基四氢呋喃的制备做了进一步的改进，提升了生产效率、降低了生产成本。

Description

一种制备2-甲基四氢呋喃的方法
技术领域
本发明属于医药有机中间体制备技术领域，具体涉及一种制备2-甲基四氢呋喃的方法。
背景技术
2-甲基四氢呋喃(2-MeTHF)作为一种重要的有机中间体和绿色溶剂，有着广泛的应用。作为中间体时，常用于制备1,3-戊二烯以及抗疟疾药物-磷酸伯氨喹。当作为绿色优良溶剂时，主要因为2-MeTHF的化学性质与四氢呋喃相近，然而不同于四氢呋喃混溶于水，2-MeTHF部分溶于水，且沸点80℃也较四氢呋喃66℃高，因此作为反应溶剂时，后处理及回收都更具优势。典型应用的反应类型如四氢铝锂的还原反应、有机金属的格式反应等，这些都已稳定在工业化生产中被普遍应用。
由于有着广泛的需求，需要对现有的2-甲基四氢呋喃的制备做进一步的改进以提升效率、降低成本。
因此，需要设计一种新的制备2-甲基四氢呋喃的方法。
发明内容
本发明的目的在于提供一种制备2-甲基四氢呋喃的方法，以解决背景技术中提出的需要对现有的2-甲基四氢呋喃的制备做进一步的改进的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种制备2-甲基四氢呋喃的方法，包括如下步骤：
先将2-甲基呋喃和镍基催化剂加入至环路反应器的反应釜中，其中镍基催化剂的质量为2-甲基呋喃质量的0.1％～0.25％，对环路反应器进行2次以上氮气置换，使环路反应器内的氧气含量≤0.1％；
对环路反应器进行2～3次氢气置换，开启循环泵，接着通入氢气至2～4MPa，通过换热器对环路反应器内的物料进行升温反应，升温反应的反应温度为40～100℃；
反应结束后，反应液经过滤器过滤回收镍基催化剂，滤液进入精馏塔精馏，精馏得到成品2-甲基四氢呋喃。
在一种具体的实施方式中，制备2-甲基四氢呋喃的化学反应式如下：
Figure BDA0003411287800000011
所述制备2-甲基四氢呋喃的方法所采用的反应装备包括环路反应器，环路反应器包括反应釜、循环泵、换热器、文丘里喷射器；反应釜底部的出口通过管路与循环泵的进口相连，循环泵的出口通过管路与换热器的进口相连，文丘里喷射器设置在反应釜上部且文丘里喷射器的喷射出口端延伸至反应釜内部，换热器的出口通过管路与文丘里喷射器的液体入口端相连。
在一种具体的实施方式中，环路反应器还包括气体回路开关，气体回路开关通过管路分别连接反应釜的内腔和文丘里喷射器的气体入口端。
在一种具体的实施方式中，当测得环路反应器内的原料2-甲基呋喃的残留质量≤0.1％时，升温反应中止。
在一种具体的实施方式中，氢气置换时，先对环路反应器通入氢气并保持压力至0.5～0.8MPa，然后再放空氢气，即完成一次氢气置换。
在一种具体的实施方式中，氮气置换时，先对环路反应器通入氮气并保持压力至0.2～0.5MPa，然后再放空氮气，即完成一次氮气置换。
相比于现有技术，本发明具有以下有益效果：
本发明对现有的2-甲基四氢呋喃的制备做了进一步的改进，提升了生产效率、降低了生产成本。
本发明采用的环路反应器中特殊的气液交换方式，使得气液固三相间接触充分，催化剂表面长期保持富氢状态，使得反应选择性高，杂质含量低，原料残留少；此外，根据生产结果来看，采用环路反应器能使催化剂磨损量少，催化剂消耗也较传统釜式反应器显著减少。
本发明采用的环路反应器反应液经过大流量的循环泵循环，传质效率高，使得催化剂内层反应产物快速扩散至反应液中，提升了反应效率。
本发明采用的环路反应器外循环系统换热面积大，可较传统的釜式反应高十倍以上，换热效率高，使反应产生的热量及时被移走，因此反应可长时间稳定保持在高温条件下进行，避免传统釜式反应的阶梯式升温，最终显著缩短了反应时间，提高了生产效率。
本发明方便同步放大，即小、中试研究得到的实验数据，能直接按照实验数据进行车间同步放大设计，一定程度上便利于项目的产业化。
本发明的原料转化率>99％，选择性>97％。
除了上面所描述的目的、特征和优点之外，本发明还有其它的目的、特征和优点。下面将参照图，对本发明作进一步详细的说明。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1是本发明一种实施例所采用装置的结构示意图；
其中，1、环路反应器；2、过滤器；3、精馏塔；11、反应釜；12、循环泵；13、换热器；14、文丘里喷射器；15、氢气进口；16、气体回路开关；17、氮气进口；18、抽真空口；141、喷射出口端；142、液体入口端；143、气体入口端。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的实施例进行详细说明，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例1
本发明公开了一种制备2-甲基四氢呋喃的方法，包括如下步骤：
先将2000kg的2-甲基呋喃和2～5kg镍基催化剂加入至环路反应器1的反应釜11中，对环路反应器1进行2次以上氮气置换，使环路反应器1内的氧气含量≤0.1％；
对环路反应器1进行2～3次氢气置换，开启循环泵12，接着通入氢气至2～4MPa，通过换热器13对环路反应器1内的物料进行升温反应，升温反应的反应温度为40～100℃；
反应结束后，反应液经过滤器2过滤回收镍基催化剂，滤液进入精馏塔3精馏，精馏得到成品2-甲基四氢呋喃。本发明的原料转化率>99％，选择性>97％。
制备2-甲基四氢呋喃的化学反应式如下：
Figure BDA0003411287800000031
所述制备2-甲基四氢呋喃的方法所采用的反应装备包括环路反应器1，环路反应器1包括反应釜11、循环泵12、换热器13、文丘里喷射器14；反应釜11底部的出口通过管路与循环泵12的进口相连，循环泵12的出口通过管路与换热器13的进口相连，文丘里喷射器14设置在反应釜11上部且文丘里喷射器14的喷射出口端141延伸至反应釜11内部，换热器13的出口通过管路与文丘里喷射器14的液体入口端142相连。
环路反应器1还包括气体回路开关16，气体回路开关16通过管路分别连接反应釜11的内腔和文丘里喷射器14的气体入口端143。
当测得环路反应器1内的原料2-甲基呋喃的残留质量≤0.1％时，升温反应中止。
氢气置换时，先对环路反应器1通入氢气并保持压力至0.5～0.8MPa，然后再放空氢气，即完成一次氢气置换。通过氢气进口15通入氢气，通过抽真空口18放空氢气。
氮气置换时，先对环路反应器1通入氮气并保持压力至0.2～0.5MPa，然后再放空氮气，即完成一次氮气置换。通过氮气进口17通入氮气，通过抽真空口18放空氮气。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演和替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，包括如下步骤：
先将2-甲基呋喃和镍基催化剂加入至环路反应器(1)的反应釜(11)中，其中镍基催化剂的质量为2-甲基呋喃质量的0.1％～0.25％，对环路反应器(1)进行2次以上氮气置换，使环路反应器(1)内的氧气含量≤0.1％；
对环路反应器(1)进行2～3次氢气置换，开启循环泵(12)，接着通入氢气至2～4MPa，通过换热器(13)对环路反应器(1)内的物料进行升温反应，升温反应的反应温度为40～100℃；
反应结束后，反应液经过滤器(2)过滤回收镍基催化剂，滤液进入精馏塔(3)精馏，精馏得到成品2-甲基四氢呋喃。
2.根据权利要求1所述的制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，制备2-甲基四氢呋喃的化学反应式如下：
Figure FDA0003411287790000011
所述制备2-甲基四氢呋喃的方法所采用的反应装备包括环路反应器(1)，环路反应器(1)包括反应釜(11)、循环泵(12)、换热器(13)、文丘里喷射器(14)；反应釜(11)底部的出口通过管路与循环泵(12)的进口相连，循环泵(12)的出口通过管路与换热器(13)的进口相连，文丘里喷射器(14)设置在反应釜(11)上部且文丘里喷射器(14)的喷射出口端(141)延伸至反应釜(11)内部，换热器(13)的出口通过管路与文丘里喷射器(14)的液体入口端(142)相连。
3.根据权利要求2所述的制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，环路反应器(1)还包括气体回路开关(16)，气体回路开关(16)通过管路分别连接反应釜(11)的内腔和文丘里喷射器(14)的气体入口端(143)。
4.根据权利要求1所述的制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，当测得环路反应器(1)内的原料2-甲基呋喃的残留质量≤0.1％时，升温反应中止。
5.根据权利要求1所述的制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，氢气置换时，先对环路反应器(1)通入氢气并保持压力至0.5～0.8MPa，然后再放空氢气，即完成一次氢气置换。
6.根据权利要求1所述的制备2-甲基四氢呋喃的方法，其特征在于，氮气置换时，先对环路反应器(1)通入氮气并保持压力至0.2～0.5MPa，然后再放空氮气，即完成一次氮气置换。
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