CN114437003A - α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺 - Google Patents
α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了α‑氯代‑乙酰基‑γ‑丁内酯连续流微通道反应生成工艺，具体包括以下步骤：S1、将原料α‑乙酰基‑γ‑丁内酯和氯气同时用泵通入微通道反应器中，S2、经微通道反应器连续缩合反应生成α‑氯代‑乙酰基‑γ‑丁内酯粗品，S3、碱性溶液中和后，有机层进入减压精馏塔，本发明涉及化工合成技术领域。该α‑氯代‑乙酰基‑γ‑丁内酯连续流微通道反应生成工艺，通过将连续流高通量微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备应用到α‑乙酰基‑γ‑丁内酯与氯气的反应，改善了选择性，实现连续、安全、高效、稳定生产，产品纯度和品质显著提高，连续流高通量微通道工艺大幅降低了反应物料使用过程的危险性。
Description
技术领域
本发明涉及化工合成技术领域，具体为α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺。
背景技术
名称：α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯
分子式：C6H7ClO3
外观：无色液体
分子量：157.26
CAS号：2986-00-7
密度：1.33g/cm3
沸点：306.1℃,760mmHg
折射点：1.479
用途：α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯是制备维生素B1，以及叶绿素类化合物的主要原料，还可用于医药工业制造抗心绞痛药物延心痛等药品，在香精行业用于制备具备豆香和肉香的香原料硫噻唑。目前国内外市场对α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯的需求量逐年增加，商业前景非常广阔。
现有合成工艺：目前α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯的合成工艺：都是采用原料α-乙酰基-γ-丁内酯在低温条件下与磺酰氯或者氯气等氯代试剂在间歇式反应釜中发生反应。该工艺反应时间长，一般2-6小时，而且粗品中含有较多的多氯代物，粗品的纯度一般在85％～90％，精馏后的收率为85％左右。例如，中国专利申请CN106608858报道了α-乙酰基-γ-丁内酯在12℃温度与氯气在间歇式反应釜中发生反应，反应2小时，收率80％。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，工艺简单，反应效率高，选择性好，产品的纯度99％，收率95％。
(二)技术方案
为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，具体包括以下步骤：
S1、将原料α-乙酰基-γ-丁内酯和氯气同时用泵通入微通道反应器中，α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯对氯气的摩尔比为1:1，反应温度为20-40℃，反应的停留时间为10秒-5分钟，反应压力为0.1–2Mpa；
S2、经微通道反应器连续缩合反应生成α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯粗品，出口的反应液收集后，以饱和碱性溶液调节pH至7-8，分掉下层水层；
S3、碱性溶液中和后，有机层进入减压精馏塔，在4–10mmHg下精馏得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，然后通过气相色谱分析产品的纯度。
优选的，所述步骤S2中中和所用的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠溶液中的一种。
优选的，所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为20℃，反应的停留时间为90秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
优选的，所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为30℃，反应的停留时间为75秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
优选的，所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为20℃，反应的停留时间为40秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
优选的，所述α-乙酰基-γ-丁内酯为120g/h，氯气为66.36g/h，反应温度为30℃，反应的停留时间为120秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
(三)有益效果
本发明提供了α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺。与现有技术相比具备以下有益效果：该α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，具体包括以下步骤：S1、将原料α-乙酰基-γ-丁内酯和氯气同时用泵通入微通道反应器中，α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯对氯气的摩尔比为1:1，反应温度为20-40℃，反应的停留时间为10秒-5分钟，反应压力为0.1–2Mpa；S2、经微通道反应器连续缩合反应生成α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯粗品，出口的反应液收集后，以饱和碱性溶液调节pH至7-8，分掉下层水层；S3、碱性溶液中和后，有机层进入减压精馏塔，在4–10mmHg下精馏得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，然后通过气相色谱分析产品的纯度，通过将连续流高通量微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备应用到α-乙酰基-γ-丁内酯与氯气的反应，同传统的间歇性反应釜相比，改善了选择性，降低了多取代氯化产物的比例，避免了氯气的过度使用；同时提高了反应效率，反应时间由原来的2-6小时缩短到10秒-5分钟，实现连续、安全、高效、稳定生产，产品纯度和品质显著提高，连续流高通量微通道工艺大幅降低了反应物料使用过程的危险性，在传热、传质、环保以及安全方面有了可靠的保障。
附图说明
图1为本发明的工艺流程图；
图2为本发明的工艺路线示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例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。
请参阅图1-2，本发明实施例提供四种技术方案：α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，具体包括以下实施例：
实施例1：
将原料α-乙酰基-γ-丁内酯以100g/h，氯气55.3g/h，(α-乙酰基-γ-丁内酯：氯气＝1:1)同时用泵通入微通道反应器中，于20℃、0.5Mpa、停留时间90秒下反应,出口的反应液收集后，以饱和碳酸氢钠溶液调节pH至7-8。分掉下层水层，有机层进入减压精馏塔，操作压力2mmHg，得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，纯度99.3％(气相色谱分析)，总收率95.4％。
实施例2：
将原料α-乙酰基-γ-丁内酯以100g/h，氯气55.3g/h，(α-乙酰基-γ-丁内酯：氯气＝1:1)同时用泵通入微通道反应器中，于30℃、0.5Mpa、停留时间75秒下反应,出口的反应液收集后，以饱和碳酸氢钠溶液调节pH至7-8。分掉下层水层，有机层进入减压精馏塔，操作压力2mmHg，得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，纯度99.1％(气相色谱分析)，总收率94.2％。
实施例3：
将原料α-乙酰基-γ-丁内酯以100g/h，氯气55.3g/h，(α-乙酰基-γ-丁内酯：氯气＝1:1)同时用泵通入微通道反应器中，于20℃、0.5Mpa、停留时间40秒下反应,出口的反应液收集后，以10％的氢氧化钠溶液调节pH至7-8。分掉下层水层，有机层进入减压精馏塔，操作压力2mmHg，得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，纯度99.1％(气相色谱分析)，总收率93.7％。
实施例4：
将原料α-乙酰基-γ-丁内酯以120g/h，氯气66.36g/h，(α-乙酰基-γ-丁内酯：氯气＝1:1)同时用泵通入微通道反应器中，于30℃、0.5Mpa、停留时间120秒下反应,出口的反应液收集后，以10％的氢氧化钾溶液调节pH至7-8。分掉下层水层，有机层进入减压精馏塔，操作压力2mmHg，得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，纯度98.7％(气相色谱分析)，总收率94.2％。
对比例1：
传统工艺：将α-乙酰基-γ-丁内酯与碳酸氢钠水溶液在反应瓶中混合后，低温下通入氯气，反应2-6小时后停止通氯气，反应液静置分层，分出有机层，有机层中产品α-乙酰基-γ-丁内酯的含量90％左右，减压精馏后得到纯品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，收率约在85％。
从以上传统工艺的小试案例可以看出，传统间歇式反应工艺极易发生副反应，新工艺大大缩短了反应时间，同时减低副反应的发生，得到更高的产率。
综上，本发明通过将连续流高通量微通道反应系统为核心的工艺技术和反应装备应用到α-乙酰基-γ-丁内酯与氯气的反应，同传统的间歇性反应釜相比，改善了选择性，降低了多取代氯化产物的比例，避免了氯气的过度使用；同时提高了反应效率，反应时间由原来的2-6小时缩短到10秒-5分钟，实现连续、安全、高效、稳定生产，产品纯度和品质显著提高，连续流高通量微通道工艺大幅降低了反应物料使用过程的危险性，在传热、传质、环保以及安全方面有了可靠的保障。
同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (6)
1.α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：具体包括以下步骤：
S1、将原料α-乙酰基-γ-丁内酯和氯气同时用泵通入微通道反应器中，α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯对氯气的摩尔比为1:1，反应温度为20-40℃，反应的停留时间为10秒-5分钟，反应压力为0.1–2Mpa；
S2、经微通道反应器连续缩合反应生成α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯粗品，出口的反应液收集后，以饱和碱性溶液调节pH至7-8，分掉下层水层；
S3、碱性溶液中和后，有机层进入减压精馏塔，在4–10mmHg下精馏得到产品α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯，然后通过气相色谱分析产品的纯度。
2.根据权利要求1所述的α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：所述步骤S2中中和所用的碱性溶液为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠或碳酸氢钠溶液中的一种。
3.根据权利要求1所述的α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为20℃，反应的停留时间为90秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
4.根据权利要求1所述的α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为30℃，反应的停留时间为75秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
5.根据权利要求1所述的α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：所述α-乙酰基-γ-丁内酯为100g/h，氯气为55.3g/h，反应温度为20℃，反应的停留时间为40秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
6.根据权利要求1所述的α-氯代-乙酰基-γ-丁内酯连续流微通道反应生成工艺，其特征在于：所述α-乙酰基-γ-丁内酯为120g/h，氯气为66.36g/h，反应温度为30℃，反应的停留时间为120秒，反应压力为0.5Mpa，有机层进入减压精馏塔的操作压力为2mmHg。
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|---|---|---|---|---|
| CN117105759A (zh) * | 2023-10-24 | 2023-11-24 | 江苏七洲绿色化工股份有限公司 | 一种连续制备2-氯-1-（1-氯环丙基）乙酮的方法 |
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| CN117105759B (zh) * | 2023-10-24 | 2024-02-02 | 江苏七洲绿色化工股份有限公司 | 一种连续制备2-氯-1-（1-氯环丙基）乙酮的方法 |
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