用于生成1-甲基環(huán)丙烯的裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了生成1-甲基環(huán)丙烯的裝置，本發(fā)明的裝置能夠使用穩(wěn)定的1-甲基環(huán)丙烯前體在所期望的場所即時(shí)并且方便地生成1-甲基環(huán)丙烯。
【專利說明】用于生成1-甲基環(huán)丙烯的裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案涉及生成1-甲基環(huán)丙烯的裝置，并且更具體地涉及在目標(biāo)現(xiàn)場生成1-甲基環(huán)丙烯的裝置。
[0002]具體地，本發(fā)明涉及制造由陶瓷基質(zhì)復(fù)合材料制成的零件的方法。
【背景技術(shù)】
[0003]環(huán)丙烷衍生物例如1-甲基環(huán)丙烷(1-MCP)是抑制的乙烯(其為促進(jìn)水果、花、蔬菜以及類似物的成熟的植物激素)的作用的抑制劑并且其抑制作用已知是很好的。
[0004]具體地，1-MCP在室溫以氣態(tài)存在并且因此農(nóng)產(chǎn)品倉庫內(nèi)部可以容易地用1-MCP處理。然而環(huán)丙烷化合物例如1-MCP容易聚合并且因此使用常規(guī)方法長期儲存環(huán)丙烯化合物并不容易。
[0005]美國專利申請第6，017，849號公開了將這些環(huán)丙烯化合物包含在分子包封劑中以便儲存的方法，例如通過將1-MCP吸附在分子包封劑諸如α-環(huán)糊精上。然而，這一方法要求以通過將1-MCP吸附在α-環(huán)糊精上形成的復(fù)合物的形式進(jìn)行儲存。此外，當(dāng)使用時(shí)，復(fù)合物需要與溶劑接觸以使得1-MCP溶解并且排放在溶劑中，這導(dǎo)致復(fù)雜的工藝并且需要了解如何處理這些化合物。
[0006]發(fā)明簡沭
[0007]摶術(shù)問是頁
[0008]本發(fā)明提供生成1-甲基環(huán)丙烷(1-MCP)的裝置以便在農(nóng)業(yè)現(xiàn)場方便地制備并且噴霧1-MCP。
[0009]技術(shù)方案
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了生成1-甲基環(huán)丙烷的裝置，包括:第一容器，其包括1-甲基環(huán)丙烷前體；第二容器，其包括與1-甲基環(huán)丙烷前體反應(yīng)生成1-甲基環(huán)丙烷的含有氟陰離子的化合物的溶液；和載體氣體，其被引入第一容器和第二容器中的任一個(gè)以將1-甲基環(huán)丙烷前體和含有氟陰離子的化合物的溶液中的任一個(gè)轉(zhuǎn)移至第一容器和第二容器中的另一個(gè)中以使1-甲基環(huán)丙烷前體和含有氟陰離子的化合物的溶液彼此反應(yīng)，其中當(dāng)載體氣體從第一容器和第二容器中的任一個(gè)向其另一個(gè)移動(dòng)時(shí)，載體氣體將在第一容器和第二容器中的另一個(gè)中所產(chǎn)生的包括1-甲基環(huán)丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物排放至外部。
[0011]所述裝置可進(jìn)一步包括第三裝置，其包括用于將1-甲基環(huán)丙烷之外的副產(chǎn)物從反應(yīng)產(chǎn)物移除的過濾器。
_2] 有益.效果
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施方案，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)移和混合以及所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物的排放通過在短時(shí)間內(nèi)使用一個(gè)方向的載體氣體在用于生成1-MCP的裝置中進(jìn)行。因此，通過使用用于生成1-MCP的裝置，1-MCP可在目標(biāo)現(xiàn)場方便地制備和使用。
[0014]附圖描沭
[0015]圖1A是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案用于生成1-MCP的裝置的示意圖，其中1-MCP前體和含有氟陰離子的化合物的溶液分別包含在第一容器和第二容器中；
[0016]圖1B是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的1-MCP生成裝置的示意圖，其中1-MCP前體和含有氟陰離子的化合物的溶液被混合；和
[0017]圖3是解釋從根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的1-MCP生成裝置排放所產(chǎn)生的1-MCP的工藝的示意圖。
[0018]本發(fā)明的方式
[0019]現(xiàn)在將參照所附的附圖更充分地描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方案。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，用于生成1-MCP的裝置包括第一容器，其包括1-MCP前體；第二容器，其包括與1-MCP前體反應(yīng)生成1-MCP的含有氟陰離子的化合物的溶液；和載體氣體，其被引入第一容器和第二容器中的任一個(gè)以將1-甲基環(huán)丙烷前體和含有氟陰離子的化合物的溶液中的任一個(gè)轉(zhuǎn)移至第一容器和第二容器中的另一個(gè)中以使1-甲基環(huán)丙烷前體和含有氟陰離子的化合物的溶液彼此反應(yīng)，其中當(dāng)載體氣體從第一容器和第二容器中的任一個(gè)向其另一個(gè) 轉(zhuǎn)移時(shí)，載體氣體將在第一容器和第二容器中的另一個(gè)中所產(chǎn)生的包括1-甲基環(huán)丙烷的反應(yīng)產(chǎn)物排放至外部。
[0021]特別地，在1-MCP生成裝置中，1-MCP前體和含有氟陰離子的化合物的溶液分別包含在第一容器和第二容器中。當(dāng)需要1-MCP時(shí)，將載體氣體提供至第一容器和第二容器中的任一個(gè)以將1-MCP前體和含有氟陰離子的化合物的溶液中的任一個(gè)轉(zhuǎn)移至其另一個(gè)中以使1-MCP前體和含有氟陰離子的化合物的溶液混合以引起它們之間的反應(yīng)。所獲得的包括所產(chǎn)生的1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物通過載體氣體排放至容器外面。
[0022]在根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的1-MCP生成裝置中，反應(yīng)物的轉(zhuǎn)移，所述反應(yīng)物的混合和反應(yīng)以及所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物的排放可通過使用載體氣體以整合的方式進(jìn)行。因此，具有低儲存穩(wěn)定性的1-MCP可以通過使用1-MCP生成裝置在目標(biāo)現(xiàn)場直接制備并且方便地使用。
[0023]圖1A至IC是說明根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案的1-MCP生成裝置100的結(jié)構(gòu)和操作的示意圖。在示意圖中，參照數(shù)字表示1-MCP生成裝置100的元件。
[0024]圖1A是說明其中含有氟陰離子的化合物的溶液7和1-MCP前體6分別包含在第一容器I和第二容器2中的狀態(tài)的圖。圖1B是說明其中1-MCP前體6和含有氟陰離子的化合物的溶液被混合的狀態(tài)的圖。圖1C是說明其中所產(chǎn)生的1-MCP9被排放的狀態(tài)的圖。
[0025]在本實(shí)施方案中，為了將1-MCP之外的副產(chǎn)物從所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物過濾，1-MCP生成裝置100進(jìn)一步包括第三容器3，其包括所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物所經(jīng)過的過濾器8。在這一實(shí)例中，1-MCP9通過載體氣體16從包括在第三容器3中的過濾器排放并且其余的副產(chǎn)物保留在過濾器8中。
[0026]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的1-MCP生成裝置可進(jìn)一步包括機(jī)箱17，其中安裝了第一容器I和第二容器2以及，如果包括的話，第三容器3。
[0027]圖1A說明在1-MCP生成裝置100運(yùn)轉(zhuǎn)之前的狀態(tài)。在這一實(shí)施例中，當(dāng)載體氣體16例如空氣被提供至第二容器2時(shí)，第二容器2的含有氟陰離子的化合物的溶液7被轉(zhuǎn)移至第一容器I以與包含在第一容器I中的1-MCP前體6混合，如圖1B中所說明的，并且所獲得的包括1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物9’開始從混合工藝產(chǎn)生，如圖1C中所說明的。所獲得的包括1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物9’通過載體氣體16經(jīng)過第三容器3的過濾器8。在第三容器3中，1-MCP9經(jīng)過過濾器8而不引起任何反應(yīng)，并且額外的副產(chǎn)物經(jīng)歷分解或聚合，由此被轉(zhuǎn)化為水溶材料并除去。
[0028]第一容器1、第二容器2以及，如果包括的話，第三容器3可以可拆卸地相連。也就是說，分別容納1-MCP前體6和含有氟陰離子的化合物的溶液7的第一容器I和第二容器2保持閉合，在需要1-MCP時(shí)，第一和第二容器I和2與包含在1-MCP生成裝置100中的帽單元(未顯示)偶聯(lián)并且載體氣體16通過管(未顯示)提供至第一容器I和第二容器2中的任一個(gè)，由此起始1-MCP前體6和含有氟陰離子的化合物的溶液7之間的反應(yīng)。在反應(yīng)完成之后，第一容器I和第二容器2可從帽單元分離并且保留在第一和第二容器I和2內(nèi)部的材料可被除去。當(dāng)再次使用時(shí)，分別用1-MCP前體6和含有氟陰離子的化合物的溶液7充滿第一和第二容器I和2并且重復(fù)進(jìn)行上文所描述的工藝，由此產(chǎn)生1-MCP。
[0029]在附圖1A至IC中，已經(jīng)說明的是載體氣體16按從第二容器2至第一容器I至第三容器3這一順序運(yùn)行。然而，載體氣體16的轉(zhuǎn)移順序并不限于上文的實(shí)施例。例如，載體氣體16可以按從第一容器I至第二容器2至第三容器3這一順序運(yùn)行。在這一實(shí)例中，包含在第一容器I中的1-MCP前體6被移至第二容器2以與包含在其中的含有氟陰離子的化合物的溶液7反應(yīng)，由此生成1-MCP。
[0030]就此而言，1-MCP前體的體積相對小于含有氟陰離子的化合物的溶液的體積(1/3至1/5)并且1-MCP前體的量和所產(chǎn)生的1-MCP的量之間有直接關(guān)聯(lián)。以當(dāng)量或更多(通常1-MCP前體的I至3個(gè)當(dāng)量)使用含有氟陰離子的化合物的溶液，并且因此更可取的是將包括在第二容器中的含有氟陰離子的化合物的溶液移至包括1-MCP前體的第一容器以與1-MCP前體反應(yīng)。
[0031]含有氟陰離子的化合物的溶液可以通過將含有氟陰離子的化合物溶解于溶劑中來制備。所述溶劑沒有特別限制只要其溶解含有氟陰離子的化合物。特別地，溶劑可以是極性和非質(zhì)子性溶劑，例如DMF、DMS0、二甲基乙酰胺、1-甲基-吡咯烷酮或類似物。
[0032]1-MCP前體是液體狀態(tài)并且因此可以在未將1-MCP前體溶解在不同溶劑中時(shí)使用。然而，如果需要準(zhǔn)確生產(chǎn)小量1-MCP，1-MCP前體可使用溶劑稀釋并且之后在精確測量其量之后使用。
[0033]包含在第二容器2中的含有氟陰離子的化合物的溶液7通過載體氣體16移動(dòng)至第一容器I并且之后與包含在第一容器I中的1-MCP前體6混合以引起它們之間的反應(yīng)。就此而言，載體氣體16不僅可以轉(zhuǎn)移含有氟陰離子的化合物的溶液7還促進(jìn)含有氟陰離子的化合物的溶液7和1-MCP前體6更好的混合。所產(chǎn)生的1-MCP隨著其被濃縮開始不穩(wěn)定。然而，在1-MCP生成裝置100中，1-MCP通過載體氣體在產(chǎn)生之后被立即排放并且因此例如1-MCP聚合的問題不會發(fā)生。換句話說，1-MCP生成裝置100中的所有工藝可以僅使用載體氣體排放1-MCP的壓力來進(jìn)行。
[0034]載體氣體16可以被提供至第二容器2、第一容器I和第三容器3而無需使用不同的中間閥以使反應(yīng)物的轉(zhuǎn)移，它們之間的反應(yīng)和所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物的排放和純化可以在短時(shí)間內(nèi)以整合的方式進(jìn)行。
[0035]第一容器1、第二容器2以及，如果包括的話，第三容器3可以分別包括入口 10、12和14并且分別包括出口 11、13和15。第 一容器1、第二容器2以及，如果包括的話，第三容器3可以通過管彼此連接。也就是說，第一容器I和第二容器2通過第一管4彼此連接，而第一容器I和第三容器3通過第二管5彼此連接。如果必要，第二容器2和第三容器3可以通過第二管5彼此連接。載體氣體16從空氣壓縮器(未顯示)經(jīng)由管(未顯示)通過第二容器2的入口 12提供至第二容器2的內(nèi)部并且之后通過第二容器2的出口 13經(jīng)由第一管4通過第一容器I的入口 10提供至第一容器I。此外，載體氣體16經(jīng)由第二管5通過第一容器I的出口 11排放至第一容器I的外部。如果1-MCP生成裝置100包括第三容器3，那么載體氣體16通過第三容器3的入口 14提供至第三容器3并且之后經(jīng)由第三容器3的出口 15排放至外部。如上文所描述的反應(yīng)物沿著載體氣體16的移動(dòng)途徑移動(dòng)并且所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物沿其排放。[0036]1-MCP生成裝置的第一容器和第二容器的材料和類型并無特別限制，只要它們具有能夠穩(wěn)定儲存所使用的材料以及如果必需的話排放所產(chǎn)生的材料的結(jié)構(gòu)。例如，第一容器和第二容器可以是包括出口和入口并且由就有待儲存的材料而言為惰性的材料制成的任何容器。具體地，就耐久性、輕重量和經(jīng)濟(jì)的成本而言最廣泛使用的樹脂例如聚乙烯和聚丙烯是可以使用的而就耐久性、處理方便和可靠性而言氟化的樹脂例如特氟綸也是可以使用的。
[0037]通常，1-MCP在Ippm或更少的低濃度時(shí)在空氣中具有足夠的作用，處理IOm3~5，OOOm3的倉庫需要大約0.01至5.01 (0.45至220mmole)的1-MCP。在1-MCP生成設(shè)備中，1-MCP前體的量在約50mg至約30g的范圍內(nèi)，而含有氟陰離子的化合物的溶液的量在約0.1ml至約200ml的范圍內(nèi)并且因此具有從Iml至500ml的體積范圍的容器可被用作第一
容器和第二容器。
[0038]包括第一管4和第二管5的管可具有根據(jù)引入每個(gè)容器和從每個(gè)容器排放的材料的相在每個(gè)容器中具有不同的長度。
[0039]具體地，因?yàn)閮H載體氣體16經(jīng)由第二容器2的入口 12引入第二容器2，入口 12可包括具有達(dá)到包含在第二容器2中的含有氟陰離子的化合物的溶液7表面上方的特定位置的長度的管(未顯示)。此外，因?yàn)榈诙萜?的出口 13排放含有氟陰離子的化合物的溶液7，出口 13可包括具有達(dá)到第二容器2的底部的長度的第一管4。同樣，含有氟陰離子的化合物的溶液7和載體氣體16經(jīng)由入口 10引入第一容器I而所獲得的包括所產(chǎn)生的1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物9’經(jīng)由出口 11排放并且因此分別包括在入口 10和出口 11的第一管4和第二管5不需要具有達(dá)到第一容器I的底部的長度。
[0040]第三容器3可包括從第一容器I排放的所獲得的包括所產(chǎn)生的1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物9’經(jīng)由其引入的出口 14和1-MCP9經(jīng)由其排放的出口 15。就此而言，入口 14可包括具有達(dá)到過濾器8以使所獲得的反應(yīng)產(chǎn)物9’經(jīng)由其引入的長度的第二管5并且出口 15可包括在過濾器8的表面上方特定部位的管(未顯示)。
[0041]包括在第三容器3中的過濾器8通過分解或中和移除反應(yīng)副產(chǎn)物例如鹵代硅烷或酸性副產(chǎn)物例如HF。例如，過濾器8可以是由選自通過溶解NaOH、KOH、Na2CO3^ NaHC03、K2CO3> KHCO3> Na2SiO2, K2SiO2, MeONa, EtONa或iPrONa制備的堿性水溶液；堿性短鏈醇溶液例如乙二醇、乙醇、甲醇和異丙醇；用堿性水溶液或堿性短鏈醇溶液灌注的海綿型聚合物和天然纖維；和無機(jī)材料例如硅酸鹽、氧化鋁、泥、硅藻土、石灰、CaCl2、沸石和分子篩中的一種制成的過濾器。
[0042]其中實(shí)際發(fā)生反應(yīng)的第一容器I可進(jìn)一步包括恒溫器作為加熱設(shè)備(未顯示)以便保持恒定的反應(yīng)速度。同樣，如果反應(yīng)發(fā)生在第二容器2中，第二容器2可進(jìn)一步包括恒溫器作為加熱設(shè)備。反應(yīng)溫度可在10至60°C的范圍內(nèi)，例如20至50°C的范圍內(nèi)。如果反應(yīng)溫度在上文描述的范圍內(nèi)，因?yàn)楦碑a(chǎn)物的蒸發(fā)，對于與1-MC —起排放副產(chǎn)物的顧慮可以最小化并且不需要另外的冷卻設(shè)備。
[0043]在1-MCP生成裝置中使用的載體氣體可以是惰性氣體例如氮?dú)饣蚩諝狻］d體氣體可以通過載體氣體提供單元(未顯示)例如提供壓縮氣體的空氣壓縮器提供。載體氣體的流速并未特別限制。然而，如果空氣壓縮器的壓力是相同的，那么流速上的不同可能因?yàn)橛删垡蚁⒕郾┗蛱胤]制成的連接第一容器、第二容器和過濾器的管的內(nèi)徑而產(chǎn)生。也就是說，當(dāng)管的內(nèi)徑下降，管中的流速開始加快，而當(dāng)管的內(nèi)徑增加，管中的流速開始減緩。當(dāng)管中載體氣體的流速增加，將雜質(zhì)與1-MCP —起隨空氣的流動(dòng)排放至容器外部的可能性增加。然而，如果管的內(nèi)徑增加，那么管具有較少的撓性并且因此管不適于用于將容器彼此連接。因此，當(dāng)容器的體積為約30至500ml時(shí)，連接容器的管的內(nèi)徑可以在約1.5至約3.0mm的范圍內(nèi)。
[0044]假設(shè)管的體積在約30至約500ml的范圍內(nèi)而連接容器的管的內(nèi)徑在約1.5至約3.0mm的范圍內(nèi)，載體氣體可以2ml至3，000ml/min的流速提供至第一容器或第二容器。就此而言，如果需要大量的1-MCP，載體氣體可以快流速提供，另一方面，如果需要小量1-MCP，可以慢流速提供載體氣體。
[0045]所獲得的包括1-MCP的反應(yīng)產(chǎn)物處于氣體狀態(tài)并且因此可以容易地排放在有待用其處理的空間中而無需使用不同的另外的元件例如噴嘴。
[0046]1-MCP生成裝置中使用的1-MCP前體可以是下文式I表示的β -鹵代環(huán)丙基硅烷衍生物:
[0047]〈式1>
[0048]
【權(quán)利要求】
1.一種1-甲基環(huán)丙烯生成裝置，其包括: 第一容器，其包含1-甲基環(huán)丙烯前體， 第二容器，其包含與所述1-MCP前體反應(yīng)以產(chǎn)生1-甲基環(huán)丙烯含有氟陰離子的化合物的溶液； 載體氣體，其被引入所述第一容器和所述第二容器中的任一個(gè)將所述1-甲基環(huán)丙烯前體和所述含有氟陰離子的化合物的溶液中的任一個(gè)轉(zhuǎn)移至所述第一容器和所述第二容器中的另一個(gè)以使所述1-甲基環(huán)丙烯前體和所述含有氟陰離子的化合物的溶液彼此反應(yīng)， 其中，隨著來自所述第一容器和所述第二容器中的任一個(gè)的所述載體氣體移動(dòng)至其中的另一個(gè)，所述載體氣體將在所述第一容器和所述第二容器中的另一個(gè)中產(chǎn)生的包括1-甲基環(huán)丙烯的反應(yīng)產(chǎn)物排放至外部。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其進(jìn)一步包括包含過濾器的第三容器以便從所述反應(yīng)產(chǎn)物除去除了 1-甲基環(huán)丙烯之外的副產(chǎn)物。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述載體氣體被引入所述第二容器以將所述含有氟陰離子的化合物的溶液轉(zhuǎn)移至所述第一容器以使所述1-甲基環(huán)丙烯前體與所述含有氟陰離子的化合物的溶液反應(yīng)。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一容器和所述第二容器各自包括入口和出□。
5.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一容器和所述第二容器通過管彼此連接。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器，或者所述第二容器、所述第一容器和所述第三容器通過管互相順序連接。
7.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其中所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器可拆卸地連接。
8.如權(quán)利要求5或6所述的裝置，其中所述管具有1.0至3.0mm的內(nèi)徑并且所述載體氣體通過所述管以10ml/min至1，000ml/min的流速引入所述第一容器或所述第二容器。
9.如權(quán)利要求1或2所述的裝置，其進(jìn)一步包含機(jī)箱，其中安裝所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器。
10.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述1-甲基環(huán)丙烯前體是下文式I表示的β-鹵代環(huán)丙基硅烷衍生物:
11.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中含有氟陰離子的化合物可以是下文式2所表示的化合物: 〈式2>
12.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述第一容器或所述第二容器進(jìn)一步包含恒溫器。
13.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述載體氣體是氮?dú)饣蚩諝狻?br> 14.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述1-甲基環(huán)丙烯前體的量是基于所述含有氟陰離子的化合物溶液的I當(dāng)量的I至3當(dāng)量。
15.如權(quán)利要求2所述的裝置，其中所述過濾器包括堿性水溶液；堿性短鏈醇溶液；用堿性水溶液或堿性短鏈醇溶液灌注的海綿型聚合物和天然纖維；或無機(jī)材料。
16.如權(quán)利要求12所述的裝置，其中包含所述恒溫器的所述第一容器或所述第二容器維持在范圍從10至60°C的溫度。
17.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述含有氟陰離子的化合物的溶液通過將含有氟陰離子的化合物溶解于選自DMSO、DMF、二甲基乙酰胺和1-甲基-2-吡咯烷酮的至少一種溶劑中來制備。
18.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述含有氟陰離子的化合物的溶液具有5%至65%的濃度。
19.如權(quán)利要求1所述的裝置，其中所述載體氣體從所述第二容器引入所述第一容器以便將所述含有氟陰離子的化合物的溶液轉(zhuǎn)移至含有1-甲基環(huán)丙烯前體的所述第一容器。
【文檔編號】C07C2/06GK103459356SQ201280017027
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2012年3月20日 優(yōu)先權(quán)日:2011年3月30日
【發(fā)明者】劉相九, 鄭晉旭 申請人:依如睦生物科技株式會社