專利名稱：連續(xù)流微通道反應(yīng)器中硝酸胍酸化脫水制備硝基胍的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于有機(jī)合成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種以硝酸胍水溶液為原料酸化脫水制備硝基胍的方法，更具體的說(shuō)是在高通量連續(xù)流微通道反應(yīng)器中，利用濃硫酸酸化硝酸胍的水溶液制備硝基胍的工藝。
背景技術(shù)：
硝基胍是一種有機(jī)合成原料，在農(nóng)藥上作為吡蟲啉、啶蟲脒的中間體，用于合成下一步中間體N-硝基亞氨基咪唑烷，此外，它經(jīng)還原可以制氨基胍，用于合成心絞痛藥物樂(lè)可安等，也可用于炸藥和無(wú)煙水藥的配制。用于有機(jī)合成，制備氨基胍、藥物樂(lè)可安等。也可用于炸藥和無(wú)煙火藥的配制，是硝化纖維火藥、硝化甘油火藥以及二甘醇二硝酸酯的摻和劑、固體火箭推進(jìn)劑的重要組分。目前，硝基胍的主要生產(chǎn)工藝有硫氰酸法、熔融尿素硝酸銨法、氨基氰硝酸銨法、硝酸胍法等。①硫氰酸法
權(quán)利要求
1.連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于按照下述步驟進(jìn)行: (1)反應(yīng)中所需的物料硝酸胍水溶液和濃硫酸，首先分別通入微通道反應(yīng)器中各直通道中進(jìn)行預(yù)熱，設(shè)定溫度由外部換熱器進(jìn)行控制，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油和水，再通過(guò)流量控制改變硝酸胍的水溶液:濃硫酸摩爾比=1:0.9^1:100 ;控制硝酸胍的水溶液流速:0.2mL/min^lOmL/min,控制濃硫酸流速:0.2mL/min 10mL/min ;硝酸胍水溶液質(zhì)量濃度為10% 60%;經(jīng)由各自計(jì)量泵同步進(jìn)入增強(qiáng)傳質(zhì)型模塊內(nèi)進(jìn)行混合反應(yīng)，混合溫度同樣由外部換熱器進(jìn)行控制； (2)在該模塊中經(jīng)混合并發(fā)生反應(yīng)后，繼續(xù)通過(guò)一系列增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道模塊以及直流型微通道模塊，反應(yīng)過(guò)程完成后，產(chǎn)物從反應(yīng)器的出口流出，進(jìn)入冷卻后處理過(guò)程；該反應(yīng)過(guò)程在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)停留時(shí)間為50s 150s，反應(yīng)溫度為40 120°C ； (3)將自微通道反應(yīng)器出口得到的反應(yīng)液直接流入裝有冰水的收集器中，邊接液邊攪拌，固體不斷析出，待反應(yīng)液停止流出后，繼續(xù)攪拌5min，過(guò)濾，濾餅以水洗滌2次后，再以水重結(jié)晶，35°C下減壓干燥6h，得白色粉末狀固體，收率80 85%，熔點(diǎn)230 232°C。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于步驟(I)中硝酸胍水溶液質(zhì)量濃度優(yōu)選為40 50%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于步驟(I)中硝酸胍的水溶液:濃硫酸摩爾比優(yōu)選1: f 1: 2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于步驟(I)中控制硝酸胍的水溶液流速優(yōu)選0.8 2mL/min，控制濃硫酸流速優(yōu)選0.8 2mL/min。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于步驟(2)中該反應(yīng)過(guò)程在微通道反應(yīng)器內(nèi)反應(yīng)停留時(shí)間優(yōu)選為80 100s，反應(yīng)溫度優(yōu)選為80 100°C。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于所述的增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器模塊內(nèi)微通道結(jié)構(gòu)為直流型通道結(jié)構(gòu)或增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于所述的直流型通道結(jié)構(gòu)為管狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)為T型結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)、球形帶擋板結(jié)構(gòu)、水滴狀結(jié)構(gòu)或心型結(jié)構(gòu)，通道水力直徑為0.5mnTl0mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的連續(xù)流微通道反應(yīng)器硝酸胍水溶液酸化制備硝基胍的方法，其特征在于所用的微通道反應(yīng)器為增強(qiáng)傳質(zhì)型微通道反應(yīng)器，該反應(yīng)系統(tǒng)由多塊模塊組裝而成；該模塊的材質(zhì)為單晶硅、特種玻璃、陶瓷、涂有耐腐涂層的不銹鋼或金屬合金、聚四氟乙烯等；反應(yīng)系統(tǒng)可防腐耐壓，耐壓能力視材質(zhì)不同而不同，系統(tǒng)中反應(yīng)最大安全壓力為15 30bar ;模塊內(nèi)微通道結(jié)構(gòu)分直流型通道結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)兩種，直流型通道為管狀結(jié)構(gòu)，增強(qiáng)混合型通道結(jié)構(gòu)為T 型結(jié)構(gòu)、球形結(jié)構(gòu)、球形帶擋板結(jié)構(gòu)、水滴狀結(jié)構(gòu)、心型結(jié)構(gòu)，通道水力直徑為0.5mnTl0mm。
全文摘要
本發(fā)明連續(xù)流微通道反應(yīng)器中硝酸胍酸化脫水制備硝基胍的方法，屬于有機(jī)合成應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，是一種在連續(xù)流微通道反應(yīng)器內(nèi)以硝酸胍水溶液和濃硫酸為原料，在幾十秒到幾分鐘反應(yīng)時(shí)間內(nèi)合成硝基胍的新工藝。物料經(jīng)過(guò)計(jì)量泵通入連續(xù)流微通道反應(yīng)器后，經(jīng)過(guò)預(yù)熱，混合，反應(yīng)，最后得到脫水產(chǎn)物硝基胍，該方法具有操作簡(jiǎn)便安全，高產(chǎn)率連續(xù)化生產(chǎn)硝基胍成為可能，且該工藝環(huán)境污染小。本發(fā)明產(chǎn)品收率80~85%，熔點(diǎn)230~232℃。
文檔編號(hào)C07C279/34GK103193682SQ20131010573
公開日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年3月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年3月28日
發(fā)明者何兆斌, 張躍, 嚴(yán)生虎, 劉建武, 辜順林, 陳明珠, 黃亞飛, 馮興洋, 王莉, 楊玫玫, 史佳一 申請(qǐng)人:常州大學(xué)