本發(fā)明涉及一種酮麝香的生產(chǎn)方法，尤其是涉及一種酮麝香的安全生產(chǎn)方法。
背景技術(shù)：
合成酮麝香屬于硝基類化合物，是較好的的定香劑之一，廣泛用于香精配方，凡需要麝香香氣的都可用之，特別在甜型、東方香型和重香型香精中，可適量用于香皂香精中。
傳統(tǒng)的硝化為間歇釜式反應(yīng)，換熱面積小、傳熱速率低、操作時(shí)反應(yīng)過程的熱量如不能及時(shí)傳出，達(dá)到冷卻能力的控制極限，形成惡性循環(huán)后，反應(yīng)物、產(chǎn)物分解，生成大量氣體，壓力急劇升高，最后導(dǎo)致噴料，反應(yīng)器破壞，甚至燃燒、爆炸的現(xiàn)象。這種反應(yīng)失控的危險(xiǎn)不僅可以發(fā)生在作業(yè)的反應(yīng)器里，而且也可能發(fā)生在其他的操作單元，甚至貯存過程中。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
有鑒于此，本發(fā)明旨在提出一種酮麝香的安全生產(chǎn)方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題。
為達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
一種酮麝香的安全生產(chǎn)方法，所述方法是采用微反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)硝化反應(yīng)制備酮麝香，其反應(yīng)方程式為：
其中所述HNO3為發(fā)煙硝酸，所述H2SO4為濃硫酸。
進(jìn)一步的，所述生產(chǎn)方法的操作步驟是：(1)先將原料4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；饺苡谟袡C(jī)溶劑中得到原料混合液；
(2)將原料混合液與發(fā)煙硝酸按照反應(yīng)物料配比同時(shí)由微反應(yīng)器入口處連續(xù)進(jìn)料注入微反應(yīng)器進(jìn)行硝化反應(yīng)；
(3)待反應(yīng)進(jìn)行到微反應(yīng)器1/2～2/3處時(shí)按照反應(yīng)物料配比向微反應(yīng)器中注入濃硫酸繼續(xù)反應(yīng)；
(4)在所述微反應(yīng)器末端采出反應(yīng)產(chǎn)物，經(jīng)后處理得酮麝香。
進(jìn)一步的，所述步驟(4)中的后處理方法是將采出的反應(yīng)產(chǎn)物注入冰水中，分離出有機(jī)相，水相用有機(jī)溶劑萃取，然后合并有機(jī)相，中和、干燥回收溶劑得到酮麝香粗品，然后經(jīng)過乙醇結(jié)晶提純得酮麝香晶體。
進(jìn)一步的，所述酮麝香原料混合液是將原料4-叔丁基-2.6-二甲基乙酰基苯按照質(zhì)量比為1:(1～2)溶于有機(jī)溶劑中得到原料混合液。
進(jìn)一步的，所述有機(jī)溶劑為二氯甲烷或氯仿。
進(jìn)一步的，所述4-叔丁基-2.6-二甲基乙酰基苯與發(fā)煙硝酸與濃硫酸的摩爾比為1：(3～4.2)：(2～3)。
進(jìn)一步的，所述4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；脚c發(fā)煙硝酸與濃硫酸的摩爾比為1：(3.58～3.62)：(2.3～2.5)。
相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明所述的酮麝香的安全生產(chǎn)方法具有以下優(yōu)勢(shì)：
本發(fā)明提供了一種采用微反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)硝化反應(yīng)制備酮麝香的安全生產(chǎn)方法，具有傳遞速率高、接觸時(shí)間短、副產(chǎn)物少、轉(zhuǎn)化率更高、操作性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)，溫度、壓力等反應(yīng)條件可進(jìn)行精確調(diào)控，相比傳統(tǒng)的間歇反應(yīng)，在反應(yīng)放大和優(yōu)化的過程中具有更高的反應(yīng)效率和穩(wěn)定性，且連續(xù)流微反應(yīng)器熱量緩沖需求量低、產(chǎn)量及自動(dòng)化程度高，大大節(jié)省了人力資源，減少能耗，更加安全可靠。
附圖說明
構(gòu)成本發(fā)明的一部分的附圖用來提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中：
圖1為本發(fā)明所述的酮麝香的安全生產(chǎn)方法的工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
除非另外說明，本文中所用的術(shù)語(yǔ)均具有本領(lǐng)域技術(shù)人員常規(guī)理解的含義，為了便于理解本發(fā)明，將本文中使用的一些術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了下述定義。
所有的數(shù)字標(biāo)識(shí)，例如pH、溫度、時(shí)間、濃度，包括范圍，都是近似值。要了解，雖然不總是明確的敘述所有的數(shù)字標(biāo)識(shí)之前都加上術(shù)語(yǔ)“約”。同時(shí)也要了解，雖然不總是明確的敘述，本文中描述的試劑僅僅是示例，其等價(jià)物是本領(lǐng)域已知的。
下面結(jié)合實(shí)施例及附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明。
實(shí)施例1酮麝香合成(硝化反應(yīng))
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料混合液、發(fā)煙硝酸及濃硫酸按照摩爾比為1：3.61：2.4的比例反應(yīng)，分別通過平流泵及獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，其中加料方式為將原料混合液與發(fā)煙硝酸由微反應(yīng)器入口處連續(xù)進(jìn)料注入微反應(yīng)器進(jìn)行硝化反應(yīng)，根據(jù)摩爾比計(jì)算并控制原料混合液流量為3ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.76ml/min，待反應(yīng)進(jìn)行到微反應(yīng)器2/3處時(shí)向微反應(yīng)器中注入濃硫酸繼續(xù)反應(yīng)，濃硫酸流量為0.74ml/min。每次連續(xù)進(jìn)料停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中，分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料(酮麝香晶體)為92.3g(純度為99％)，產(chǎn)率64％。
實(shí)施例2酮麝香合成(硝化反應(yīng))：為了增加產(chǎn)能，硝酸、硫酸用量不變、溫度及物料停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)溶劑量對(duì)反應(yīng)的影響。
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于150g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料混合液、發(fā)煙硝酸及濃硫酸分別通過平流泵及獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，控制原料混合液流量為2.79ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.91ml/min，濃硫酸流量為0.81ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇2次結(jié)晶，真空干燥后的物料84.4g(純度為98％)產(chǎn)率58％，副產(chǎn)物增加。
實(shí)施例3酮麝香合成(硝化反應(yīng))：為了增加產(chǎn)能，硝酸、硫酸用量不變、溫度及物料停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)溶劑量對(duì)反應(yīng)的影響。
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于100g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料混合液、發(fā)煙硝酸及濃硫酸分別通過平流泵及獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，控制原料混合液流量為2.53ml/min，發(fā)煙硝酸流量為2.09ml/min，濃硫酸流量為0.88ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇2次結(jié)晶，真空干燥后的物料83.2g(純度為98％)產(chǎn)率56.6％，副產(chǎn)物增加。
實(shí)施例4酮麝香合成(硝化反應(yīng))：硝酸、硫酸用量不變、溫度及溶劑量不變，檢驗(yàn)停留時(shí)間對(duì)反應(yīng)的影響。
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料混合液、發(fā)煙硝酸及濃硫酸，分別通過平流泵及獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，控制原料流量為4.5ml/min，發(fā)煙硝酸流量為2.64ml/min，濃硫酸流量為1.11ml/min，停留時(shí)間為120s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用三氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料80.7g(純度為99％)產(chǎn)率56％。原料反應(yīng)不完全。
實(shí)施例5酮麝香合成(硝化反應(yīng))：溫度、溶劑量及停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)硝酸、硫酸用量對(duì)反應(yīng)的影響
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料混合液、發(fā)煙硝酸及濃硫酸，分別通過平流泵及獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，控制原料流量為3.25ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.86ml/min，濃硫酸流量為0.67ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料83.27g(純度為99％)產(chǎn)率57.2％，原料反應(yīng)不完全。
實(shí)施例6酮麝香合成(硝化反應(yīng))：溫度、溶劑量及停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)硝酸、硫酸用量對(duì)反應(yīng)的影響
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至0℃，將原料、發(fā)煙硝酸及濃硫酸通過平流泵通過獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，控制原料流量為2.8ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.86ml/min，濃硫酸流量為0.84ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料87.64g(98％)產(chǎn)率60.2％，副產(chǎn)物增加。
實(shí)施例7酮麝香合成(硝化反應(yīng))：溫度、溶劑量、硝酸量及停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)硫酸量對(duì)反應(yīng)的影響
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料、發(fā)煙硝酸及濃硫酸通過平流泵通過獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，其中原料與濃硫酸摩爾比為1:2，控制原料流量為3.07ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.8ml/min，濃硫酸流量為0.63ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料89.96g(99％)產(chǎn)率61.8％，原料反應(yīng)不完全。
實(shí)施例8酮麝香合成(硝化反應(yīng))：溫度、溶劑量、硝酸量及停留時(shí)間不變，檢驗(yàn)硫酸量對(duì)反應(yīng)的影響
1)將100g4-叔丁基-2.6-二甲基乙?；?99％)溶于200g二氯甲烷中得到原料混合液，預(yù)冷、備用。
2)將微反應(yīng)器冷卻系統(tǒng)降溫至-5℃，將原料、發(fā)煙硝酸及濃硫酸通過平流泵通過獨(dú)立閥門注入微反應(yīng)器，加料方式與實(shí)施例1相同，其中原料與濃硫酸摩爾比為1:3，控制原料流量為2.90ml/min，發(fā)煙硝酸流量為1.7ml/min，濃硫酸流量為0.90ml/min，停留時(shí)間為180s，反應(yīng)生成物注入冰水中。分出有機(jī)相，水相用二氯甲烷萃取，合并有機(jī)相，中和、干燥、回收溶劑，使用3倍量乙醇結(jié)晶，真空干燥后的物料91.86g(98％)產(chǎn)率63.1％，副產(chǎn)物增加。
由上述實(shí)施例可以看出，本發(fā)明的采用微反應(yīng)器進(jìn)行連續(xù)硝化反應(yīng)制備酮麝香的安全生產(chǎn)方法，具有傳遞速率高、接觸時(shí)間短、副產(chǎn)物少、轉(zhuǎn)化率更高、操作性好、安全性高等優(yōu)點(diǎn)。
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。