一種在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中制備5-降冰片烯-2-甲醛的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種利用微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備5?降冰片烯?2?甲醛的方法，在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中以丙烯醛與環(huán)戊二烯為原料發(fā)生Diels?Alder反應(yīng)，生成5?降冰片烯?2?甲醛。現(xiàn)有工業(yè)生產(chǎn)工藝存在反應(yīng)時間長，生成高聚物粘附在反應(yīng)裝置上難以清理等問題。本發(fā)明利用微反應(yīng)器在高溫高壓下合成5?降冰片烯?2?甲醛，反應(yīng)時間短，無固體生成。
【專利說明】
-種在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中制備5-降冰片稀-2-甲酵的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種制備5-降冰片締-2-甲醒的方法，尤其設(shè)及一種在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器 制備5-降冰片締-2-甲醒的方法，在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中利用高溫、高壓條件快速合成5-降冰片 締-2-甲醒;成功解決了傳統(tǒng)工藝中反應(yīng)時間長，生成高聚物粘附在裝置上，難W清理的問 題。
【背景技術(shù)】
[0002] 5-降冰片締-2-甲醒是合成2-氯-5-氯甲基化晚的重要中間產(chǎn)物。2-氯-5-氯甲基 化晚是煙堿類農(nóng)藥化蟲嘟、化蟲清、嚷蟲嘟等的重要中間體。同時也是醫(yī)藥工業(yè)的重要原 料。
[0003] 歐洲專利EP0546418(1993)W節(jié)胺為原料合成2-氯-5-氯甲基化晚。堿性條件下， 節(jié)胺與正丙醒(TC時反應(yīng)得到中間體1;甲苯作溶劑，=乙胺作縛酸劑，中間體1室溫下與乙 酸酢或乙酷氯反應(yīng)得到中間體2;中間體2與=氯氧憐和DMF高溫合環(huán)反應(yīng)生成2-氯-5-甲基
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[0004]
[0005] 陳坤等人提出W丙締醒替代原節(jié)胺路線中的正丙醒可直接合環(huán)得到2-氯-5-氯甲 基化晚(陳坤等.高純度2-氯-5-氯甲基化晚的合成[C].中國化工學(xué)會農(nóng)藥專業(yè)委員會第十 屆年會，2000 .)，具體方法：W石油酸作溶劑，丙締醒與節(jié)胺反應(yīng)得到中間體1;中間體1與乙 酷氯反應(yīng)得到中間體2和中間體3,然后兩者再與DMF和S氯氧憐反應(yīng)得到2-氯-5-氯甲基化 晚。合成路線如下：
[0006；
[0007]美國專利US5229519W環(huán)戊二締為原料合成2-氯-5-氯甲基化晚。雙環(huán)戊二締于 290~310°C下裂解為環(huán)戊二締，-5°C時將丙締醒滴加到環(huán)戊二締中反應(yīng)化得到中間體1; W 甲苯作溶劑，氮氣保護(hù)下中間體1與丙締臘30°C反應(yīng)得到中間體2;中間體2于210~235°C下 裂解得到中間體3 ;中間體3與氯氣加成得中間體4;中間體4與五氯化憐和DMF反應(yīng)得到2- 氯-5-氯甲基化晚。合成路線如下：
[000引
[0009] 國內(nèi)5-降冰片締-2-甲醒工業(yè)化生產(chǎn)一般W環(huán)戊二締、丙締醒為原料，普遍采用蓋 式反應(yīng)器生產(chǎn)，在W機(jī)械攬拌方式加強(qiáng)混合效果。文獻(xiàn)5-降冰片締-2-醒的合成研究(王 彥麗;高中良；趙連營；劉雁.精細(xì)化工中間體.2006，36(5 )，54-56.)中在(TC條件下向丙締 醒中滴加環(huán)戊二締，逐漸升溫至10~15°C，保溫7~化。
[0010] 在工業(yè)生產(chǎn)中，環(huán)戊二締與丙締醒反應(yīng)過程中易生成高聚物粘附在反應(yīng)裝置上， 因為丙締醒不能完全反應(yīng)，殘留的丙締醒氣味難聞，并且具有極高的毒性，使清理工作十分 繁瑣，給生產(chǎn)帶來極大的不便。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足而提供了一種快速、高效的 在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備5-降冰片締-2-甲醒的方法。
[0012] 本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備5-降冰片締-2-甲醒的方法，其具 體步驟如下：在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中，丙締醒與環(huán)戊二締發(fā)生Diels-Alder反應(yīng)，生成5-降冰片 締-2-甲醒粗品；5-降冰片締-2-甲醒粗品經(jīng)分離、提純，得到5-降冰片締-2-甲醒精品。
[0013] 優(yōu)選上述方法中的微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器包括微混合器和微通道反應(yīng)器，微混合器和微通 道反應(yīng)器連接在一起。優(yōu)選上述的微混合器內(nèi)徑為0.05~Imm;微通道反應(yīng)器內(nèi)徑為1~ 3mm。其特點是內(nèi)部流體混合效果好，傳熱速度快?？蒞實現(xiàn)數(shù)增放大，按需生產(chǎn)，無放大效 應(yīng)。
[0014] 優(yōu)選丙締醒與環(huán)戊二締進(jìn)入微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中的總流速為0.5~20mL/min;優(yōu)選丙 締醒與環(huán)戊二締摩爾比為1: (0.9~1.2)。
[0015] 優(yōu)選上述的DielS-Alder反應(yīng)溫度為130~160°C ;優(yōu)選Diels-Alder反應(yīng)時間為1 ~IOmin(混合時間忽略不計）；優(yōu)選Diels-Alder反應(yīng)壓力為1.5~3MPa。
[0016] 優(yōu)選上述方法中的DieIs-Alder反應(yīng)流速為:0.5~18mL/min;丙締醒與環(huán)戊二締 摩爾比為1:0.9~1.2。
[0017]本發(fā)明合成的5-降冰片締-2-甲醒的選擇性均大于90%，收率大于94%。
[001引有益效果：
[0019]本發(fā)明克服傳統(tǒng)方法的弊端，具有W下優(yōu)點：1)反應(yīng)時間短，無固體生成，收率高； 2)操作簡單，可實現(xiàn)連續(xù)、可控生產(chǎn);3)根據(jù)生產(chǎn)需要，可實現(xiàn)規(guī)模化的生產(chǎn)，無放大效應(yīng)。
[0020] 在蓋式工藝中，反應(yīng)溫度越高，則副產(chǎn)物越多，收率越低。本發(fā)明的創(chuàng)新點在于打 破傳統(tǒng)蓋式工藝的束縛，采用高溫高壓的方法合成5-降冰片締-2-甲醒。隨著溫度的升高， 副產(chǎn)物先增加后減少，提高到一定溫度后，不再生成固體顆粒。本發(fā)明利用微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器具 有的傳質(zhì)傳熱能力強(qiáng)的優(yōu)點，提供高溫環(huán)境，大大提高了反應(yīng)的速率、選擇性和產(chǎn)率。
【附圖說明】
[0021] 圖1為微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器合成5-降冰片締-2-甲醒的裝置流程示意圖；其中A1、A2分別 為第一、第二柱塞累，B為微混合器，C為微通道反應(yīng)器，D為恒溫箱，E為背壓閥，F(xiàn)為產(chǎn)品收集 瓶，Rl為丙締醒，R2為環(huán)戊二締。
【具體實施方式】
[0022] W下結(jié)合實例說明本發(fā)明，但不限制本發(fā)明。在本領(lǐng)域內(nèi)，技術(shù)人員對本發(fā)明所做 的簡單替換或改進(jìn)均屬于本發(fā)明所保護(hù)的技術(shù)方案內(nèi)。
[0023] 實施例1:
[0024] 如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(T型不誘鋼=通微混合器，內(nèi)徑： 0.5mm)與由柱塞累A2輸送入混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為:0.5血/min，丙締醒與 環(huán)戊二締摩爾比為1:1，混合后進(jìn)入恒溫箱D( 150°C )中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：Imm)反應(yīng) Smin，通過背壓閥E(壓力：1. SMPa)，進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率94.8 %，環(huán) 戊二締轉(zhuǎn)化率100 %，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度96.9 %。
[0025] 實施例2:
[0026] 如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(T型不誘鋼=通微混合器，內(nèi)徑： Imm)與由柱塞累A2輸送入微混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為1.2mL/min，丙締醒與 環(huán)戊二締摩爾比為1:1.2,然后進(jìn)入恒溫箱D(15(rC)中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：1mm)反應(yīng) Smin，隨后通過背壓閥E( 1.8M化），進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率99.6%，環(huán) 戊二締轉(zhuǎn)化率97.7%，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度91.8%。
[0027] 實施例3:
[00%]如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(T型不誘鋼=通微混合器，內(nèi)徑： Imm)與由柱塞累A2輸送入微混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為2mL/min，丙締醒與環(huán) 戊二締摩爾比為1:1.02,然后進(jìn)入恒溫箱D(160°C)中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：1mm)反應(yīng) Smin，隨后通過背壓閥E(1.8M化），進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率95.1%，環(huán) 戊二締轉(zhuǎn)化率99.6 %，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度96.1 %。
[00巧]實施例4:
[0030] 如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(T型不誘鋼=通微混合器，內(nèi)徑： Imm)與由柱塞累A2輸送入微混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為2mL/min，丙締醒與環(huán) 戊二締摩爾比為1:0.9,然后進(jìn)入恒溫箱D(160°C)中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：1mm)反應(yīng) 3111111，隨后通過背壓閥6(21?曰），進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶。。產(chǎn)品6(：分析丙締醒轉(zhuǎn)化率86.7%，環(huán)戊 二締轉(zhuǎn)化率99.97 %，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度98.5 %。
[0031] 實施例5:
[00創(chuàng)如圖I所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(V2，內(nèi)徑:0.05mm)與由柱塞累A2 輸送入微混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為4mL/min，丙締醒與環(huán)戊二締摩爾比為1: 1，然后進(jìn)入恒溫箱D(160°C )中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：Imm)反應(yīng)Imin，隨后通過背壓閥E (3MPa )，進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率94.5 %，環(huán)戊二締轉(zhuǎn)化率99.85 %，減 壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度97.7 %。
[0033] 實施例6:
[0034] 如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(CPMM，內(nèi)徑:300X300皿)與由柱 塞累A2輸送入微混合器B的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為18.2mL/min，丙締醒與環(huán)戊二締摩 爾比為1:1.03，然后進(jìn)入恒溫箱D( 160°C)中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑:3mm)反應(yīng)4min，隨后通 過背壓閥E (2M化），進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率94.45 %，環(huán)戊二締轉(zhuǎn)化率 97.78 %，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度97.0 %。
[0035] 實施例7:
[0036] 如圖1所示:丙締醒由柱塞累Al輸送入微混合器B(T型不誘鋼=通微混合器，內(nèi)徑： l/16inch)與由柱塞累A2輸送的環(huán)戊二締混合，進(jìn)料總流速為1.2mL/min，進(jìn)料丙締醒與環(huán) 戊二締摩爾比為1:1，混合后進(jìn)入恒溫箱D(130°C)中的微通道反應(yīng)器C(內(nèi)徑：1mm)反應(yīng) 1 Omin，通過背壓閥E(壓力：1.5MPa)，進(jìn)入產(chǎn)品收集瓶F。產(chǎn)品GC分析丙締醒轉(zhuǎn)化率94.6 %， 環(huán)戊二締轉(zhuǎn)化率100 %，減壓蒸饋得到精產(chǎn)品，純度96.8 %。
【主權(quán)項】
1. 一種在微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器制備5-降冰片烯-2-甲醛的方法，其具體步驟如下:在微結(jié)構(gòu)反 應(yīng)器中，丙烯醛與環(huán)戊二烯發(fā)生Diel s-Alder反應(yīng)，生成5-降冰片烯-2-甲醛粗品；5-降冰片 烯-2-甲醛粗品經(jīng)分離、提純，得到5-降冰片烯-2-甲醛精品。2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器包括微混合器和微通道 反應(yīng)器。3. 如權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于所述的微混合器內(nèi)徑為0.05~Imm;微通道反 應(yīng)器內(nèi)徑為1~3mm。4. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于丙烯醛與環(huán)戊二烯進(jìn)入微結(jié)構(gòu)反應(yīng)器中的總 流速為0.5~20mL/min;丙烯醛與環(huán)戊二烯摩爾比為1:(0.9~1.2)。5. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反應(yīng)溫度為130~160 °C。6. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反應(yīng)時間為1~lOmin。7. 如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反應(yīng)壓力為1.5~3MPa。
【文檔編號】C07C47/445GK105924337SQ201610269207
【公開日】2016年9月7日
【申請日】2016年4月27日
【發(fā)明人】張利雄, 陳超, 吳言富, 秦立華, 王重慶
【申請人】南京工業(yè)大學(xué)