一种微通道连续合成1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮的方法与流程

60％，摩尔用量高收率会有改善，但是导致成本增加，废水中副产叔丁醇和乙酸多，回收难度，三废量大，cod高；相对于三氯苯胺，乙酸异丙烯酯过量3倍，亚硝酸叔丁酯过量1.5倍时，未给出含量，具体收率不详。该工艺为了达到较好的反应效果，优选采用极性溶剂增加传质效果如丙酮、乙腈等，但是该类容易水溶性好，沸点低，工业化生产中回收难度较大，损失多，且价格昂贵，导致最终成本增加；且反应放热量大，反应过程中有一定量易爆的重氮盐存在，釡式反应器在传质传热方面控制效果低，存在安全风险，不利于工业化放大。
14.为了克服上述问题，需要寻找一种安全，效率高，易于连续化、规模化的技术来生产1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮。


技术实现要素：

15.针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种微通道连续合成1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮的方法。本发明的方法安全高效，易于连续化、规模化生产。
16.为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：
17.一方面，本发明提供一种微通道连续合成1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮的方法，所述方法为：以2,4,6-三氯苯胺、有机亚硝酸酯和乙酸异丙烯酯为原料，在催化剂的催化下于微通道连续反应器中进行反应，得到所述1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮。
18.在本发明中，所述微通道连续反应器可以应用现有技术的微通道反应器，优选地，所述微通道连续反应器包括第一预热模块、第二预热模块、反应模块和淬灭模块，其中第一预热模块、第二预热模块分别与反应模块串联连接，反应模块与淬灭模块串联连接。
19.优选地，所述方法包括如下步骤：
20.(1)将原料2,4,6-三氯苯胺和溶剂送入第一预热模块进行预热；
21.(2)将有机亚硝酸酯、乙酸异丙烯酯和混有催化剂的溶剂送入第二预热模块进行预热；
22.(3)将步骤(1)和步骤(2)预热后的料液送入反应模块混合反应，随后进入淬灭模块降温，得到所述1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮。
23.优选地，步骤(1)和步骤(2)所述溶剂为甲醇、乙醇、丙酮、四氢呋喃、乙腈、二氯乙烷、甲苯、二甲苯或二氯甲烷中的一种或至少两种的组合，优选甲苯、乙腈或四氢呋喃中的一种或至少两种的组合，更进一步优选价格便宜的甲苯。
24.优选地，步骤(1)所述预热的温度为0～110℃，例如0℃、5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或110℃，优选50～80℃。
25.优选地，步骤(2)所述预热的温度为0～110℃，例如0℃、5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或110℃，优选50～80℃。
26.优选地，步骤(2)所述有机亚硝酸酯为亚硝酸异戊酯、亚硝酸正丁酯、亚硝酸甲酯、亚硝酸乙酯或亚硝酸叔丁酯中的一种或至少两种的组合，优选亚硝酸叔丁酯和/或亚硝酸甲酯。其中，亚硝酸甲酯可以气体形式，精确计量后直接通入，也可以配置成溶液进料。
27.优选地，步骤(2)所述催化剂为五水硫酸铜、氯化亚铜或碘化亚铜中的一种或至少两种的组合，优选氯化亚铜和/或五水硫酸铜。需要说明的是，催化剂所在的储液罐需时刻保持搅拌，使催化剂可以溶解或均匀的悬浮在溶剂中，确保其可以均匀地参与反应。
28.优选地，步骤(2)所述有机亚硝酸酯与2,4,6-三氯苯胺的摩尔比为1.05～1.5:1，
例如1.05:1、1.06:1、1.08:1、1.09:1、1:1、1.1:1、1.2:1、1.3:1、1.4:1或1.5:1等，优选1.1～1.3:1。
29.优选地，步骤(2)所述乙酸异丙烯酯与2,4,6-三氯苯胺的摩尔比为1.05～2:1，例如1.05:1、1.07:1、1.09:1、1:1、1.1:1、1.3:1、1.5:1、1.7:1、1.9:1或2:1等，优选1.1～1.5:1。
30.优选地，步骤(2)所述催化剂的用量为2,4,6-三氯苯胺摩尔量的0.05％～1％，例如0.05％、0.08％、0.1％、0.3％、0.5％、0.8％、0.9％、1％等，优选0.1％～0.5％。令人意想不到的是，微通道反应器系统的强制混合作用，大大提升了反应体系的传质效果，可以将催化剂降低至0.1mol％的水平。
31.在本发明中，步骤(1)和步骤(2)中通过恒流泵将所述物料送入相应的预热模块进行预热。
32.在本发明中，采用微通道反应器，强化反应传质传热，大大降低了原料的物料配比和催化剂的使用量，反应速度更快；由于混合效果得到大幅提升，甲苯可以替代乙腈、丙酮等极性溶剂可以达到相当好的反应效果，简化了后处理过程，可选择多种亚硝酸酯，比如亚硝酸甲酯、乙酯等，废水处理更简单，副产物回收简单。
33.优选地，步骤(3)所述混合反应的温度为0～110℃，例如0℃、5℃、10℃、20℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、80℃、90℃、100℃或110℃，优选50～80℃。
34.优选地，步骤(3)所述混合反应的时间为30～300秒，例如30秒、50秒、80秒、100秒、120秒、150秒、180秒、200秒、220秒、250秒、280秒或300秒等，优选90～240秒。
35.优选地，步骤(3)所述进入淬灭模块降温至10-40℃，例如10℃、13℃、18℃、20℃、30℃、36℃或40℃。
36.作为优选技术方案，本发明所述微通道连续合成1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮的方法具体包括以下步骤：
37.(1)将溶解在溶剂中的2,4,6-三氯苯胺送入第一预热模块在0～110℃下进行预热；
38.(2)将有机亚硝酸酯、乙酸异丙烯酯和混有催化剂的溶剂送入第二预热模块在0～110℃下进行预热，其中所述有机亚硝酸酯与2,4,6-三氯苯胺的摩尔比为1.05～1.5:1，所述乙酸异丙烯酯与2,4,6-三氯苯胺的摩尔比为1.05～2:1，所述催化剂的用量为2,4,6-三氯苯胺摩尔量的0.05％～1％；
39.(3)将步骤(1)和步骤(2)预热后的料液送入反应模块，在0～110℃下混合反应，随后进入淬灭模块降温至20℃，得到所述1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮。
40.在本发明中，反应结束后，经常规操作，如过滤或者脱溶、水洗、萃取、脱溶、重结晶等得到1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮晶体，gc检测含量，核算收率。
41.需要指出的是，为了更好达到反应效果，进一步提高转化率，后处理实现连续化，更加适合工业化，反应可以采用微通道反应器和釜式或者管式反应器串联进行，例如微通道反应器内结束反应后的料液，后处理采用釜式或者管式反应器串联处理，从而实现工业化的连续化生产。
42.相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：
43.本发明采用微通道反应器合成1-(2,4,6-三氯-苯基)-丙-2-酮，强化反应传质传
热，大大提高了反应效率，减少了原料有机亚硝酸酯和乙酸异丙烯酯的摩尔用量，降低了原料成本，减少了三废量；最重要的是将催化剂的量降低至底物百分之一摩尔水平以下，甚至是千分之一摩尔水平，反应收率可以达到90％以上，降低了成本；成功实现了非极性溶剂如甲苯，替代极性溶剂乙腈，丙酮等，使得后处理更加方便，溶剂易回收，成本低，更适合工业化。
44.本发明采用微通道反应器，反应速度快，持液量小，实现了连续化、安全化、自动化生产，符合绿色工艺要求，适合工业化放大。
附图说明
45.图1为本发明使用的微通道反应器的组成模块示意图。
具体实施方式
46.下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。
47.实施例中使用的微通道反应器如下图1所示，包括预热模块1、预热模块2、反应模块1和淬灭模块1，预热模块1与预热模块2并联设置，预热模块1、预热模块2均与反应模块1串联连接，反应模块1的另一端与淬灭模块1串联连接。
48.实施例1
49.(1)将原料2,4,6-三氯苯胺和甲苯(溶剂1)以1:6(三氯苯胺：甲苯＝1:6，质量比)比例混合溶清后，用恒流泵以80g/min的速度输送入预热模块1，预热至50℃；
50.(2)将催化剂五水硫酸铜分散在甲苯溶剂(溶剂2)中(甲苯溶剂质量：三氯苯胺质量＝1:1)，用恒流泵分别以7.8g/min、8.7g/min、11.4g/min的速度将亚硝酸叔丁酯、乙酸异丙烯酯和五水硫酸铜的甲苯溶液输送入预热模块2，预热至50℃；
51.(3)随后与经预热模块1的2,4,6-三氯苯胺溶液在反应模块1混合反应，反应温度50℃，最后进入淬灭模块1降温至20℃；(以设定好的流速混合时，物料的混合摩尔当量比约为，三氟苯胺：亚硝酸叔丁酯：乙酸异丙烯酯：五水硫酸铜＝1:1.3:1.5:0.001)
52.(4)淬灭模块出料口有反应物料流出后，开始计时，使体系稳定运行1min，之后，开始收集反应物料，测含量，算得反应收率92％。
53.产物核磁数据：1h nmr(400mhz,cdcl3):δ2.25(s,3h,ch3),4.05(s,2h,ch2),7.33(s,2h,ar-h)。
54.实施例1-30中各反应参数和结果如表1-表4所示(实际合成中物料流速、配比和停留时间有5％左右偏差，温度有
±
5℃偏差，恒流泵均用相应的待输送物料进行流量校正)。
55.表1
56.[0057][0058]
表2
[0059][0060][0061]
表3注：表3中溶剂的质量当量为以苯胺的质量为1个当量计算。
[0062][0063][0064]
表4
[0065]
实施例预热温度/℃反应温度/℃淬灭温度/℃反应时间/s反应液收率/％纯化后收率/％1505020116929025050201169492350502011695944505020116919055050201169392650502011692917505020121939185050201219593
9505020116939210505020116949011505020116929112505020116908813505020121939114505020578278155050202329088165050201149390175050201179190185050201148987195050201149390205050201209190215050201168887221001002011676712380802011692912430302011691892500201169089265050101169392275050401169290285050201219392295050201019291305050201089391
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申请人声明，本发明通过上述实施例来说明本发明的工艺方法，但本发明并不局限于上述工艺步骤，即不意味着本发明必须依赖上述工艺步骤才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明所选用原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。