一種微通道反應器連續合成香豆素的方法

2023-04-23 10:18:31 3

專利名稱：一種微通道反應器連續合成香豆素的方法
技術領域：
本發明涉及一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，屬於化學合成及工藝領域。
背景技術：
香豆素是一種重要的香料，應用廣泛，常用作定香劑，用於配製香水、香皂和化妝品，也用於橡膠、塑料製品的增香劑，還可用作藥物中間體和金屬表面加工打磨劑和增光齊U。另外由於香豆素衍生物具有特有的生物學和生理學性質，如抗菌、抗凝血作用、降壓作用、降糖作用，特別是某些衍生物具有抗HIV活性和抗腫瘤活性，香豆素的研究越來越引起人們的重視。目前工業上都採用塔釜裝置生產香豆素，該法存在的主要缺點有設備投資大，反 應時間長(> 6h)，原料單耗大，產率低，「三廢」大，成本高等。傳統工業上採用perkin法間歇生產香豆素，此法反應時間長(彡6h),Ac20投料量大(n (水楊醛)n (Ac2O)=1:2 3)，產率低(70%左右)。CN1548431公開一種連續法生產香豆素，在生產裝置上做了一些改進，雖然在一定程度上減少了反應時間，但Ac2O用量較大，達1. 9eq。該法為防止水楊醛聚合加入乙酸苯酚酯稀釋，產率提高到75%，但乙酸苯酚酯用量較大，與水楊醛等質量投料，成本較高，產率較低。CN1351011也公開了一種連續法生產香豆素，反應時間縮短為3飛h，但Ac2O用量較大2.1eq,產率也只有75%，也採用乙酸苯酚酯作稀釋劑，同樣該法也存在成本高和產率低的問題。因此，為克服上述工藝的缺點，研究微通道反應器連續合成香豆素具有重大意義。

發明內容
本發明所要解決的技術問題在於提供一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，以克服傳統反應瓶(釜)的缺陷及現有技術中的醋酸酐用量大、工藝複雜、生產周期長、產品轉化率和產率低、成本高、汙染環境等劣勢。為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案如下一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，包括以下步驟一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，它包括如下步驟(I)將催化劑溶於醋酸酐和醋酸的混合溶液中，醋酸酐、醋酸和催化劑的質量比為15 50 :2 5 1 ；(2)將水楊醛和步驟(I)得到的混合物按照流量體積比I 2分別泵入微通道反應器中，依次經過微通道反應器內串聯的反應器I和反應器II，反應器I和反應器II內停留總時間為20mirT80min ；(3)微通道反應器出料精製後得香豆素成品。步驟(I)中，所述的催化劑為醋酸鉀、醋酸鈉、碳酸鉀或碳酸鈉。步驟(I)中，醋酸酐、醋酸和催化劑的質量比優選為17 40 :2 3 :1。
步驟⑵中，水楊醛和步驟(I)得到的混合物按照流量體積比優選為1:1. n. 5。步驟(2)中，反應器I和反應器II的內徑為0. 5mnT5mm,優選1. 0mm^3. 0mm。步驟⑵中，反應器I的溫度為120°C 170°C，優選140°C 160°C;反應器II的溫度 170。。 260。。，優選 230 0C 260。。。步驟(2)中，反應器I和反應器II內停留總時間優選為30mirT60min。步驟⑵中，水楊醛、醋酸酐和催化劑的摩爾比為1:廣2 :0. 02、. 1，優選1:1. 05 1. 3 0. 05^0. 08。步驟(3)中，所述的精製為香豆素的常規精製方法，包括減壓蒸餾和重結晶等。本發明的可採用現有技術中的微通道反應器，可自行組裝或者從市場上直接購 買。有益效果本發明與現有技術相比，優勢在於(I)本發明採用微通道反應器合成香豆素，反應時間短(一般小於60min)，產品轉化率高，易操作，安全性高，能有效克服傳統反應瓶(釜)的缺點，既高效又安全。(2)本發明可有效減少醋酸酐的用量(醋酸酐1. leq)，克服了現有技術中的醋酸酐用量大、工藝複雜、生產周期長、產品轉化率和產率低、成本高、汙染環境等缺點。(3)本發明的產品轉化率高達93. 0%，產品產率高達90. 5%。


圖1為本發明的反應路線示意圖。
具體實施例方式根據下述實施例，可以更好地理解本發明。然而，本領域的技術人員容易理解，實施例所描述的內容僅用於說明本發明，而不應當也不會限制權利要求書中所詳細描述的本發明。以下實施例所使用的微通道反應器型號為EHRFELD slit-plate mixer(反應器體積為20mL ;反應器內徑為2. Omm)或Vapourtec R4/R2+ (反應器體積為IOmL ;反應器內徑為1. 0mm)。實施例1 19 :將催化劑溶於醋酸酐和醋酸的混合溶液中，醋酸酐、醋酸和催化劑的質量比為m1m2:m3 ;將水楊醛和上述混合物按照流量體積比V1 =V2分別泵入微通道反應器中，依次經過微通道反應器內串聯的反應器I和反應器II，反應器I和反應器II內停留總時間分別t，反應溫度分別為T1和T2 ;微通道反應器出料精製(包括常規的減壓蒸餾和重結晶等)後得香豆素成品。EHRFELD slit-plate mixer反應器具體條件及結果見表I, Vapourtec R4/R2+反應器只需將V1和V2都減半，其他條件同表1，反應效果與EHRFELDslit-plate mixer反應器幾乎相當。表I
權利要求
1.一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，其特徵在於，它包括如下步驟(1)將催化劑溶於醋酸酐和醋酸的混合溶液中，醋酸酐、醋酸和催化劑的質量比為 15 50 :2 5 1 ；(2)將水楊醛和步驟(I)得到的混合物按照流量體積比1:廣2分別泵入微通道反應器中，依次經過微通道反應器內串聯的反應器I和反應器II，反應器I和反應器II內停留總時間為20min 80min ；(3)微通道反應器出料精製後得香豆素成品。
2.根據權利要求1所述的微通道反應器連續合成香豆素的方法，其特徵在於，步驟(I) 中，所述的催化劑為醋酸鉀、醋酸鈉、碳酸鉀或碳酸鈉。
3.根據權利要求1所述的微通道反應器連續合成香豆素的方法，其特徵在於，步驟(2) 中，反應器I和反應器II的內徑為O. 5mnT5mm。
4.根據權利要求1所述的微通道反應器連續合成香豆素的方法，其特徵在於，步驟(2) 中，反應器I的溫度為120°C 170°C ;反應器II的溫度170°C .260°C。
5.根據權利要求1所述的微通道反應器連續合成香豆素的方法，其特徵在於，步驟(3) 中，所述的精製為香豆素的常規精製方法，包括減壓蒸餾和重結晶。
全文摘要
本發明公開了一種微通道反應器連續合成香豆素的方法，它包括如下步驟(1)將催化劑溶於醋酸酐和醋酸的混合溶液中，醋酸酐、醋酸和催化劑的質量比為15～50∶2～5∶1；(2)將水楊醛和步驟(1)得到的混合物按照流量體積比1∶1～2分別泵入微通道反應器中，依次經過微通道反應器內串聯的反應器I和反應器II，反應器I和反應器II內停留總時間為20min～80min；(3)微通道反應器出料精製後得香豆素成品。本發明避免了繁瑣的塔釜裝置，反應時間短，原料單耗低，轉化率高，產率高，成本低，適合工業化應用。
文檔編號C07D311/10GK102993146SQ20121051318
公開日2013年3月27日 申請日期2012年12月4日 優先權日2012年12月4日
發明者郭凱, 周揚志, 李昕, 何偉, 歐陽平凱 申請人:南京工業大學