利用微通道反應器制備有機溴化物的方法
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及利用微通道反應器制備有機溴化物的方法。
【背景技術】
[0002] 有機溴化物是一種重要的化工原料，也是合成其他醫(yī)藥農(nóng)藥的中間體，主要用作 精細化工、醫(yī)藥、農(nóng)藥、合成纖維、印染、有機合成。
[0003]目前工業(yè)上大規(guī)模制備有機溴化物的溴化方法存在安全隱患，反應劇烈放熱，易 沖料，甚至存在爆炸風險等缺陷。在有機溴化物工業(yè)化生產(chǎn)的過程中，由于在反應過程中， 反應體系放出大量的熱量，因此，在試劑操作中，需要緩慢地滴加物料并且不斷強烈攪拌以 控制反應放熱過快和過于劇烈，防止反應器溫度過高，引起生產(chǎn)事故。但是緩慢滴加物料防 止反應器溫度過高，導致反應時間延長，工業(yè)化生產(chǎn)周期邊（變）長，導致生產(chǎn)效率低下。 同時，由于溴化劑具有腐蝕性，對反應器材質(zhì)的耐蝕性能要求高。相同類型的攪拌釜式反應 器，若采用耐蝕材料，其價格相對昂貴，不可避免地增加了工業(yè)化生產(chǎn)的成本。
[0004] 因此，本領域亟需一種反應時間短、安全性高、工藝易于控制以及生產(chǎn)成本低的有 機溴化物的制備方法，以解決上述技術難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明所要解決的技術問題是為了克服現(xiàn)有技術中有機溴化物的制備方法反應 時間長、反應危險性高、工藝不易控制、不能連續(xù)生產(chǎn)以及成本高的缺陷，而提供了一種利 用微通道反應器制備有機溴化物的方法。本發(fā)明的制備方法反應時間極短、反應條件控制 精準、安全性高、適合于產(chǎn)品的快速制備、能夠連續(xù)生產(chǎn)、成本低，并且利用微通道反應器制 備有機溴化物，反應原料的選擇性高、目標化合物純度好，更適合于大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)。
[0006] 本發(fā)明提供了一種利用微通道反應器制備如式II所示的有機溴化物的方法，其 包括以下步驟：
[0007] 將如式I所示的化合物與溶劑形成的均相溶液，和溴化試劑與溶劑形成的均相溶 液，在微通道反應器中進行溴化反應，得到如式II所示的有機溴化物，即可，所述的溴化反 應的時間為1分鐘~10分鐘；所述的溴化反應的溫度為-20°C~60°C;
[0008] R-H ^ RJ-Br
[0009] I II
[0010] 其中，R1為取代或未取代的C4~Q。芳基、取代或未取代的C4~Q。雜芳基、
其中，R2和R3各自獨立地為取代或未取代的C4~C1(]芳基， 或者取代或未取代的c4~Q。雜芳基；Ra和Rb各自獨立地為氫或Q~C4烷基；R1、R2和R3 中，所述的"取代的C4~Q。芳基"，或者所述的"取代的C4~Q。雜芳基"中所述的"取代" 是指被一個或多個下列取代基所取代：取代的C4~Q。芳基（所述的取代的C4~Q。芳基 優(yōu)選取代的c5~c6芳基；所述的取代的c5~c6芳基優(yōu)選取代的苯基；所述的取代的苯基 優(yōu)選2-氰基苯基）、氨基或
其中，R4為Ci~C4烷基（所述的Ci~C4烷基優(yōu) 選甲基、乙基、正丙基、異丙基、正丁基、異丁基或叔丁基）。
[0011] 所述的"取代或未取代的C4~Ci。芳基"優(yōu)選取代或未取代的c5~c6芳基。所 述的"取代或未取代的c5~c6芳基"優(yōu)選取代或未取代的苯基。所述的取代的苯基優(yōu)選
[0012] 所述的"取代或未取代的C4~Ci。雜芳基"優(yōu)選雜原子為氮、硫或氧原子、雜原子 數(shù)為1~3個的取代或未取代的C4~Ci。雜芳基。所述的"雜原子為氮、硫或氧原子、雜原 子數(shù)為1~3個的取代或未取代的C4~Ci。雜芳基"優(yōu)選取代或未取代的吡唑基、取代或未 取代的吡啶基、取代或未取代的吡嗪基、取代或未取代的嘧啶基、取代或未取代的咪唑基、 取代或未取代的惡唑基、取代或未取代的噻吩基、取代或未取代的苯并咪唑基、取代或未取 代的吲哚基、取代或未取代的喹啉基，或者取代或未取代的異喹啉基。所述的"取代的吡啶 基"優(yōu)選2-胺基吡啶基（
[0013] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溴化反應優(yōu)選包含下列步驟： 所述的如式I所示的化合物和溴化試劑，與溶劑形成均相溶液，將所述的均相溶液和水分 別經(jīng)計量泵進入微通道反應器中，在微通道中接觸并進行溴化反應，得到如式II所示的 有機溴化物，即可，所述的溴化反應的時間為1分鐘~10分鐘；所述的溴化反應的溫度 為-20°C~60°C。
[0014] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溴化反應還進一步優(yōu)選包含下 列步驟：將所述的如式I所示的化合物與溶劑形成的均相溶液，和溴化試劑與溶劑形成的 均相溶液，分別經(jīng)計量泵進入微通道反應器中，在微通道中接觸并進行溴化反應，得到所述 的如式II所示的有機溴化物，即可，所述的溴化反應的時間為1分鐘~10分鐘；所述的溴 化反應的溫度為-20°c~60°C。
[0015] 當所述的如式I所示的化合物和溴化試劑均為液態(tài)時，也可以直接在微通道反應 器中進行溴化反應，即可。
[0016] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溴化反應的溫度優(yōu)選-io°c~ 30°C，更優(yōu)選-5°C~30°C。
[0017] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的微通道反應器可以為商業(yè)化類 型，其微通道尺寸優(yōu)選10μm~1000μm，進一步優(yōu)選Corning微通道反應器。
[0018] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溶劑可以為本領域中該類反應 的常規(guī)溶劑，本發(fā)明中特別優(yōu)選醚類溶劑、腈類溶劑、羧酸類溶劑、鹵代烴類溶劑、酯類溶 劑、酮類溶劑和水中的一種或多種，更優(yōu)選腈類溶劑、羧酸類溶劑、鹵代烴類溶劑、酯類溶 劑、酮類溶劑和水中的一種或多種。所述的醚類溶劑優(yōu)選二乙醚、甲基叔丁基醚、四氫呋喃 和甲基四氫呋喃中的一種或多種。所述的腈類溶劑優(yōu)選乙腈。所述的羧酸類溶劑優(yōu)選乙酸。 所述的鹵代烴類溶劑優(yōu)選氯代烴類溶劑。所述的氯代烴類溶劑優(yōu)選二氯甲烷和/或二氯乙 烷。所述的酯類溶劑優(yōu)選乙酸乙酯、乙酸丁酯和乙酸異丙酯中的一種或多種，更優(yōu)選乙酸乙 酯。所述的酮類溶劑優(yōu)選丙酮。
[0019] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溴化試劑可為本領域中該類 溴化反應的常規(guī)溴化試劑，本發(fā)明優(yōu)選溴素、氧化劑和溴化氫組合、N-溴代丁二酰亞胺 (NBS)、N-溴代乙酰胺、1，3-二溴-5, 5-二甲基海因和次溴酸鹽（例如次溴酸鈉和/或次溴 酸鉀）中的一種或多種。其中，所述的"氧化劑和溴化氫的組合"中的"氧化劑"是指雙氧 水、次氯酸鈉、溴酸鈉和氯氣中的一種或多種。所述的"氧化劑和溴化氫的組合"中的氧化 劑和溴化氫的摩爾比較佳地為1:1。
[0020] 在制備式II所示的有機溴化物的方法中，所述的溴化試劑與如式I所示的化合物 的摩爾比優(yōu)選1:1~2:1，進一步優(yōu)選1:1~1. 5:1。
[0021] 所述的如式I所示的化合物與溶劑形成的均相溶液中，所述的溶劑與如式I所示 的化合物的質(zhì)量比不作具體限定，只要不影響反應的進行即可，優(yōu)選1:1~15:1，進一步優(yōu) 選 3:1 ~10:1。
[0022] 所述的溴化試劑與溶劑形成的均相溶液中，所述的溶劑與溴化試劑的質(zhì)量比不作 具體限定，只要不影響反應的進行即可。
[0023] 制備式II所示的有機溴化物的方法可以在催化劑或光照存在的條件下進行。所 述的催化劑為本領域中該類反應的常規(guī)催化劑，優(yōu)選鹵素單質(zhì)、無機酸和路易斯酸中的一 種或多種。所述的鹵素單質(zhì)優(yōu)選碘單質(zhì)。所述的無機酸優(yōu)選硫酸（優(yōu)選質(zhì)量分數(shù)為98%的 硫酸）。所述的路易斯酸優(yōu)選氯化鋁、氯化鋅和氯化鐵中的一種或多種。所述的"光照"中 的"光"是指紫外光或可見光。其中，紫外光的波長范圍較佳地為200nm~400nm?？梢姽?的波長范圍較佳地為350nm~800nm。
[0024] 在制備式II所示的有機溴化物的方法在催化劑存在的條件下進行時，所述的催 化劑與所述的式I化合物的摩爾比值優(yōu)選〇~2(但不包括0)，進一步優(yōu)選0~0. 1(但不 包括0)。
[0025] 在不違背本領域常識的基礎上，上述各優(yōu)選條件，可任意組合，即得本發(fā)明各較佳 實例。
[0026] 本發(fā)明所用試劑和原料均市售可得。
[0027] 本發(fā)明的積極進步效果在于：
[0028] 1、本發(fā)明采用連續(xù)流的微通道反應器，反應過程安全平穩(wěn)，減少溫度壓力失控現(xiàn) 象，解決了該類反應的安全隱患。
[0029] 2、反應時間從傳統(tǒng)的數(shù)小時縮短到幾分鐘，顯著提高了反應效率。
[0030]3、原料與催化劑及促進劑在微通道中混合極佳，溫度精確控制，反應無返混。
[0031] 4、生產(chǎn)流程連續(xù)密閉，避免了溴化劑揮發(fā)對操作人員的強烈刺激危險。
【附圖說明】
[0032] 圖1為本發(fā)明溴化反應工藝流程圖。
[0033] 圖2為本發(fā)明所使用的Corning微通道反應器的工藝流程示意圖，其中，1和2表 示原料罐，3和4表示計量泵，5和6表示截止閥，7表示Corning微通道反應器，8表示收集 罐。
【具體實施方式】
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