1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明是一種使用微流場反應(yīng)器制備1?乙?；?1?氯?環(huán)丙烷的新的制備工藝，屬于有機合成應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域。它是一種在微流場反應(yīng)器中，以3,5?二氯?2?戊酮和液堿為主要原料，并在催化劑的存在下，經(jīng)過短暫的停留時間，3,5?二氯?2?戊酮經(jīng)過合環(huán)反應(yīng)得到反應(yīng)產(chǎn)物的新工藝。反應(yīng)原料在微流場反應(yīng)器中經(jīng)過預(yù)熱，混合反應(yīng)，冷卻后，將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過簡單分離和蒸餾后即得到1?乙?；?1?氯?環(huán)丙烷。該方法具有更高的安全性，且操作簡便，可以高產(chǎn)率的連續(xù)化生產(chǎn)1?乙?；?1?氯?環(huán)丙烷。
【專利說明】
1 -乙?；?1 -氯-環(huán)丙烷的制備方法
[0001 ] 技術(shù)領(lǐng)域:
本發(fā)明涉及中間體合成方法領(lǐng)域，特別涉及1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法。
[0002]【背景技術(shù)】:
關(guān)鍵中間體1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷通常是由3，5_ 二氯-2-戊酮在堿催化下發(fā)生分子內(nèi)關(guān)環(huán)脫去氯化氫這一反應(yīng)合成，然而在拜耳公司專利(US20050222451)中，由于該反應(yīng)需要至少過量20?30%的堿參與反應(yīng)，而原料和產(chǎn)物均在反應(yīng)過程中的堿性條件下不穩(wěn)定，該反應(yīng)的物料滴加和反應(yīng)完成后的淬滅(2?20分鐘內(nèi)反應(yīng)淬滅)與產(chǎn)物分離都需非常迅速，否則會嚴(yán)重降低產(chǎn)物的純度。雖然該專利中報道的收率可以達到83?85%，但是很明顯這樣的反應(yīng)條件在大規(guī)模生產(chǎn)中是基本上不可能實現(xiàn)的。另外，在該反應(yīng)條件下，反應(yīng)強放熱，反應(yīng)溫度在反應(yīng)時間內(nèi)會急劇上升，因此在大規(guī)模生產(chǎn)中，這一強放熱而導(dǎo)致反應(yīng)失控的風(fēng)險必需也得到控制。
[0003]
【發(fā)明內(nèi)容】
:
本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)之不足，而提供一種1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中收率較低，需要原料多，不能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)且生產(chǎn)風(fēng)險控制難度大等問題。
[0004]本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，包括如下步驟:
a、準(zhǔn)備:將3，5-二氯-2-戊酮與溶劑混合后加入原料罐2備用，將氫氧化鈉，四丁基溴化胺按比例配成溶液在原料罐I備用；
b、制備:將3，5-二氯-2-戊酮，氫氧化鈉和四丁基溴化胺溶液分別注入微流場反應(yīng)器中，并在微流場反應(yīng)器中反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物；
c、成品:將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過簡單分離和蒸餾后即得到1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷。
[0005]由于微流場反應(yīng)器由于通道尺寸為10-300微米，因而有極大的比表面積，由此帶來的根本優(yōu)勢是極大的換熱效率和混合效率，可以精確控制反應(yīng)溫度，最重要的是可以控制反應(yīng)物料按精確配比瞬時混合和極大提高反應(yīng)速度，達到化學(xué)反應(yīng)速率接近該反應(yīng)的的動力學(xué)極限，從而達到提高反應(yīng)的收率、選擇性、安全性，以及產(chǎn)品質(zhì)量的目的。微流場反應(yīng)器反應(yīng)器的這些優(yōu)勢，特別是可以控制物料按照精確配比瞬時混合和極大提高反應(yīng)速度這些特點，可以從根本上解決反應(yīng)原料和產(chǎn)物在反應(yīng)體系中不穩(wěn)定的問題，也就是說使用微流場反應(yīng)器，可以使反應(yīng)物料與堿在近似一比一的條件下進行，反應(yīng)過程中反應(yīng)物料和堿同時以相同比例衰減，因此反應(yīng)完成后反應(yīng)體系基本處于中性或弱堿性，無需因擔(dān)心原料和產(chǎn)物的不穩(wěn)定性而迅速分離產(chǎn)物，本發(fā)明使用接近一當(dāng)量的氫氧化鈉，反應(yīng)器溫度約80-90度，轉(zhuǎn)化率大于99%，產(chǎn)物經(jīng)過簡單分離和蒸餾后，收率可以超過90%。
[0006]作為優(yōu)選，準(zhǔn)備步驟中的溶劑為水。
[0007]作為優(yōu)選，準(zhǔn)備步驟中溶劑與3，5_二氯-2-戊酮的質(zhì)量比為1.1?1.5:1。
[0008]作為優(yōu)選，準(zhǔn)備步驟中溶劑與3，5_二氯-2-戊酮的質(zhì)量比優(yōu)選為1.15:1。本發(fā)明在多次實驗并精確計算下優(yōu)選出溶劑與3，5-二氯-2-戊酮的質(zhì)量比優(yōu)選為1.15:1。
[0009]作為優(yōu)選，制備步驟中3，5-二氯-2-戊酮和氫氧化鈉的摩爾比為1:1.0?1.5。
[0010]作為優(yōu)選，制備步驟中3,5-二氯-2-戊酮和氫氧化鈉的摩爾比優(yōu)選為1:1.1。本發(fā)明在多次實驗并精確計算下優(yōu)選出3，5-二氯-2-戊酮和氫氧化鈉的摩爾比優(yōu)選為1: 1.1。[0011 ]作為優(yōu)選，四丁基溴化胺為催化劑，與3，5-二氯-2-戊酮的摩爾比為0.01?0.05:1，優(yōu)選為0.02:1。
[0012]作為優(yōu)選，四丁基溴化胺為催化劑，與3，5-二氯-2-戊酮的摩爾比優(yōu)選為0.02:1。本發(fā)明在多次實驗并精確計算下優(yōu)選出四丁基溴化胺為催化劑，與3，5_ 二氯-2-戊酮的摩爾比優(yōu)選為0.02:1。
[0013]作為優(yōu)選，制備步驟中微流場反應(yīng)器溫度約80-90度，優(yōu)選85度，反應(yīng)時間為10?60秒，優(yōu)選為20秒。
[0014]本發(fā)明的有益效果在于:
本發(fā)明在控制反應(yīng)物料(即上述3，5_ 二氯-2-戊酮、氫氧化鈉、四丁基溴化胺和溶劑)按照精確配比后利用瞬時混合和極大提高反應(yīng)速度完成整個反應(yīng)過程，使反應(yīng)物料與堿在近似一比一的條件下進行，反應(yīng)過程中反應(yīng)物料和堿同時以相同比例衰減，因此反應(yīng)完成后反應(yīng)體系基本處于中性或弱堿性，不僅原料需求少，成本得到了有效的控制，在反應(yīng)后也基本沒有廢料的產(chǎn)生，進一步保護了生態(tài)環(huán)境，而且本發(fā)明由于反應(yīng)發(fā)生快、產(chǎn)物性質(zhì)也穩(wěn)定，避免了不能大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)且生產(chǎn)風(fēng)險控制難度大等問題；
更由于反應(yīng)器溫度的精確控制在最佳溫度，而且反應(yīng)物料選用得當(dāng)且比例配比合理，使得本發(fā)明的反應(yīng)的轉(zhuǎn)化率大于99%，產(chǎn)物經(jīng)過簡單分離和蒸餾后，收率可以超過90%。
[0015]【附圖說明】:
圖1為本發(fā)明的工藝流程圖。
[0016]【具體實施方式】:
實施例1:所用反應(yīng)器為微通道反應(yīng)器，參照圖1確定微通道反應(yīng)器連接模式，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。原料罐I配置好氫氧化鈉，四丁基溴化胺的水溶液(氫氧化鈉，四丁基溴化胺和水的質(zhì)量比為0.247:0.036:1),原料罐2為純的3，5-二氯-2-戊酮。原料罐I內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗I，以0.90ml/min的流速進入預(yù)熱模塊I (預(yù)熱模塊I溫度為80度)預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I，原料罐2內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗2，以0.5ml/min的流速進入預(yù)熱模塊2(預(yù)熱模塊I溫度為80度)，預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I?；旌戏磻?yīng)模塊I的溫度控制在85度以下，物料在混合反應(yīng)模塊的停留時間約為20秒，然后物料進入冷卻模塊I(冷卻模塊I控制溫度為20度)，物料在冷卻模塊的停留時間約為15秒。反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)進入分離器中分層，轉(zhuǎn)化率大于99%。
[0017]有機相進入蒸餾釜中真空減壓蒸餾，得到無色油狀液體，收率90%，純度GC:99.3%ο
[0018]實施例2:所用反應(yīng)器為微通道反應(yīng)器，參照圖1確定微通道反應(yīng)器連接模式，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。原料罐I配置好氫氧化鈉，四丁基溴化胺的水溶液(氫氧化鈉，四丁基溴化胺和水的質(zhì)量比為0.289:0.036:1)),原料罐2位純的3，5-二氯-2-戊酮。原料罐I內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗I，以0.90ml/min的流速進入預(yù)熱模塊1(預(yù)熱模塊I溫度為80度)預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I，原料罐2內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗2，以0.5ml/min的流速進入預(yù)熱模塊2(預(yù)熱模塊I溫度為80度)，預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I?；旌戏磻?yīng)模塊I的溫度控制在85度以下，物料在混合反應(yīng)模塊的停留時間約為20秒，然后物料進入冷卻模塊1(冷卻模塊I控制溫度為20度)，物料在冷卻模塊的停留時間約為15秒。反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)進入分離器中分層，轉(zhuǎn)化率大于99%。
[0019]有機相進入蒸餾釜中真空減壓蒸餾，得到無色油狀液體，收率88%，純度GC:99.1%。
[0020]實施例3:所用反應(yīng)器為微通道反應(yīng)器，參照圖1確定微通道反應(yīng)器連接模式，換熱介質(zhì)為導(dǎo)熱油。原料罐I配置好氫氧化鈉，四丁基溴化胺的水溶液(氫氧化鈉，四丁基溴化胺和水的質(zhì)量比為0.247:0.036:1),原料罐2為純的3，5-二氯-2-戊酮。原料罐I內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗I，以0.90ml/min的流速進入預(yù)熱模塊1(預(yù)熱模塊I溫度為85度)預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I，原料罐2內(nèi)的物料經(jīng)過計量栗2，以0.5ml/min的流速進入預(yù)熱模塊2(預(yù)熱模塊I溫度為85度)，預(yù)熱后進入混合反應(yīng)模塊I?；旌戏磻?yīng)模塊I的溫度控制在90度以下，物料在混合反應(yīng)模塊的停留時間約為20秒，然后物料進入冷卻模塊1(冷卻模塊I控制溫度為20度)，物料在冷卻模塊的停留時間約為15秒。反應(yīng)產(chǎn)物連續(xù)進入分離器中分層，轉(zhuǎn)化率大于99%。
[0021]有機相進入蒸餾釜中真空減壓蒸餾，得到無色油狀液體，收率84%，純度GC:99.0%ο
[0022]對照實施例(US20050222451):在三口瓶中，加入47g的23%的NaOH,加熱至95度，將28g的3，5二氯戊酮和1.198的々119皿〖336的混合物(預(yù)熱到90度)，在5秒內(nèi)通過滴液漏斗迅速加入到反應(yīng)瓶中，在95度反應(yīng)2分鐘后，用28g的9.8%的鹽酸淬滅反應(yīng)。然后通過水蒸汽蒸餾，得到含水產(chǎn)物，定量收率約為83%。
[0023]
以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應(yīng)當(dāng)屬于本發(fā)明保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:包括如下步驟: a、準(zhǔn)備:將3，5_二氯-2-戊酮與溶劑混合后加入原料罐2備用，將氫氧化鈉，四丁基溴化胺按比例配成溶液在原料罐I備用； b、制備:將3，5-二氯-2-戊酮，氫氧化鈉和四丁基溴化胺溶液分別注入微流場反應(yīng)器中，并在微流場反應(yīng)器中反應(yīng)，得到反應(yīng)產(chǎn)物； c、成品:將反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)過簡單分離和蒸餾后即得到1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述準(zhǔn)備步驟中的溶劑為水。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述準(zhǔn)備步驟中溶劑與3，5-二氯-2-戊酮的質(zhì)量比為1.1?1.5:1。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述準(zhǔn)備步驟中溶劑與3，5-二氯-2-戊酮的質(zhì)量比優(yōu)選為1.15:1。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述制備步驟中3，5-二氯-2-戊酮和氫氧化鈉的摩爾比為1: 1.0?1.5。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述制備步驟中3，5-二氯-2-戊酮和氫氧化鈉的摩爾比優(yōu)選為1: 1.1。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述四丁基溴化胺為催化劑，與3，5-二氯-2-戊酮的摩爾比為0.0l?0.05:1。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述四丁基溴化胺為催化劑，與3，5-二氯-2-戊酮的摩爾比優(yōu)選為0.02:1ο9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的1-乙?；?1-氯-環(huán)丙烷的制備方法，其特征在于:所述制備步驟中微流場反應(yīng)器溫度約80-90度，優(yōu)選85度，反應(yīng)時間為10?60秒，優(yōu)選為20秒。
【文檔編號】C07C45/65GK105859533SQ201610260881
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】李勁, 王濤, 陳璐, 朱建威, 林炳安
【申請人】浙江中山化工集團股份有限公司