一种在微结构反应器中制备5-降冰片烯-2-甲醛的方法
【专利摘要】本发明涉及一种利用微结构反应器制备5?降冰片烯?2?甲醛的方法，在微结构反应器中以丙烯醛与环戊二烯为原料发生Diels?Alder反应，生成5?降冰片烯?2?甲醛。现有工业生产工艺存在反应时间长，生成高聚物粘附在反应装置上难以清理等问题。本发明利用微反应器在高温高压下合成5?降冰片烯?2?甲醛，反应时间短，无固体生成。
【专利说明】
-种在微结构反应器中制备5-降冰片稀-2-甲酵的方法
技术领域
[0001] 本发明设及一种制备5-降冰片締-2-甲醒的方法，尤其设及一种在微结构反应器 制备5-降冰片締-2-甲醒的方法，在微结构反应器中利用高溫、高压条件快速合成5-降冰片 締-2-甲醒;成功解决了传统工艺中反应时间长，生成高聚物粘附在装置上，难W清理的问 题。
【背景技术】
[0002] 5-降冰片締-2-甲醒是合成2-氯-5-氯甲基化晚的重要中间产物。2-氯-5-氯甲基 化晚是烟碱类农药化虫嘟、化虫清、嚷虫嘟等的重要中间体。同时也是医药工业的重要原 料。
[0003] 欧洲专利EP0546418(1993)W节胺为原料合成2-氯-5-氯甲基化晚。碱性条件下， 节胺与正丙醒(TC时反应得到中间体1;甲苯作溶剂，=乙胺作缚酸剂，中间体1室溫下与乙 酸酢或乙酷氯反应得到中间体2;中间体2与=氯氧憐和DMF高溫合环反应生成2-氯-5-甲基
口比晚，卢t--击每T但巧19-每T-G-错田丑:讯川吿
[0004]
[0005] 陈坤等人提出W丙締醒替代原节胺路线中的正丙醒可直接合环得到2-氯-5-氯甲 基化晚(陈坤等.高纯度2-氯-5-氯甲基化晚的合成[C].中国化工学会农药专业委员会第十 届年会，2000 .)，具体方法：W石油酸作溶剂，丙締醒与节胺反应得到中间体1;中间体1与乙 酷氯反应得到中间体2和中间体3,然后两者再与DMF和S氯氧憐反应得到2-氯-5-氯甲基化 晚。合成路线如下：
[0006；
[0007]美国专利US5229519W环戊二締为原料合成2-氯-5-氯甲基化晚。双环戊二締于 290~310°C下裂解为环戊二締，-5°C时将丙締醒滴加到环戊二締中反应化得到中间体1; W 甲苯作溶剂，氮气保护下中间体1与丙締腊30°C反应得到中间体2;中间体2于210~235°C下 裂解得到中间体3 ;中间体3与氯气加成得中间体4;中间体4与五氯化憐和DMF反应得到2- 氯-5-氯甲基化晚。合成路线如下：
[000引
[0009] 国内5-降冰片締-2-甲醒工业化生产一般W环戊二締、丙締醒为原料，普遍采用蓋 式反应器生产，在W机械揽拌方式加强混合效果。文献5-降冰片締-2-醒的合成研究(王 彦丽;高中良；赵连营；刘雁.精细化工中间体.2006，36(5 )，54-56.)中在(TC条件下向丙締 醒中滴加环戊二締，逐渐升溫至10~15°C，保溫7~化。
[0010] 在工业生产中，环戊二締与丙締醒反应过程中易生成高聚物粘附在反应装置上， 因为丙締醒不能完全反应，残留的丙締醒气味难闻，并且具有极高的毒性，使清理工作十分 繁琐，给生产带来极大的不便。
【发明内容】
[0011] 本发明所要解决的技术问题是克服现有技术中的不足而提供了一种快速、高效的 在微结构反应器制备5-降冰片締-2-甲醒的方法。
[0012] 本发明的技术方案为:一种在微结构反应器制备5-降冰片締-2-甲醒的方法，其具 体步骤如下：在微结构反应器中，丙締醒与环戊二締发生Diels-Alder反应，生成5-降冰片 締-2-甲醒粗品；5-降冰片締-2-甲醒粗品经分离、提纯，得到5-降冰片締-2-甲醒精品。
[0013] 优选上述方法中的微结构反应器包括微混合器和微通道反应器，微混合器和微通 道反应器连接在一起。优选上述的微混合器内径为0.05~Imm;微通道反应器内径为1~ 3mm。其特点是内部流体混合效果好，传热速度快。可W实现数增放大，按需生产，无放大效 应。
[0014] 优选丙締醒与环戊二締进入微结构反应器中的总流速为0.5~20mL/min;优选丙 締醒与环戊二締摩尔比为1: (0.9~1.2)。
[0015] 优选上述的DielS-Alder反应溫度为130~160°C ;优选Diels-Alder反应时间为1 ~IOmin(混合时间忽略不计）；优选Diels-Alder反应压力为1.5~3MPa。
[0016] 优选上述方法中的DieIs-Alder反应流速为:0.5~18mL/min;丙締醒与环戊二締 摩尔比为1:0.9~1.2。
[0017]本发明合成的5-降冰片締-2-甲醒的选择性均大于90%，收率大于94%。
[001引有益效果：
[0019]本发明克服传统方法的弊端，具有W下优点：1)反应时间短，无固体生成，收率高； 2)操作简单，可实现连续、可控生产;3)根据生产需要，可实现规模化的生产，无放大效应。
[0020] 在蓋式工艺中，反应溫度越高，则副产物越多，收率越低。本发明的创新点在于打 破传统蓋式工艺的束缚，采用高溫高压的方法合成5-降冰片締-2-甲醒。随着溫度的升高， 副产物先增加后减少，提高到一定溫度后，不再生成固体颗粒。本发明利用微结构反应器具 有的传质传热能力强的优点，提供高溫环境，大大提高了反应的速率、选择性和产率。
【附图说明】
[0021] 图1为微结构反应器合成5-降冰片締-2-甲醒的装置流程示意图；其中A1、A2分别 为第一、第二柱塞累，B为微混合器，C为微通道反应器，D为恒溫箱，E为背压阀，F为产品收集 瓶，Rl为丙締醒，R2为环戊二締。
【具体实施方式】
[0022] W下结合实例说明本发明，但不限制本发明。在本领域内，技术人员对本发明所做 的简单替换或改进均属于本发明所保护的技术方案内。
[0023] 实施例1:
[0024] 如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(T型不诱钢=通微混合器，内径： 0.5mm)与由柱塞累A2输送入混合器B的环戊二締混合，进料总流速为:0.5血/min，丙締醒与 环戊二締摩尔比为1:1，混合后进入恒溫箱D( 150°C )中的微通道反应器C(内径：Imm)反应 Smin，通过背压阀E(压力：1. SMPa)，进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率94.8 %，环 戊二締转化率100 %，减压蒸馈得到精产品，纯度96.9 %。
[0025] 实施例2:
[0026] 如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(T型不诱钢=通微混合器，内径： Imm)与由柱塞累A2输送入微混合器B的环戊二締混合，进料总流速为1.2mL/min，丙締醒与 环戊二締摩尔比为1:1.2,然后进入恒溫箱D(15(rC)中的微通道反应器C(内径：1mm)反应 Smin，随后通过背压阀E( 1.8M化），进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率99.6%，环 戊二締转化率97.7%，减压蒸馈得到精产品，纯度91.8%。
[0027] 实施例3:
[00%]如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(T型不诱钢=通微混合器，内径： Imm)与由柱塞累A2输送入微混合器B的环戊二締混合，进料总流速为2mL/min，丙締醒与环 戊二締摩尔比为1:1.02,然后进入恒溫箱D(160°C)中的微通道反应器C(内径：1mm)反应 Smin，随后通过背压阀E(1.8M化），进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率95.1%，环 戊二締转化率99.6 %，减压蒸馈得到精产品，纯度96.1 %。
[00巧]实施例4:
[0030] 如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(T型不诱钢=通微混合器，内径： Imm)与由柱塞累A2输送入微混合器B的环戊二締混合，进料总流速为2mL/min，丙締醒与环 戊二締摩尔比为1:0.9,然后进入恒溫箱D(160°C)中的微通道反应器C(内径：1mm)反应 3111111，随后通过背压阀6(21?曰），进入产品收集瓶。。产品6(：分析丙締醒转化率86.7%，环戊 二締转化率99.97 %，减压蒸馈得到精产品，纯度98.5 %。
[0031] 实施例5:
[00创如图I所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(V2，内径:0.05mm)与由柱塞累A2 输送入微混合器B的环戊二締混合，进料总流速为4mL/min，丙締醒与环戊二締摩尔比为1: 1，然后进入恒溫箱D(160°C )中的微通道反应器C(内径：Imm)反应Imin，随后通过背压阀E (3MPa )，进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率94.5 %，环戊二締转化率99.85 %，减 压蒸馈得到精产品，纯度97.7 %。
[0033] 实施例6:
[0034] 如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(CPMM，内径:300X300皿)与由柱 塞累A2输送入微混合器B的环戊二締混合，进料总流速为18.2mL/min，丙締醒与环戊二締摩 尔比为1:1.03，然后进入恒溫箱D( 160°C)中的微通道反应器C(内径:3mm)反应4min，随后通 过背压阀E (2M化），进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率94.45 %，环戊二締转化率 97.78 %，减压蒸馈得到精产品，纯度97.0 %。
[0035] 实施例7:
[0036] 如图1所示:丙締醒由柱塞累Al输送入微混合器B(T型不诱钢=通微混合器，内径： l/16inch)与由柱塞累A2输送的环戊二締混合，进料总流速为1.2mL/min，进料丙締醒与环 戊二締摩尔比为1:1，混合后进入恒溫箱D(130°C)中的微通道反应器C(内径：1mm)反应 1 Omin，通过背压阀E(压力：1.5MPa)，进入产品收集瓶F。产品GC分析丙締醒转化率94.6 %， 环戊二締转化率100 %，减压蒸馈得到精产品，纯度96.8 %。
【主权项】
1. 一种在微结构反应器制备5-降冰片烯-2-甲醛的方法，其具体步骤如下:在微结构反 应器中，丙烯醛与环戊二烯发生Diel s-Alder反应，生成5-降冰片烯-2-甲醛粗品；5-降冰片 烯-2-甲醛粗品经分离、提纯，得到5-降冰片烯-2-甲醛精品。2. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的微结构反应器包括微混合器和微通道 反应器。3. 如权利要求2所述的方法，其特征在于所述的微混合器内径为0.05~Imm;微通道反 应器内径为1~3mm。4. 如权利要求1所述的方法，其特征在于丙烯醛与环戊二烯进入微结构反应器中的总 流速为0.5~20mL/min;丙烯醛与环戊二烯摩尔比为1:(0.9~1.2)。5. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反应温度为130~160 °C。6. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反应时间为1~lOmin。7. 如权利要求1所述的方法，其特征在于所述的Diels-Alder反应压力为1.5~3MPa。
【文档编号】C07C47/445GK105924337SQ201610269207
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月27日
【发明人】张利雄, 陈超, 吴言富, 秦立华, 王重庆
【申请人】南京工业大学