CN105859533A - 1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法 - Google Patents

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李劲
王涛
陈璐
朱建威
林炳安
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Abstract

本发明是一种使用微流场反应器制备1‑乙酰基‑1‑氯‑环丙烷的新的制备工艺，属于有机合成应用的技术领域。它是一种在微流场反应器中，以3,5‑二氯‑2‑戊酮和液碱为主要原料，并在催化剂的存在下，经过短暂的停留时间，3,5‑二氯‑2‑戊酮经过合环反应得到反应产物的新工艺。反应原料在微流场反应器中经过预热，混合反应，冷却后，将反应产物经过简单分离和蒸馏后即得到1‑乙酰基‑1‑氯‑环丙烷。该方法具有更高的安全性，且操作简便，可以高产率的连续化生产1‑乙酰基‑1‑氯‑环丙烷。

Description

1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法
技术领域：
本发明涉及中间体合成方法领域，特别涉及1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法。
背景技术：
关键中间体1-乙酰基-1-氯-环丙烷通常是由3,5-二氯-2-戊酮在碱催化下发生分子内关环脱去氯化氢这一反应合成，然而在拜耳公司专利（US20050222451）中，由于该反应需要至少过量20～30%的碱参与反应，而原料和产物均在反应过程中的碱性条件下不稳定，该反应的物料滴加和反应完成后的淬灭（2～20分钟内反应淬灭）与产物分离都需非常迅速，否则会严重降低产物的纯度。虽然该专利中报道的收率可以达到83～85%，但是很明显这样的反应条件在大规模生产中是基本上不可能实现的。另外，在该反应条件下，反应强放热，反应温度在反应时间内会急剧上升，因此在大规模生产中，这一强放热而导致反应失控的风险必需也得到控制。
发明内容：
本发明的目的就是针对现有技术之不足，而提供一种1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，很好的解决了现有技术中收率较低，需要原料多，不能大规模工业化生产且生产风险控制难度大等问题。
本发明的技术方案如下：
1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，包括如下步骤：
a、准备：将3,5-二氯-2-戊酮与溶剂混合后加入原料罐2备用，将氢氧化钠，四丁基溴化胺按比例配成溶液在原料罐1备用；
b、制备：将3,5-二氯-2-戊酮，氢氧化钠和四丁基溴化胺溶液分别注入微流场反应器中，并在微流场反应器中反应，得到反应产物；
c、成品：将反应产物经过简单分离和蒸馏后即得到1-乙酰基-1-氯-环丙烷。
由于微流场反应器由于通道尺寸为10-300微米，因而有极大的比表面积，由此带来的根本优势是极大的换热效率和混合效率，可以精确控制反应温度, 最重要的是可以控制反应物料按精确配比瞬时混合和极大提高反应速度，达到化学反应速率接近该反应的的动力学极限，从而达到提高反应的收率、选择性、安全性，以及产品质量的目的。微流场反应器反应器的这些优势，特别是可以控制物料按照精确配比瞬时混合和极大提高反应速度这些特点，可以从根本上解决反应原料和产物在反应体系中不稳定的问题，也就是说使用微流场反应器，可以使反应物料与碱在近似一比一的条件下进行，反应过程中反应物料和碱同时以相同比例衰减，因此反应完成后反应体系基本处于中性或弱碱性，无需因担心原料和产物的不稳定性而迅速分离产物，本发明使用接近一当量的氢氧化钠，反应器温度约80-90度，转化率大于99%，产物经过简单分离和蒸馏后，收率可以超过90%。
作为优选，准备步骤中的溶剂为水。
作为优选，准备步骤中溶剂与3,5-二氯-2-戊酮的质量比为1.1～1.5:1。
作为优选，准备步骤中溶剂与3,5-二氯-2-戊酮的质量比优选为1.15:1。本发明在多次实验并精确计算下优选出溶剂与3,5-二氯-2-戊酮的质量比优选为1.15:1。
作为优选，制备步骤中3,5-二氯-2-戊酮和氢氧化钠的摩尔比为1:1.0～1.5。
作为优选，制备步骤中3,5-二氯-2-戊酮和氢氧化钠的摩尔比优选为1:1.1。本发明在多次实验并精确计算下优选出3,5-二氯-2-戊酮和氢氧化钠的摩尔比优选为1:1.1。
作为优选，四丁基溴化胺为催化剂，与3,5-二氯-2-戊酮的摩尔比为0.01～0.05:1，优选为0.02:1。
作为优选，四丁基溴化胺为催化剂，与3,5-二氯-2-戊酮的摩尔比优选为0.02:1。本发明在多次实验并精确计算下优选出四丁基溴化胺为催化剂，与3,5-二氯-2-戊酮的摩尔比优选为0.02:1。
作为优选，制备步骤中微流场反应器温度约80-90度，优选85度，反应时间为10～60秒，优选为20秒。
本发明的有益效果在于：
本发明在控制反应物料（即上述3,5-二氯-2-戊酮、氢氧化钠、四丁基溴化胺和溶剂）按照精确配比后利用瞬时混合和极大提高反应速度完成整个反应过程，使反应物料与碱在近似一比一的条件下进行，反应过程中反应物料和碱同时以相同比例衰减，因此反应完成后反应体系基本处于中性或弱碱性，不仅原料需求少，成本得到了有效的控制，在反应后也基本没有废料的产生，进一步保护了生态环境，而且本发明由于反应发生快、产物性质也稳定，避免了不能大规模工业化生产且生产风险控制难度大等问题；
更由于反应器温度的精确控制在最佳温度，而且反应物料选用得当且比例配比合理，使得本发明的反应的转化率大于99%，产物经过简单分离和蒸馏后，收率可以超过90%。
附图说明：
图1为本发明的工艺流程图。
具体实施方式：
实施例1：所用反应器为微通道反应器，参照图1确定微通道反应器连接模式，换热介质为导热油。原料罐1配置好氢氧化钠，四丁基溴化胺的水溶液（氢氧化钠，四丁基溴化胺和水的质量比为0.247:0.036:1），原料罐2为纯的3,5-二氯-2-戊酮。原料罐1内的物料经过计量泵1，以0.90ml/min的流速进入预热模块1（预热模块1温度为80度）预热后进入混合反应模块1，原料罐2内的物料经过计量泵2，以0.5ml/min的流速进入预热模块2（预热模块1温度为80度），预热后进入混合反应模块1。混合反应模块1的温度控制在85度以下，物料在混合反应模块的停留时间约为20秒，然后物料进入冷却模块1（冷却模块1控制温度为20度），物料在冷却模块的停留时间约为15秒。反应产物连续进入分离器中分层，转化率大于99%。
有机相进入蒸馏釜中真空减压蒸馏，得到无色油状液体，收率90%，纯度GC: 99.3%。
实施例2：所用反应器为微通道反应器，参照图1确定微通道反应器连接模式，换热介质为导热油。原料罐1配置好氢氧化钠，四丁基溴化胺的水溶液（氢氧化钠，四丁基溴化胺和水的质量比为0.289:0.036:1）），原料罐2位纯的3,5-二氯-2-戊酮。原料罐1内的物料经过计量泵1，以0.90ml/min的流速进入预热模块1（预热模块1温度为80度）预热后进入混合反应模块1，原料罐2内的物料经过计量泵2，以0.5ml/min的流速进入预热模块2（预热模块1温度为80度），预热后进入混合反应模块1。混合反应模块1的温度控制在85度以下，物料在混合反应模块的停留时间约为20秒，然后物料进入冷却模块1（冷却模块1控制温度为20度），物料在冷却模块的停留时间约为15秒。反应产物连续进入分离器中分层，转化率大于99%。
有机相进入蒸馏釜中真空减压蒸馏，得到无色油状液体，收率88%，纯度GC: 99.1%。
实施例3：所用反应器为微通道反应器，参照图1确定微通道反应器连接模式，换热介质为导热油。原料罐1配置好氢氧化钠，四丁基溴化胺的水溶液（氢氧化钠，四丁基溴化胺和水的质量比为0.247:0.036:1），原料罐2为纯的3,5-二氯-2-戊酮。原料罐1内的物料经过计量泵1，以0.90ml/min的流速进入预热模块1（预热模块1温度为85度）预热后进入混合反应模块1，原料罐2内的物料经过计量泵2，以0.5ml/min的流速进入预热模块2（预热模块1温度为85度），预热后进入混合反应模块1。混合反应模块1的温度控制在90度以下，物料在混合反应模块的停留时间约为20秒，然后物料进入冷却模块1（冷却模块1控制温度为20度），物料在冷却模块的停留时间约为15秒。反应产物连续进入分离器中分层，转化率大于99%。
有机相进入蒸馏釜中真空减压蒸馏，得到无色油状液体，收率84%，纯度GC: 99.0%。
对照实施例（ US20050222451 ）：在三口瓶中，加入47g的23%的NaOH, 加热至95度，将28g的3,5二氯戊酮和1.19g的Aliquat 336的混合物（预热到90度），在5秒内通过滴液漏斗迅速加入到反应瓶中，在95度反应2分钟后，用28g的9.8%的盐酸淬灭反应。然后通过水蒸汽蒸馏，得到含水产物，定量收率约为83%。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
a、准备：将3,5-二氯-2-戊酮与溶剂混合后加入原料罐2备用，将氢氧化钠，四丁基溴化胺按比例配成溶液在原料罐1备用；
b、制备：将3,5-二氯-2-戊酮，氢氧化钠和四丁基溴化胺溶液分别注入微流场反应器中，并在微流场反应器中反应，得到反应产物；
c、成品：将反应产物经过简单分离和蒸馏后即得到1-乙酰基-1-氯-环丙烷。
2.根据权利要求1 所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述准备步骤中的溶剂为水。
3.根据权利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述准备步骤中溶剂与3,5-二氯-2-戊酮的质量比为1.1～1.5:1。
4.根据权利要求3所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述准备步骤中溶剂与3,5-二氯-2-戊酮的质量比优选为1.15:1。
5.根据权利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述制备步骤中3,5-二氯-2-戊酮和氢氧化钠的摩尔比为1:1.0～1.5。
6.根据权利要求5所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述制备步骤中3,5-二氯-2-戊酮和氢氧化钠的摩尔比优选为1:1.1。
7.根据权利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述四丁基溴化胺为催化剂，与3,5-二氯-2-戊酮的摩尔比为0.01～0.05:1。
8.根据权利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述四丁基溴化胺为催化剂，与3,5-二氯-2-戊酮的摩尔比优选为0.02:1。
9.根据权利要求1所述的1-乙酰基-1-氯-环丙烷的制备方法，其特征在于：所述制备步骤中微流场反应器温度约80-90度，优选85度，反应时间为10～60秒，优选为20秒。
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