CN113354563B - 一种连续流制备三酮类化合物的方法 - Google Patents

一种连续流制备三酮类化合物的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113354563B
CN113354563B CN202110630576.6A CN202110630576A CN113354563B CN 113354563 B CN113354563 B CN 113354563B CN 202110630576 A CN202110630576 A CN 202110630576A CN 113354563 B CN113354563 B CN 113354563B
Authority
CN
China
Prior art keywords
flow
reactor
unit
esterification
rearrangement
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202110630576.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113354563A (zh
Inventor
刘林昌
周朋成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Zhejiang Tian Nuo Pharmaceutical Technology Co ltd
Original Assignee
Zhejiang Tian Nuo Pharmaceutical Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Zhejiang Tian Nuo Pharmaceutical Technology Co ltd filed Critical Zhejiang Tian Nuo Pharmaceutical Technology Co ltd
Priority to CN202110630576.6A priority Critical patent/CN113354563B/zh
Publication of CN113354563A publication Critical patent/CN113354563A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113354563B publication Critical patent/CN113354563B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C315/00—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides
    • C07C315/04—Preparation of sulfones; Preparation of sulfoxides by reactions not involving the formation of sulfone or sulfoxide groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/14—The ring being saturated
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C07—ORGANIC CHEMISTRY
    • C07C—ACYCLIC OR CARBOCYCLIC COMPOUNDS
    • C07C2601/00—Systems containing only non-condensed rings
    • C07C2601/12—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring
    • C07C2601/16—Systems containing only non-condensed rings with a six-membered ring the ring being unsaturated
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P20/00—Technologies relating to chemical industry
    • Y02P20/50—Improvements relating to the production of bulk chemicals
    • Y02P20/584—Recycling of catalysts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)

Abstract

本发明涉及一种连续流制备三酮类化合物的方法，它是以底物酰氯和1，3‑环己二酮为原料，经过酯化、重排两步反应，制备得到三酮类化合物，酯化步骤采用泰勒流反应器，重排采用管式反应器，两步串联，实现三酮类化合物的全连续制备，该方法条件温和，操作简单，稳定性好、可靠性高。利用连续流可以精准控制停留时间，传质传热好的特点，易于实现精准控制，抑制副反应的产生，反应收率高。具有显著的创新意义和经济价值，易于工业化，前景广阔。

Description

一种连续流制备三酮类化合物的方法
技术领域
本发明涉及除草剂的生产技术领域，具体涉及一种连续流制备三酮类化合物的方法。
背景技术
三酮类化合物(1,3,3'-三酮)在有机合成、农药等领域的应用十分广泛。其中三酮类化合物在除草剂领域的应用尤为突出，具有良好的除草活性，主要作为对羟基酮酸双氧化酶(HPPD)抑制剂，具有代表性的三酮类除草剂有磺草酮、硝磺草酮、环磺酮等。
Figure BDA0003103570140000011
三酮类化合物用药适期灵活，可与多种产品复配，能有效防除一年生阔叶杂草和一些禾本科杂草，不仅对作物安全，而且对环境、后茬作物安全，主要用于玉米，亦可用于草坪、甘蔗、水稻、洋葱、高粱和其他小宗作物等。
1988年，公开号为US4762551的专利申请文献中报道了以三乙胺为碱性试剂，丙酮氰醇为催化剂，相应的烯醇酯重排生成磺草酮和三酮类化合物。反应时间5小时，收率较高。该路线的缺点是重排试剂丙酮氰醇剧毒。
2001年，公开号为US6218579的专利申请文献中报道了相应的烯醇酯在以碳酸钠作为碱性试剂，以三氮唑作为催化剂的条件下，重排生成磺草酮和三酮类化合物。以三氮唑作为重排催化剂较氰化物催化剂等更为安全清洁，但缺点是该方案的收率较低，重排反应不完全并且反应的时间较长。
2010年，公开号为CN101735119A的专利申请文献中报道了一种三酮类化合物的合成方法，烯醇酯在碱性试剂和嘌呤类重排催化剂的作用下发生重排反应，30-50℃反应2-5个小时，生成磺草酮和其他三酮类化合物。该方案采用嘌呤类催化剂毒性小，但成本高。
现有工艺酯化部分为快速反应，短时间内有大量热量放出，采用釜式低温滴加的方式，反应液粘稠，传质传热慢，易出现局部热点，生产效率低；重排部分为一快速反应，对温度和反应时间极其敏感，产物在碱性条件下稳定性差，温度过高，反应时间过长，极易出现串联副反应，传统釜式生产批次稳定性差。
发明内容
为了解决现有三酮类化合物生产过程中的问题，突破现有釜式反应的传质传热的局限，本发明提供了一种连续流制备三酮类化合物的方法。该连续流方法安全性高，稳定性好，容易实现精准控制，产品批次稳定性好。
一种连续流三酮类化合物的合成方法，采用的合成路线如式2所示，具体包括如下步骤：
(1)酯化：将底物苯甲酰氯溶解于二氯乙烷，作为酰氯料；将1，3-环己二酮溶解于二氯乙烷中，加入缚酸剂作为酮盐料。通过包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的两组输送计量模块，分别按照一定摩尔流量比，将酰氯料和酮盐料定量输送至泰勒流反应器，进行混合反应，于出口得到酯化反应液；
(2)重排：分别将三乙胺和催化剂按照一定摩尔流量比，分别通过包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的两组输送计量模块，定量输送至酯化液输送管路中，再经过或不经过混合器一起进入到管式反应器中，管式反应器出口反应液，经后处理得最终三酮类化合物。
Figure BDA0003103570140000021
一种连续流三酮类化合物的合成方法，采用的工艺流程如图1所示：
预先配置酰氯料和酮盐料，酰氯料升温至50℃备用，酮盐料降温至-5℃备用，待反应器Ⅰ夹套到达预设温度，输送计量模块到达预设温度，将酰氯料和酮盐料分别采用输送计量模块输送至反应器Ⅰ内，进行混合反应后，酯化液从反应器Ⅰ出口流出。
按一定比例将用另两组输送计量模块将三乙胺和催化剂(丙酮氰醇)输送至酯化液输送管中，而后一起流入反应器Ⅱ,重排反应液从反应器Ⅱ流出后进行后处理，得到三酮类化合物，纯度大于98％，收率大于85％。
一种连续流三酮类化合物的合成方法，采用的反应器如下：
酯化：针对酯化反应液的非牛顿流体特性，同时含固量高，在高剪切下粘度小，易于输送，所以采用泰勒流反应器。
泰勒流式发生在两个相对旋转的同轴圆筒间(通常为内筒旋转而外圆筒静止)的一种二次流动。物料在筒间环隙流动，由于离心力的存在，流体与壁的摩擦力，流层之间粘滞力可以有效防止防止固体沉积，同时减少返混，在转速一定时，可以达到近似平推流的效果。
重排:重排步骤由于其含固量随着反应进行而降低，可采用管式反应器。
管式反应器可以为盘管式或列管式，反应管内直径为4-80mm，长度3-200m。
附图说明
图1为本发明采用的工艺流程图。
具体实施方式
实施例1
酯化：将1kg 2-硝基-4-甲砜基苯甲酰氯溶解于6kg二氯乙烷中，作为酰氯料，50℃保温待用；将0.9kg 1，3-环己二酮加入到2.5kg二氯乙烷中，边搅拌边加入缚酸剂，本申请实施例中的缚酸剂为三乙胺，完全溶解后，作为酮盐料，-5℃保温待用。通过包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的输送计量装置将两股物料定量按照摩尔流量比(2-硝基-4-甲砜基苯甲酰氯：环己二酮：三乙胺＝1：1.1：1)输送至泰勒流反应器，控制反应器温度-10℃，停留时间120s，物料采用下进上出的方式，泰勒流反应器出口用不锈钢管连接至重排管式反应器入口。
重排：将丙酮氰醇按质量比5：12分散于二氯乙烷中，作为催化剂料，分别将催化剂料和三乙胺，按照摩尔流量比(催化剂：三乙胺：2-硝基-4-甲砜基苯甲酰氯＝0.1：1.1：1)通过不锈钢连接管上的两个进料口，采用两组包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的输送计量装置，定量加入到重排管式反应器中，进行反应，反应器内直径为6mm，长度200m，控制反应器温度15℃，停留时间240min，出口反应液经调pH，蒸发溶剂，水洗，醇洗，烘干后得到硝磺草酮粗产品，收率87％，纯度为99.1％。
实施例2
酯化：将10kg 2-氯-4-甲砜基苯甲酰氯溶解于60kg二氯乙烷中，作为酰氯料，50℃保温待用；将9kg 1，3-环己二酮加入到25kg二氯乙烷中，边搅拌边加入三乙胺，完全溶解后，作为酮盐料-5℃保温待用。通过包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的输送计量装置将两股物料按照摩尔流量比(2-氯-4-甲砜基苯甲酰氯：环己二酮：三乙胺＝1：1.1：2)定量输送至泰勒流反应器，物料采用下进上出的方式，控制反应器温度-5℃，停留时间10s，泰勒流反应器出口用不锈钢管连接至重排管式反应器入口。
重排：将丙酮氰醇按质量比5：12分散于二氯乙烷中，作为催化剂料，分别将催化剂料和三乙胺，按照催化剂料：三乙胺：2-氯-4-甲砜基苯甲酰氯＝0.2：2：1通过泰勒流反应器出口不锈钢连接管上的两个进料口，采用包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的两组输送计量装置，定量加入到重排管式反应器中，进行反应，反应器内直径为80mm，长度2m，控制反应器温度30℃，停留时间20min，出口反应液经调pH，蒸发溶剂，水洗，醇洗，烘干后得到磺草酮粗产品，收率86％，纯度为98.2％。
实施例3
酯化：将1kg 2-氯-4-甲砜基-3-[(2,2,2-三氟乙氧基)甲基]苯甲酰氯溶解于10kg二氯乙烷中，作为酰氯料，50℃保温待用；将0.9kg 1，3-环己二酮加入到2.5kg二氯乙烷中，边搅拌边加入三乙胺，完全溶解后，作为酮盐料，-5℃保温待用，通过包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元的输送计量装置将两股物料定量按照摩尔流量比(2-氯-4-甲砜基-3-[(2,2,2-三氟乙氧基)甲基]苯甲酰氯：环己二酮：三乙胺＝1：1.1：2)输送至泰勒流反应器，采用上进下出的方式，控制反应器温度-10℃，停留时间120s，泰勒流反应器出口用不锈钢管连接至重排管式反应器入口。
重排：将丙酮氰醇按质量比5：12分散于二氯乙烷中，作为催化剂料，分别将催化剂料和三乙胺，按照摩尔流量比(催化剂料：三乙胺：2-氯-4-甲砜基-3-[(2,2,2-三氟乙氧基)甲基]苯甲酰氯＝0.1：1.1：1)通过不锈钢连接管上的两个进料口，采用两组输送计量装置，定量加入到重排管式反应器中，进行反应，反应器内直径为6mm，长度200m，控制反应器温度15℃，停留时间240min，出口反应液经调pH，蒸发溶剂，水洗，醇洗，烘干后得到环磺酮粗产品，收率83％，纯度为98.5％。

Claims (7)

1.一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）酯化：将底物苯甲酰氯类化合物溶解于二氯乙烷，作为酰氯料；将1，3-环己二酮溶解于二氯乙烷中，加入缚酸剂作为酮盐料，通过两组输送计量模块分别按照一定摩尔流量比，将酰氯料和酮盐料定量输送至泰勒流反应器，进行混合反应，于出口得到酯化反应液；
（2）重排：通过两组输送计量模块分别将三乙胺和催化剂按照一定摩尔流量比，定量输送至酯化液输送管路中，再一起进入到管式反应器中，管式反应器出口反应液，经后处理得最终三酮类化合物；
酯化中所述的反应器温度控制在-10 - 5 ℃，所述的反应器停留时间为10 -120 s；重排中所述的反应器温度控制在15 - 30 ℃，所述的反应器停留时间为20 -240 min；
所述步骤（1）的缚酸剂为三乙胺，所述的步骤（2）的催化剂为丙酮氰醇；
所述三酮类化合物为硝磺草酮、磺草酮、环磺酮中的一种。
2.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，酯化中所述的两组输送计量模块，包含过滤单元，动力单元、加热和制冷单元、稳流单元、计量单元和控制单元。
3.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，泰勒流反应器的运行方式可以为上进下出或下进上出。
4.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，酯化中所述的摩尔流量比为原料酰氯：环己二酮 ：三乙胺= 1：1.1 -2：1-2。
5.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，重排中所述的摩尔流量比为催化剂：三乙胺：原料酰氯 = 0.1 - 0.2：1.1-2：1。
6.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，重排中所述的两组输送计量模块，包含过滤单元，动力单元、稳流单元、计量单元和控制单元。
7.如权利要求1所述的一种连续流制备三酮类化合物的方法，其特征在于，重排中所述的管式反应器的管内直径为4-80mm，长度3-200m，所述的管式反应器的反应管为盘管式或列管式。
CN202110630576.6A 2021-06-07 2021-06-07 一种连续流制备三酮类化合物的方法 Active CN113354563B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110630576.6A CN113354563B (zh) 2021-06-07 2021-06-07 一种连续流制备三酮类化合物的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110630576.6A CN113354563B (zh) 2021-06-07 2021-06-07 一种连续流制备三酮类化合物的方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113354563A CN113354563A (zh) 2021-09-07
CN113354563B true CN113354563B (zh) 2023-03-17

Family

ID=77532664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110630576.6A Active CN113354563B (zh) 2021-06-07 2021-06-07 一种连续流制备三酮类化合物的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113354563B (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115784949A (zh) * 2022-12-08 2023-03-14 江苏扬农化工股份有限公司 一种三酮类化合物的制备方法

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001122848A (ja) * 1999-08-19 2001-05-08 Ishihara Sangyo Kaisha Ltd トリケトン系化合物、それらの製造方法及びそれらを含有する除草剤
CN102666475B (zh) * 2009-09-25 2014-12-24 拜尔农作物科学股份公司 3-氨基-2-硝基取代的苯甲酰基衍生物及其作为除草剂的用途
CN105712912B (zh) * 2014-12-02 2017-09-01 浙江省诸暨合力化学对外贸易有限公司 一种三酮类化合物及其中间体的制备方法
CN106748919A (zh) * 2016-11-11 2017-05-31 湖北广富林生物制剂有限公司 一种硝磺草酮的合成工艺
CN106565560A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 湖北广富林生物制剂有限公司 一种硝磺草酮的合成工艺
CN106565556A (zh) * 2016-11-11 2017-04-19 湖北广富林生物制剂有限公司 一种硝磺草酮的合成工艺
CN108530325A (zh) * 2017-03-06 2018-09-14 浙江中山化工集团股份有限公司 一种甲基磺草酮的生产方法
CN110357797A (zh) * 2018-04-11 2019-10-22 江西天宇化工有限公司 一种2-(2-氯-3-氯甲基-4-甲磺酰基苯甲酰基)-1,3-环己二酮的制备方法
CN109678767A (zh) * 2018-12-27 2019-04-26 浙江中山化工集团股份有限公司 一种除草剂环磺酮的合成工艺
CN110078647B (zh) * 2019-05-15 2021-04-13 北京颖泰嘉和生物科技股份有限公司 一种硝磺草酮反应产物的后处理方法
CN112221444B (zh) * 2020-10-19 2021-11-02 中国科学院大连化学物理研究所 一种连续合成烯草酮的***及方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN113354563A (zh) 2021-09-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN100363335C (zh) 涉及羟腈的化学反应的改进方法
CN112221444B (zh) 一种连续合成烯草酮的***及方法
CN113354563B (zh) 一种连续流制备三酮类化合物的方法
CN106278861B (zh) 一种制备取代苯乙酸的方法
CN103788083A (zh) 一种制备除草剂苯唑草酮的方法
CN111018717A (zh) 一种微通道反应器合成4-氟-2-硝基苯胺的方法
CN102795993B (zh) 2-溴-6-氟苯甲酸的制备方法
CN107021889B (zh) 一种芳香族氯化物的制备方法及装置
CN102617385B (zh) 一种甲叉法乙草胺中间体的生产方法
JPWO2009054355A1 (ja) シアノヒドリン化合物の製造方法および製造装置、ならびにα−ヒドロキシエステル化合物の製造方法
CN104961700B (zh) 一种利用微反应装置制备莠去津的方法
CN102276555A (zh) 噻二唑类Mannich碱及其制备方法和用途
CN113845453A (zh) 一种三酮类除草剂的合成方法
CN111054296A (zh) 一种硫双威盐化反应连续化生产装置及工艺
CN113045451B (zh) 一种采用微反应器制备甲氧胺盐酸盐的方法
CN107353211A (zh) 烯胺化物的合成方法及芳香醛类化合物的合成方法
CN112174826B (zh) 一种采用窄距离平行平板反应器合成硝基双醚的工艺
CN114805087A (zh) 一种利用微反应体系制备氟乐灵的方法
CN109534995A (zh) 一种乙酸苯酯类化合物的制备方法
CN106045861B (zh) 一种连续化生产5-氟-2-硝基苯酚的方法及其***
CN106673978B (zh) 3,5-二氯-2-戊酮的连续化合成方法
CN107311829A (zh) 芳香乙醛类化合物的合成方法
Rosas et al. 42 Optimazation of consecutive, bimolecular reaction systems a commercial synthesis of nicotinamide
US9260368B2 (en) Process for producing MMA and/or MAA from acetone cyanohydrin and sulfuric acid
CN117658878A (zh) 一种用管式反应器连续化合成烯草酮的方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant