一种氰乙酸叔丁酯的连续流制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112645842A(43)申请公布日2021.04.13(21)申请号202011555328.1(22)申请日2020.12.25(71)申请人复旦大学地址200433上海市杨浦区邯郸路220号(72)发明人陈芬儿程荡刘敏杰黄华山姜梅芬(74)专利代理机构上海正旦专利代理有限公司31200代理人陆飞陆尤(51)Int.Cl.C07C253/30(2006.01)C07C253/34(2006.01)C07C255/19(2006.01)B01J19/00(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图1页(54)发明名称一种氰乙酸叔丁酯的连续流制备方法(57)摘要本发明属于有机化学技术领域，具体为一种氰乙酸叔丁酯的连续流制备方法。本发明将含氰乙酸和路易斯酸的底物液与异丁烯同时输送到包括依次连通的微混合器和微通道反应器的微反应系统内，进行连续催化酯化反应得到氰乙酸叔丁酯。本发明的连续流制备方法相比传统间歇釜式合成方法，具有反应时间短，产物收率高，自动化程度高，过程连续效率高，时空产率高，能耗低和易于工业放大的优势，易于工业化应用。CN112645842ACN112645842A权利要求书1/2页1.一种氰乙酸叔丁酯的连续流制备方法，其特征在于，使用依次连通的微混合器和微通道反应器组成的微反应系统，所述方法具体步骤为：（1）将含氰乙酸和路易斯酸的底物液与异丁烯分别同时输送到微混合器内进行混合，得到混合反应物料；（2）步骤（1）中从微混合器流出的混合反应物料紧接着直接进入微通道反应器内进行连续催化酯化反应；（3）收集从所述微反应系统流出的反应混合液，经分离纯化处理，得到目标产物氰乙酸叔丁酯(I)；其中，所述氰乙酸叔丁酯为式(I)所示的化合物，所述氰乙酸为式(II)所示的化合物；所述方法涉及的化学反应式为：。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的底物液为由氰乙酸和路易斯酸溶于有机溶剂制成的溶液；所述有机溶剂为醚类、酯类和酮类溶剂中的任何一种；所述醚类溶剂选自异丙醚、四氢呋喃和1,4‑二氧六环，所述酯类溶剂选自醋酸甲酯、醋酸乙酯和醋酸叔丁酯，所述酮类溶剂选自丙酮、甲基丁酮和甲基异丁酮。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的路易斯酸为三氯化铝、三氯化铝络合物、三氟化硼、三氟化硼络合物、五氯化锑、五氯化锑络合物、三溴化铁、三溴化铁络合物、三氯化铁、三氯化铁络合物、四氯化锡、四氯化锡络合物、四氯化钛、四氯化钛络合物、二氯化锌和二氯化锌络合物中的任何一种。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的底物液中氰乙酸与路易斯酸的摩尔比为1:0.01~0.5；所述步骤（1）中控制输送到微混合器内的底物液和异丁烯的流量比使得氰乙酸与异丁烯的摩尔比在1:（1.0~1.5）范围内。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的微混合器为静态混合器、T型微混合器、Y型微混合器、同轴流动微混合器和流动聚焦微混合器中的任何一种。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的微混合器内的温度控制在‑20~50℃范围内。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的微通道反应器是管式微通道反应器或板式微通道反应器。8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述管式微通道反应器的内径为100微米~10毫米；所述板式微通道反应器包括从上至下依次设置的第一换热层、反应层和第二换热层；所述反应层设有反应流体通道，所述反应流体通道的水力直径为100微米~10毫米。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（2）中所述的微通道反应器内的温度控制在‑20~50℃范围内，混合反应物料在微通道反应器内的停留时间为0.1~30分钟。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应系统还包括进料泵、气体质量流量控制器、气液分离器和背压阀，所述微混合器的一个入口与底物液进料泵连接，所述微混合器的另一个入口与气体质量流量控制器连接，所述微混合器的出口与微通道反应器2CN112645842A权利要求书2/2页的入口连接，所述微通道反应器的出口与气液分离器的顶部第一接口连接，所述气液分离器的顶部第二接口接入氮气，用于给所述气液分离器提供压力，接入氮气的压力可调范围为0.1~2.5Mpa，所述背压阀与所述气液分离器的顶部第三接口连接；所述背压阀的背压范围为0.1~2Mpa；接入氮气的压力值要比背压阀设定的背压值大0.2~0.5Mpa。11.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤（3）中所述“收集从所述微反应系统流出的反应混合液，经分离纯化处理，得到目标产物氰乙酸叔丁酯(I)”具体包括：收集从所述微反应系统