吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用制造技术

本发明专利技术提供了一种吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用。该连续化重氮化反应包括：将具有结构式I的吡啶化合物和酸混合形成原料A；将亚硝酸钠水溶液和原料A连续输送至连续反应装置中进行重氮化反应，得到吡啶重氮盐，其中连续反应装置包括连续盘管反应器；以及将吡啶重氮盐连续地从连续反应装置中输出至接受容器中，结构式I为：

Continuous diazotization reaction of pyridine compounds and its application

The present invention provides a continuous diazotization reaction of pyridine compounds and its application. The continuous diazotization reaction including: with pyridine compounds of formula I and mixed acid to form raw A; sodium nitrite solution and A raw material continuously transported to continuous reaction diazotization reaction device, by pyridine diazonium salt, wherein the continuous reaction device comprises a continuous coil reactor; and the weight of pyridine nitrogen salt continuously from continuous reaction device output to the receiving container, the structure of I:

【技术实现步骤摘要】
吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用
本专利技术涉及吡啶化合物的重氮化反应，具体而言，涉及一种吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用。
技术介绍
重氮化反应是芳香氨基化合物在酸性条件下与亚硝酸作用生成重氮盐的过程，重氮盐有极强的化学活性，可发生取代、还原、偶合、水解等反应生成各种类型的化合物，在染料、感光材料、医药和农药等行业应用广泛。连续重氮化反应的报道最新也越来越多了，大部分是集中在苯环结构的重氮化研究，关于吡啶类化合物的重氮化反应的报道很少。吡啶的结构虽然与苯相似都具有芳香性，但是由于氮原子上还有一个SP2杂化轨道没有参与成键，被一对孤对电子所占据，使吡啶环具有碱性；而且吡啶环上的氮原子的电负性较大，对环上电子云密度分布有很大影响，使π电子云向氮原子上偏移，在氮原子周围电子云密度高，而环的其它部分电子云密度高，而环的其他部分电子云密度降低，尤其是邻、对位上降低显著，所以吡啶的芳香性比苯差。基于上述吡啶的特殊性，其重氮化反应进行相对于苯环结构的重氮化反应的条件要求相对苛刻，必须控制好反应温度、亚硝酸钠和无机酸的用量，需要保证物料良好的混合。另外，由于反应介质对具有强腐蚀性，所以重氮化反应对设备要求较高。目前，工业上重氮化反应大多数采用搅拌釜间歇工艺，反应在低温下进行，反应时间长，效率低，同时制备的重氮盐需要低温保存，有潜在的安全隐患。国外出现了部分连续重氮化反应装置的专利，但大多基于搅拌方式，对反应的产率提升不大，能源消耗反而增大；基于管式反应器的重氮化反应装置专利也有报道，但大多结构复杂，通用性差。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用，以解决现有技术中吡啶化合物的重氮化反应能耗高、产率低的问题。为了实现上述目的，根据本专利技术的一个方面，提供了一种吡啶化合物的连续化重氮化反应，包括：将具有结构式I的吡啶化合物和酸混合形成原料A；将亚硝酸钠水溶液和原料A连续输送至连续反应装置中进行重氮化反应，得到吡啶重氮盐，其中连续反应装置包括连续盘管反应器；以及将吡啶重氮盐连续地从连续反应装置中输出至接受容器中，结构式I为：其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种，酸为氢溴酸、盐酸、硫酸或硝酸。进一步地，上述连续反应装置包括一个连续盘管反应器、或依次串联的多个连续盘管反应器、或依次串联的一个或多个连续盘管反应器和一个或多个搅拌式连续反应器。进一步地，上述吡啶化合物和酸的质量比为11～15g/g，亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠和吡啶化合物的摩尔比为1.5:1～4:1，优选亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠的重量含量为15～40％。进一步地，上述吡啶化合物和酸在10～35℃下混合，且原料A在降温至10～25℃后再被输送至连续反应装置中。进一步地，在上述重氮化反应过程中，对连续反应装置进行降温且控制连续反应装置的温度在-20～20℃，优选在-10～0℃，优选对连续反应装置进行外浴降温。进一步地，上述连续反应装置的停留时间为5～180min，优选为15～20min。进一步地，上述亚硝酸钠水溶液和原料A分别通过自动进料泵连续输送至连续反应装置中，自动进料泵连接至自动控制系统以利用自动控制系统控制亚硝酸钠水溶液和原料A的流速以控制停留时间，优选采用背压阀调整吡啶重氮盐的流速以控制停留时间，背压阀与自动控制系统相连。根据本专利技术的另一方面，提供了一种上述任一种的连续化重氮化反应的应用，该应用包括：在接受容器中预先注入用于取代的反应物；将上述任一种的连续化重氮化反应得到的吡啶重氮盐连续地从连续反应装置中输出至接受容器中；在接受容器中对吡啶重氮盐的重氮基团进行连续取代，得到取代后的吡啶化合物。进一步地，上述用于取代的反应物包括溴素，优选溴素与吡啶重氮盐的摩尔比为1～3:1，取代后的吡啶化合物为其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种，优选在连续取代完成后向接受容器中加入碱性物质以分离取代后的吡啶化合物。进一步地，上述连续取代为Sandmeyer反应，用于取代的反应物包括HX和Cu2X2的混合物，取代后的吡啶化合物为其中X为Cl或Br，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种。进一步地，上述用于取代的反应物包括KI，取代后的吡啶化合物为其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种。进一步地，上述用于取代的反应物包括次磷酸、乙醇或丙醇，取代后的吡啶化合物为其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种。进一步地，上述用于取代的反应物包括水和催化剂，催化剂为硫酸铜，取代后的吡啶化合物为其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种。应用本专利技术的技术方案，将重氮化反应在包括连续盘管反应器的连续反应装置中实施，基于该连续盘管反应器具有沿物料流动方向径向结构相同且中心物料距离连续盘管反应器器壁较近，因此可以控制各个位置的反应温度的均匀性，且在同一径向方向上各处的物料浓度以及酸碱性相对比较均一，且原料A和亚硝酸钠水溶液分别连续进入，因此在不需要动力搅拌的前提下，即可灵活控制重氮化反应中物料比例，进而能够满足连续盘管反应器对于反应温度、物料混合以及物料比例的苛刻要求，进而降低重氮化反应能耗，且能在一定程度上提高目标产物的产率。另外，基于上述方法的连续化重氮化反应具有设备操作简便、工作劳动强度低、安全性高的优势。附图说明构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1示出了根据本专利技术一种优选实施例提供的用于连续化重氮反应的结构示意图。其中，上述附图包括以下附图标记：10、自动控制系统；21、第一自动进料泵；22、第二自动进料泵；30、连续盘管反应器；40、背压阀；50、接受容器。具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。如本申请
技术介绍
所分析的，现有技术中的吡啶化合物的重氮化反应，即使是搅拌方式下的连续化反应，其仍然存在能耗高、产率低的问题，为了解决该问题，本申请提供了一种吡啶化合物的连续化重氮化反应及其应用。在本申请一种典型的实施方式中，提供了一种吡啶化合物的连续化重氮化反应，包括：将具有结构式I的吡啶化合物和酸混合形成原料A；将亚硝酸钠水溶液和原料A连续输送至连续反应装置中进行重氮化反应，得到吡啶重氮盐；以及将吡啶重氮盐连续地从连续反应装置中输出至接受容器中，结构式I为：其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种，酸为氢溴酸、盐酸、硫酸或硝酸。本申请将重氮化反应在包括连续盘管反应器的连续反应装置中实施，基于该连续盘管反应器具有沿物料流动方向径向结构相同且中心物料距离连续盘管反应器器壁较近，因此可以控制各个位置的反应温度的均匀性，且在同一径向方向上各处的物料浓度以及酸碱性相对比较均一，且原料A和亚硝酸钠水溶液分别连续进入，因此在不需要动力搅拌的前提下，即可灵活控制重氮化反应中物料比例，进而能够满足连续盘管反应器对于反应温度、物料混合以及物料比例的苛刻要求，进而降低重氮化反应能耗，且能在一定程度上提高目标产本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种吡啶化合物的连续化重氮化反应，其特征在于，包括：将具有结构式I的吡啶化合物和酸混合形成原料A；将亚硝酸钠水溶液和所述原料A连续输送至连续反应装置中进行重氮化反应，得到吡啶重氮盐，其中所述连续反应装置包括连续盘管反应器；以及将所述吡啶重氮盐连续地从所述连续反应装置中输出至接受容器中，所述结构式I为：

【技术特征摘要】
1.一种吡啶化合物的连续化重氮化反应，其特征在于，包括：将具有结构式I的吡啶化合物和酸混合形成原料A；将亚硝酸钠水溶液和所述原料A连续输送至连续反应装置中进行重氮化反应，得到吡啶重氮盐，其中所述连续反应装置包括连续盘管反应器；以及将所述吡啶重氮盐连续地从所述连续反应装置中输出至接受容器中，所述结构式I为：其中，R1和R2各自独立地选自H、C1～C5的烷基中的任意一种，所述酸为氢溴酸、盐酸、硫酸或硝酸。2.根据权利要求1所述的连续化重氮化反应，其特征在于，所述连续反应装置包括一个连续盘管反应器、或依次串联的多个连续盘管反应器、或依次串联的一个或多个连续盘管反应器和一个或多个搅拌式连续反应器。3.根据权利要求1所述的连续化重氮化反应，其特征在于，所述吡啶化合物和所述酸的质量比为11～15g/g，所述亚硝酸钠水溶液中亚硝酸钠和所述吡啶化合物的摩尔比为1.5:1～4:1，优选所述亚硝酸钠水溶液中所述亚硝酸钠的重量含量为15～40％。4.根据权利要求1所述的连续化重氮化反应，其特征在于，所述吡啶化合物和所述酸在10～35℃下混合，且所述原料A在降温至10～25℃后再被输送至连续反应装置中。5.根据权利要求1所述的连续化重氮化反应，其特征在于，在重氮化反应过程中，对所述连续反应装置进行降温且控制所述连续反应装置的温度在-20～20℃，优选在-10～0℃，优选对所述连续反应装置进行外浴降温。6.根据权利要求4所述的连续化重氮化反应，其特征在于，所述连续反应装置的停留时间为5～180min，优选为15～20min。7.根据权利要求6所述的连续化重氮化反应，其特征在于，所述亚硝酸钠水溶液和所述原料A分别通过自动进料泵连续输送至连续反应装置中，所述自动进料泵连接至自动控制系统以利用所述自动控制系统控制所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪浩，卢江平，刘金光，丰惜春，
申请(专利权)人：凯莱英医药集团天津股份有限公司，
类型：发明
国别省市：天津,12