一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法，它是在催化剂作用下，由苯胺和丙酮在微通道反应器中制备防老剂RD二聚体。与现有技术相比，本发明专利技术将苯胺和丙酮在微通道中进行反应，可高产率获得目标产物。本发明专利技术方法具有反应时间短，反应转化率高、以及反应过程中产生的废弃物少等优点。同时，本发明专利技术该方法操作简单、成本低廉、对环境污染小，能够连续不间断生产且产品的质量稳定，所以具有良好的工业应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于化工合成领域，具体涉及一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法。
技术介绍
防老剂RD,化学名称为2,2,4-三甲基-1,2-二氢化喹啉聚合体，分子式(C12H15N)n，相对分子质量为(173.26)n，聚合度n＝2～5，其在国外称为TMDQ，是酮胺类橡胶防老剂，外观是淡黄色至琥珀色树脂状无毒粉末，密度1.08，熔点74～94℃，具有轻微的污染性，不能溶解于水，可溶于苯、氯仿、丙酮以及二硫化碳，微溶解于石油烃。防老剂RD的结构式如下所示：橡胶防老剂RD虽为多聚体，但却是二聚体起主要的防护作用，若RD中的二聚体含量低于25％，胺类杂质的含量较高，那么产品在使用过程中容易出现喷霜，从而使得橡胶产品的抗曲挠龟裂性能降低。防老剂RD相对分子量较大，在高温条件下，RD的损耗较小，因其和橡胶相容性好，所以是各类橡胶的通用型防老剂，在实际应用过程中不会发生喷霜。对由金属引起的催化氧化具有遏制作用，并对由热与氧引发的老化具有极好的保护作用，同时对橡胶的加工特性、硫化性能不会产生影响，毒性低甚至无毒。防老剂RD在汽车子午线轮胎中有着普遍的运用，并且因橡胶内部会受到热、化学品的诱导而引起解聚作用，但是RD可以抑制该作用，同时RD也可以对光、射线和化学气氛进行屏蔽从而对胶料表面进行保护。又因RD呈淡黄色，故也可以应用在医学橡胶制品中。20世纪70年代，因为在防老剂丁的物料以及产品中发现了致癌物2萘胺，所以科研工作者们迫切的想寻到可以替换防老剂丁的产品，因为防老剂RD含有许多优质的性能，例如无致癌物，毒性低等特点，并且在抗臭氧氧化方面RD也优于防老剂丁，同时防老剂RD的原料都是很普遍的有机物料，原料的渠道多，具有经济投入较少、适用范 围广、毒性低等优点，所以可以成为防老剂丁的替代品。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法，以解决现有技术存在的二聚体含量较低和效果不佳等问题。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案如下：一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法，它包括以下步骤：在避光的条件下，将丙酮、苯胺和催化剂泵入微反应装置中的微混合器中，充分混合后泵入微反应装置中的微反应器中进行反应；反应完成后，所得反应液经蒸馏回收丙酮后，将剩余反应液调pH值至中性，减压蒸馏得到防老剂RD二聚体。其中，苯胺和丙酮的摩尔比为1:2～9。其中，苯胺和催化剂的摩尔比为1：0.05～1。其中，所述的催化剂为盐酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸、甲酸、乙酸和三氟化硼中的任意一种或几种的组合；其中，催化剂优选为盐酸、三氟乙酸或三氟化硼。其中，当催化剂为苯胺盐酸盐时，将催化剂溶于苯胺中，再和丙酮通过物料进口分别泵入微反应装置中；当催化剂为盐酸时，将催化剂溶于苯胺中，蒸馏除去盐酸中的水分，再和丙酮通过物料进口分别泵入微反应装置中；当选用除苯胺盐酸盐以外的其它催化剂时，将催化剂溶于丙酮中，再和苯胺通过物料进口分别泵入微反应装置中；当选用苯胺盐酸盐和其它催化剂的组合时，将苯胺盐酸盐溶于苯胺中，将其它催化剂溶于丙酮，再通过物料进口分别泵入微反应装置中。其中，微反应器中，反应温度为100～160℃，停留时间为1～120min，优选时间为1～60min。其中，回收丙酮时的蒸馏温度为80～120℃。调节pH所用试剂为为氢氧化钠、碳酸钠或磷酸钠。减压蒸馏的温度为160～220℃下减压蒸馏。其中，所述的微反应装置包括通过连接管相连的微混合器和微反应器；其中，微混合器的进料口通过连接管连接有1～3个物料进口。其中，所述的微混合器为Y型、T型或J型混合器，所述的微反应器为管式微反应器，内径为0.5～5.0mm，长度为0.5～40m。其中，微混合器的出料的流速为0.04～5mL/min。其中，优选反应条件如下：催化剂为盐酸、反应温度为140℃，停留时间为40min，流速为0.125mL/min，微反应器内径为1mm。其中，本专利技术的反应式如下：有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有如下优势：(1)本专利技术通过使用微反应器来制备防老剂RD二聚体，反应时间缩短，反应的转化率提高，高通量，产品的质量稳定有利于放大生产，安全性高，可以有效克服传统反应釜的缺点；(2)本专利技术对设备的损耗低，可以连续不间断的进行反应。同时，本专利技术该方法操作简单，对环境污染小，具有良好的工业应用前景；(3)本专利技术的产物转化率为85～99％，防老剂RD二聚体的含量高达40％～75％。附图说明图1为本专利技术制备工艺示意图。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实 施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的本专利技术。实施例1量取苯胺(0.2mol,1.0equiv)和盐酸(0.07mol,0.35equiv)于锥形瓶中，搅拌均匀后得A溶液。量取丙酮(0.6mol,3.0equiv)单独倒入锥形瓶得到B溶液。蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中，微反应器的流速为1mL/min，反应液在反应器内停留时间为5min，反应温度为140℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定转化率为92％，单体选择性为15％，二聚体选择性为54％，三聚体选择性为4％。实施例2量取苯胺(0.2mol,1.0equiv)和盐酸(0.07mol,0.35equiv)于锥形瓶中，搅拌均匀后得A溶液。量取丙酮(0.6mol,3.0equiv)单独倒入锥形瓶得到B溶液。蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中，微反应器的流速为0.25mL/min，反应液在反应器内停留时间为20min，反应温度为140℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定转化率为93％，单体选择性为9％，二聚体选择性为65％，三聚体选择性为9％。实施例3量取苯胺(0.2mol,1.0equiv)和盐酸(0.07mol,0.35equiv)于锥形瓶中，搅拌均匀后得A溶液。量取丙酮(0.6mol,3.0equiv)单独倒入锥形瓶得到B溶液。蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中，微反应器的流速为0.125mL/min，反应液在反应器内停留时间为40min，反应温度为140℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定转化率为96％，单体选择性为7％，二聚体选择性为70％，三聚体选择性为9％。实施例4量取苯胺(0.2mol,1.0equiv)和盐酸(0.07mol,0.35equiv)于锥形瓶中，搅拌均匀后得A溶液。量取丙酮(0.6mol,3.0equiv)单独倒入锥形瓶得到B溶液。蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径1mm的反应器中，微反应器的流速为0.083mL/min，反 应液在反应器内停留时间为60min，反应温度为140℃。一个周期后开始收集反应液。经检测确定转化率为96％，单体选择性为6％，二聚体选择性为68％，三聚体选择性为11％。实施例5量取苯胺(0.2mol,1.0equiv)和盐酸(0.07mol,0.35equiv)于锥形瓶中，搅拌均匀后得A溶液。量取丙酮(0.6mol,3.0equiv)单独倒入锥形瓶得到B溶液。蠕动泵驱动两相溶液经过Y混合器进入盘管径本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法，其特征在于，包括以下步骤：将丙酮、苯胺和催化剂泵入微反应装置中的微混合器中，充分混合后泵入微反应装置中的微反应器中进行反应；反应完成后，所得反应液经蒸馏回收丙酮后，将剩余反应液调pH值至中性，减压蒸馏得到防老剂RD二聚体。

【技术特征摘要】
1.一种利用微反应装置连续制备防老剂RD二聚体的方法，其特征在于，包括以下步骤：将丙酮、苯胺和催化剂泵入微反应装置中的微混合器中，充分混合后泵入微反应装置中的微反应器中进行反应；反应完成后，所得反应液经蒸馏回收丙酮后，将剩余反应液调pH值至中性，减压蒸馏得到防老剂RD二聚体。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，苯胺和丙酮的摩尔比为1:2～9。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，苯胺和催化剂的摩尔比为1：0.05～1。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的催化剂为盐酸、对甲苯磺酸、三氟乙酸、甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭凯，范兵兵，万力，欧阳平凯，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32