一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法，其包括以下步骤：(1)酰化液的制备：在低温槽中的反应器内加入硝基苯和无水三氯化铝，最后加入酰基氯，控制反应器内温度0‑3℃；(2)原料液的制备：在装有搅拌的反应器内加入硝基苯和2‑甲基萘；(3)反应：将原料液和酰化液注入微型混合器混合，再送入微通道反应器内进行反应；(4)水洗：从微通道反应器出来的产物，再次进入微型混合器进行水洗，然后进入微通道反应器内，控制反应器温度40‑50℃且反应器外使用超声震荡；(5)减压蒸馏：将步骤(4)得到的产物分离，真空减压500‑1000Pa，得到2‑甲基‑6‑酰基萘粗产品；(6)重结晶：将步骤(5)所得粗产品加入到50‑60℃溶剂中，搅拌溶解，自然冷却结晶，然后在冰水浴中继续冷却结晶，最后过滤得到纯的2‑甲基‑6‑酰基萘产品。

A method for the synthesis of acyl naphthalene using microchannel reactor

【技术实现步骤摘要】
一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法
本专利技术属于化工合成
，具体涉及一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法。
技术介绍
2,6-萘二甲酸是制备聚萘二甲酸乙二醇酯重要的化工中间体，而2-甲基-6-酰基萘是制备2,6-萘二甲酸重要的原料，2-甲基萘廉价易得，因此以2-甲基萘为原料通过Friedel–Crafts反应制备2-甲基-6-酰基萘是非常有意义的。目前日本三菱瓦斯化学公司已经以2-甲基萘为反应原料，乙酰氟为酰化剂，HF/BF3为催化剂，在温度为35℃，压力为2.0MPa的条件下，酰基化反应制得了2-甲基6-乙酰基萘。该方法虽然具有合成工艺路线短，产物选择性好、收率高等优点，但是由于在反应过程中使用有较大毒性的HF/BF3作为催化剂，使得生产设备腐蚀严重。我国目前也有研究以2-甲基萘为原料，丙酰氯为酰化剂，三氯化铝为催化剂，硝基苯为溶剂，在常温常压下进行酰基化反应制备2-甲基-6-丙酰基萘的方法。该方法为间歇反应，反应时间较长，产物的收率较低。CN100334058C(2007-08-29)专利介绍了2-烷基萘通过Friedel–Crafts反应制备2-烷基-6-酰基萘的方法，该反应为间歇反应，反应时间较长，产品收率较低，且并未提及如何对产品进行提纯。CN101270040B(2011-06-22)专利介绍了一种6-甲氧基-2-乙酰基的生产方法，该反应为间歇反应，反应时间较长，在对产品进行重结晶时只是使用了单一的低级醇，虽然提高了产品的纯度但是产品的收率较低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高效的2-甲基-6-酰基萘的合成方法，即采用微通道进行合成。本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案实施。一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法，包括以下步骤：(1)酰化液的制备：将装有搅拌的反应器放入低温槽中，向反应器内加入硝基苯和无水三氯化铝，最后加入酰基氯，控制反应器内温度0-3℃。所述的酰基氯可以是丙酰氯或乙酰氯。(2)原料液的制备：在装有搅拌的反应器内加入硝基苯和2-甲基萘。所述2-甲基萘:硝基苯的质量比＝1:5-1:10。(3)反应：用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种物料注入微型混合器进行混合，混合后送入微通道反应器进行反应，其中所述微型混合器放在恒温槽中，控制混合温度-3-0℃，所述微通道反应器也放在恒温槽中，控制反应温度30-50℃，反应时间通过所述微通道反应器的管长和管内液体流动的速度来控制，反应时间控制在5-120min。(4)水洗：从微通道反应器出来的产物，再次进入微型混合器，通过计量泵注入另一路水到混合器里，混合后进入微通道反应器，控制反应器温度40-50℃且反应器外使用超声震荡，水洗时间控制在10-60min。以上所述的微型混合器可以为T型混合器、Y型混合器、分离再结合型微混合器或内交叉指型微混合器等。以上所述的微通道反应器为不锈钢反应管，内径0.5mm-3mm。(5)减压蒸馏：将步骤(4)得到的产物分离，使用真空泵进行减压500-1000Pa，优选500-600Pa，得到2-甲基-6-酰基萘粗产品。(6)重结晶：将步骤(5)所得粗产品加入到50-60℃溶剂中，搅拌充分溶解后继续搅拌10-20min，在室温下自然冷却结晶，然后放到冰水浴中继续冷却结晶0.5-1h，最后过滤得到纯的2-甲基-6-酰基萘产品。所述溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇和水的混合物，其中水在溶剂中质量为10-30％。在上述合成2-甲基-6-酰基萘的方法中，步骤(1)、(2)、(3)要求无水环境，体系中不能进入水。步骤(1)、(2)一定要注意溶剂比，大溶剂比会降低收率且后期减压蒸馏操作费用加大，小溶剂比反应管道易堵塞。步骤(3)反应结束后要对管道及时进行清洗否则下次使用时会对反应产生影响，也易发生管道堵塞问题。步骤(4)水洗时要控制水洗温度40-50℃，温度过低油包水现象会严重，为了步骤(5)更好的蒸馏，水洗的产品的PH值要接近7且颜色要接近暗棕色。步骤(5)要尽量提高真空度。步骤(6)重结晶时使用溶剂的温度不能超过2-甲基-6-酰基萘的熔点，不能将含有粗产品的溶剂直接放到冰水浴中进行重结晶，溶剂的使用量也要恰当，过高会降低收率，过低会达不到要求的纯度。本专利技术的优点在于，合成采用了微通道，和传统的间歇反应相比，微通道将间歇反应变成连续反应，且提高了产品的选择性和收率，由于其比表面积大，传热效率高，有利于进行放热反应，所以降低了反应时间，物料停留时间短，有利于进行快速反应，提高反应动力学速率。且反应时间可以通过流体的流速和管道的长度进行严格控制，微通道密闭性比较好，安全性较高，污染小。在水洗时，由于水和产品溶液不互溶，T型混合器并不能达到很好的混合效果，因此管道外使用超声波震荡辅助，可以在大幅度减少水的用量前提下达到更好的效果。在重结晶时使用甲醇、乙醇等和水按照不同的比例混合的混合溶剂，在保证纯度的前提下，提高了产品的收率和结晶温度。附图说明图1为本专利技术方法使用的反应装置结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术进一步详细说明。实施例1将装有搅拌的反应器放入低温槽中，加入15g的硝基苯，然后加入2.5g无水三氯化铝，最后加入1.3g的丙酰氯，温度控制在0℃，反应10min制备酰化液。在装有搅拌的反应器内加入15g的硝基苯，然后加入1.5g的2-甲基萘制备原料液。用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种物料通过注射器注入T型混合器里进行混合，混合后进入微通道反应器(内径0.5mm、长度6m)反应，反应时间60min，其中T型混合器放在恒温槽控制温度0℃，反应管放在恒温槽内温度控制在35℃。反应出来的产品再次进入到T型混合器中，另一路水通过计量泵注入到混合器里，混合后进入微通道反应器(内径1mm、长度3m)，反应管温度控制在40℃，同时开启超声震荡。水洗后进行减压蒸馏得到粗产品，然后用含有20％水的甲醇进行重结晶。最终可以得到收率为91％，纯度可以达到98.5％的2-甲基-6-丙酰基萘。实施例2将装有搅拌的反应器放入低温槽中，加入15g的硝基苯，然后加入4.5g无水三氯化铝，最后加入2.5g的丙酸酐，温度控制在0℃，反应10min制备酰化液。在装有搅拌的反应器内加入15g的硝基苯，然后加入1.5g的2-甲基萘制备原料液。用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种物料通过注射器注入T型混合器里进行混合，混合后进入微通道反应器(内径0.5mm、长度6m)反应，反应时间60min，其中T型混合器放在恒温槽控制温度0℃，反应管放在恒温槽内温度控制在35℃。反应出来的产品再次进入到T型混合器中，另一路水通过计量泵注入到混合器里，混合后进入微通道反应器(内径1mm、长度3m)，反应管温度控制在40℃，同时开启超声震荡。水洗后进行减压蒸馏得到粗产品，然后用含有20％水的甲醇进行重结晶。最终可以得到收率为90％，纯度可以达到99％的2-甲基-6-丙酰基萘。实施例3将装有搅拌的反应器放入低温槽中，加入15g的硝基苯，然后加入2.5g无水三氯化铝，最后加入1.2g的乙酰氯，温度控制在0℃，反应10min制备酰化液。在装有搅拌的反应器内加入15g的硝基苯，然后加入1.5g的2-甲基萘制备原料液。用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酰化液的制备：将装有搅拌的反应器放入低温槽中，向反应器内加入硝基苯和无水三氯化铝，最后加入酰基氯，控制反应器内温度0‑3℃；(2)原料液的制备：在装有搅拌的反应器内加入硝基苯和2‑甲基萘；(3)反应：用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种物料注入微型混合器进行混合，混合后送入微通道反应器进行反应，其中所述微型混合器放在恒温槽中，控制混合温度‑3‑0℃，所述微通道反应器也放在恒温槽中，控制反应温度30‑50℃，反应时间通过所述微通道反应器的管长和管内液体流动的速度来控制；(4)水洗：从微通道反应器出来的产物，再次进入微型混合器，通过计量泵注入另一路水到混合器里，混合后进入微通道反应器，控制反应器温度40‑50℃且反应器外使用超声震荡；(5)减压蒸馏：将步骤(4)得到的产物分离，使用真空泵进行减压500‑1000Pa，得到2‑甲基‑6‑酰基萘粗产品；(6)重结晶：将步骤(5)所得粗产品加入到50‑60℃溶剂中，搅拌充分溶解后继续搅拌10‑20min，在室温下自然冷却结晶，然后放到冰水浴中继续冷却结晶0.5‑1h，最后过滤得到纯的2‑甲基‑6‑酰基萘产品。...

【技术特征摘要】
1.一种使用微通道反应器合成酰基萘的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)酰化液的制备：将装有搅拌的反应器放入低温槽中，向反应器内加入硝基苯和无水三氯化铝，最后加入酰基氯，控制反应器内温度0-3℃；(2)原料液的制备：在装有搅拌的反应器内加入硝基苯和2-甲基萘；(3)反应：用计量泵分别吸取原料液和酰化液，将两种物料注入微型混合器进行混合，混合后送入微通道反应器进行反应，其中所述微型混合器放在恒温槽中，控制混合温度-3-0℃，所述微通道反应器也放在恒温槽中，控制反应温度30-50℃，反应时间通过所述微通道反应器的管长和管内液体流动的速度来控制；(4)水洗：从微通道反应器出来的产物，再次进入微型混合器，通过计量泵注入另一路水到混合器里，混合后进入微通道反应器，控制反应器温度40-50℃且反应器外使用超声震荡；(5)减压蒸馏：将步骤(4)得到的产物分离，使用真空泵进行减压500-1000Pa，得到2-甲基-6-酰基萘粗产品；(6)重结晶：将步骤(5)所得粗产品加入到50-60℃溶剂中，搅拌充分溶解后继续搅拌10-20mi...

【专利技术属性】
技术研发人员：靳海波，李文鹏，郭学华，杨索和，何广湘，郭晓燕，杨大志，王亚涛，
申请(专利权)人：北京石油化工学院，唐山开滦化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11