一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法技术

本发明专利技术公开了一种微反应器连续合成4‑溴‑2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈的方法，该方法是通过将2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈溶液与溴素溶液同时连续通入到微反应器中进行反应，所得混合溶液在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液进行反应，蒸馏，从而实现对4‑溴‑2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈的连续制备。本发明专利技术方法，整个工艺流程简单、过程连续，具有效率高、能耗低、无污染等特点，是一种高效、绿色环保的4‑溴‑2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈连续合成工艺，适合于大规模连续制备，便于工业化利用。

Continuous synthesis of 4-bromo-2-p-chlorophenyl-5-trifluoromethyl pyrrole-3-nitrile in a microreactor

The invention discloses a method for continuously synthesizing 4 bromo 2 P chlorophenyl 5 trifluoromethyl pyrrole 3 nitrile in a microreactor by continuously feeding 2 P chlorophenyl 5 trifluoromethyl pyrrole 3 nitrile solution and bromine solution into the microreactor at the same time, and the resulting mixed solution flows through two or more reaction modules and then into the microreactor. The hydrogen peroxide solution in the reactor was reacted and distilled to realize the continuous preparation of 4 bromo 2 P chlorophenyl 5 trifluoromethyl pyrrole 3 nitrile. The method has the advantages of simple process flow, continuous process, high efficiency, low energy consumption and no pollution. It is an efficient and environmentally friendly continuous synthesis process of 4 bromo 2 P chlorophenyl 5 trifluoromethyl pyrrole 3 nitrile, which is suitable for large-scale continuous preparation and is convenient for industrial utilization.

【技术实现步骤摘要】
一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法
本专利技术涉及一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法。
技术介绍
4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈是芳基吡咯腈类杀虫、杀螨剂溴虫腈及氯溴虫腈的重要中间体，主要合成方法是以2-对氯苯基-5-三氟甲基-吡咯-3-腈与溴通过溴化反应合成得到。工业上一般采用间歇合成法，该工艺具有操作简单、成本较低的优点，但同时存在反应速度较慢、原料溴素需过量、产生废酸较多、安全风险偏大等缺点。微反应器，即微通道反应器，一般指经过微加工和精密加工技术制造的小型反应系统，“微”表示工艺流体的通道小，而不是指微反应设备的外形尺寸小或产品的产量小。微反应技术是一种建立在连续流动基础上的微管道式反应器替代传统间歇反应器的新型化工技术，具有混合性能好、安全性高等优点，但是普通的微反应器用于2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的溴化合成并没有完全解决上述一般间歇溴化法所存在的缺点。因此，获得一种反应速度快、溴素用量少、基本无废酸产生、绿色环保的微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法，对于提高4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的应用范围具有十分重要的意义。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种反应速度快、溴素用量少、基本无废酸产生、绿色环保的微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法。为解决上述技术问题，本专利技术采用的技术方案为：一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法，包括以下步骤：将2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液与溴素溶液同时连续通入到微反应器中进行反应，所得混合溶液在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液进行反应，蒸馏，得到4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。上述的方法，进一步改进的，所述微反应器由具有微流体回路的反应模块串联而成；所述微反应器中反应模块的数量为5～20个；单个所述反应模块的持液量为5mL。上述的方法，进一步改进的，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液和溴素溶液从第1个反应模块通入到微反应器中；所述双氧水溶液从第3个至第12个反应模块通入到微反应器中。上述的方法，进一步改进的，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液中的2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈与所述溴素溶液中的溴的摩尔比为1∶0.5～0.6；所述双氧水溶液中的H2O2与所述溴素溶液中的溴的摩尔比为1.0～1.3∶1。上述的方法，进一步改进的，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液由2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈与溶剂混合后制备得到；所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液中2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的质量含量为5％～20％；所述溶剂为甲醇或乙醇。上述的方法，进一步改进的，所述溴素溶液由溴素与溶剂混合后制备得到；所述溴素溶液中溴素的质量含量为2％～10％；所述溶剂为甲醇或乙醇。上述的方法，进一步改进的，所述双氧水溶液由双氧水与溶剂混合后制备得到；所述双氧水溶液中的H2O2的质量含量为0.5％～5％；所述溶剂为甲醇或乙醇；所述双氧水的质量分数为30％。上述的方法，进一步改进的，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液的通入速率为1.37g/min～5.46g/min；所述溴素溶液的通入速率为0.8g/min～4.0g/min；所述双氧水溶液的通入速率为0.34g/min～3.4g/min。上述的方法，进一步改进的，所述微反应器中反应模块的温度控制在50℃～78℃。与现有技术相比，本专利技术的优点在于：(1)本专利技术提供了一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法，通过将2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液与溴素溶液同时连续通入到微反应器中进行反应，所得混合溶液在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液进行反应，蒸馏，从而实现对4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的连续制备。本专利技术中，先将2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液与溴素溶液通入到微反应器中进行反应，此反应过程中部分原料溴化制得4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈，同时该反应过程中也产生了氢溴酸；进一步的，将所得混合溶液(含有氢溴酸)在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液继续进行反应，该反应过程中，由于微反应器体系中溴源浓度逐渐降低，此时通过利用后加入的双氧水溶液氧化之前体系中产生的氢溴酸，将氢溴酸氧化成溴，并将所得溴继续与未反应完的2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈进行溴化反应，进一步合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈，同时再次产生的溴化氢又继续被双氧水氧化成溴，继续用于溴化反应合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈，从而通过不断进行溴化、氧化循环，连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈，不仅能够实现溴原子的充分利用，减少溴素投料量，降低生产成本，而且还能够合成更多的高纯度4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈，同时微反应器体系中基本无废酸产生。本专利技术方法，整个工艺流程简单、过程连续，具有效率高、能耗低、无污染等特点，是一种高效、绿色环保的4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈连续合成工艺。(2)本专利技术中，微反应器是由具有微流体回路的反应模块串联而成的反应器，传质、传热效率好，可将2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液与溴素、双氧水快速混合，并严格控制流速和反应配比，具有反应速度快、转化率高、安全性好等优点，适合于大规模连续制备，便于工业化利用。(3)本专利技术方法中，通过优化2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈与溴的摩尔比为1∶0.5～0.6，H2O2与溴的摩尔比为1.0～1.3∶1，现使得各反应物料能够以精准比例瞬间均匀混合，能够显著提高溴原子的利用率，从而实现对溴原子的高效利用；通过优化2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液中2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的质量含量为5％～20％，溴素溶液中溴素的质量含量为2％～10％，双氧水溶液中的H2O2的质量含量为0.5％～5％，使原料具有较好的流动性，利于进料泵转料，同时保证了生产效率；通过优化2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液的通入速率为1.37g/min～5.46g/min，溴素溶液的通入速率为0.8g/min～4.0g/min，双氧水溶液的通入速率为0.34g/min～3.4g/min，使各反应物料的通入速率相互匹配，保证反应获得最佳反应配比，从而使各反应物料充分反应，原料利用率显著提升；通过将微反应器中反应模块的温度控制在50℃～78℃，使反应在合适的温度条件下进行，从而获得较佳反应效果，且无副产物产生。可见，本专利技术的制备方法，通过优化原料用量比、原料的质量含量、原料通入速率及反应温度，能够大大地降低原料的用量，特别是溴素的用量，且能够显著提高产品含量，其中产品含量高达98.5％。具体实施方式以下结合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种微反应器连续合成4‑溴‑2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈的方法，其特征在于，包括以下步骤：将2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈溶液与溴素溶液同时连续通入到微反应器中进行反应，所得混合溶液在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液进行反应，蒸馏，得到4‑溴‑2‑对氯苯基‑5‑三氟甲基吡咯‑3‑腈。

【技术特征摘要】
1.一种微反应器连续合成4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈的方法，其特征在于，包括以下步骤：将2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液与溴素溶液同时连续通入到微反应器中进行反应，所得混合溶液在微反应器中流经两个以上反应模块后与通入到微反应器中的双氧水溶液进行反应，蒸馏，得到4-溴-2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微反应器由具有微流体回路的反应模块串联而成；所述微反应器中反应模块的数量为5～20个；单个所述反应模块的持液量为5mL。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液和溴素溶液从第1个反应模块通入到微反应器中；所述双氧水溶液从第3个至第12个反应模块通入到微反应器中。4.根据权利要求1～3中任一项所述的方法，其特征在于，所述2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈溶液中的2-对氯苯基-5-三氟甲基吡咯-3-腈与所述溴素溶液中的溴的摩尔比为1∶0.5～0.6；所述双氧水溶液中的H2O2与所述溴素溶液中的溴的摩尔比为1.0～1.3∶1。5.根据权利要求4所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘源，刘卫东，杜升华，兰世林，王艳丽，孔晓红，
申请(专利权)人：湖南海利常德农药化工有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43