一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法技术

本发明专利技术提供了一种连续流反应合成7‑硝基‑1,2,3,4‑四氢喹啉的方法，属于精细化工合成领域。将浓硫酸、四氢喹啉溶液分别通过计量泵加入反应模块I中，在0～5℃温度下生成1,2,3,4‑四氢喹啉硫酸盐，启动连接硝酸溶液计量泵，将硝酸溶液和含有1,2,3,4‑四氢喹啉硫酸盐反应液，控制温度‑10℃～‑5℃进入反应模块II混合，反应结束后进入收集装置对反应液后处理，得到产物7‑硝基‑1,2,3,4‑四氢喹啉；本发明专利技术反应速度快，副产物5‑硝基‑1,2,3,4‑四氢喹啉和5,7‑二硝基‑1,2,3,4‑四氢喹啉的量少，传热传质效率高，反应选择性高，收率和纯度高，后处理方便。

A method of continuous flow synthesis of 7-nitro-1,2,3,4-tetrahydroquinoline

The invention provides a continuous flow reaction method for synthesizing 7 \u2011 nitro \u2011 1,2,3,4 \u2011 tetrahydroquinoline, which belongs to the field of fine chemical synthesis. Add concentrated sulfuric acid and tetrahydroquinoline solution into reaction module I through metering pump, generate 1,2,3,4 \u2011 tetrahydroquinoline sulfate at the temperature of 0 ~ 5 \u2103, start and connect the metering pump of nitric acid solution, mix the nitric acid solution with the reaction solution containing 1,2,3,4 \u2011 tetrahydroquinoline sulfate, control the temperature between \u2011 10 \u2103\uff5e \u2011 5 \u2103 and enter into reaction module II. After the reaction, enter into the collection device to collect the reaction solution The invention has the advantages of high reaction speed, small amount of 5-nitro-1,2,3,4-tetrahydroquinoline and 5,7-dinitro-1,2,3,4-tetrahydroquinoline, high heat and mass transfer efficiency, high reaction selectivity, high yield and purity, and convenient post-treatment.

【技术实现步骤摘要】
一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法
本专利技术涉及一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，属于精细化工合成

技术介绍
7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉作为精细化工中间体，可用于合成强力霉素，并可用于制备杂环分散染料和橡胶促进剂等产品，分子结构式如下：目前关于其合成研究在国内报道较少。有关喹啉等杂环化合物的硝化反应，虽然可以通过更温和的硝化条件，解决混酸体系带来的一硝化和二硝化产物、分离困难的问题，但是经济成本较高，所以目前仍主要采用硫酸和硝酸的混酸体系进行硝化。目前喹啉等杂环化合物硝化反应仍然在釜式反应器中进行，主要有如下缺陷：硝化反应放热强烈，需控制在低温下进行，在静态反应器存在热量不能及时带走，热量交换不均匀，容易造成多硝化，硫化等副反应，甚至造成安全隐患；且副产物的性质与产物性质接近，产物的后处理提纯困难，导致收率的降低。
技术实现思路
为克服上述缺陷，本专利技术提供一种连续通道反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，利用反应器高效的传质传热、反应时间可精确控制的优点得到异构体少，收率和纯度都有很大提高，且操作非常方便。为实现上述目的，本专利技术采用反应流程为附图1，所采用技术方案如下：一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，反应在微通道反应器中进行，微通道反应器由依次连接的反应模块I、反应模块II、冷却系统、收集装置组成，包括如下步骤：第一步：将硫酸水溶液、四氢喹啉分别通过第一计量泵、第二计量泵混合加入反应模块Ⅰ中，反应生成四氢喹啉硫酸盐；第二步：启动连接硝酸溶液的第三计量泵，使硝酸溶液和含有四氢喹啉硫酸盐的反应液混合进入反应模块Ⅱ，反应结束后，进入收集装置对反应液进行后处理，得到产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。进一步地，在上述技术方案中，硫酸质量分数为≥85%；硝酸浓度为质量分数≥96%；四氢喹啉纯度≥98%。其中硫酸水溶液优选质量分数为90%。进一步地，在上述技术方案中，混合液在反应模块Ⅰ中的温度为0～10℃；混合液在反应模块Ⅱ中的温度为-5℃～-10℃。进一步地，在上述技术方案中，在含有四氢喹啉硫酸盐的反应液流出反应模块Ⅰ时，启动连接硝酸溶液的第三计量。进一步地，在上述技术方案中，第二步中，后处理方法为：将反应液加入装有5-10倍体积的冰水混合物中，维持温度为0℃，停留时间为1-2h，析出绝大部分产物，过滤得到7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐粗品，纯化后得到7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉精品。其中，进一步纯化方法为：将所得7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐粗品加入2-3倍体积醇溶剂打浆，得到7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐精品，纯度＞99%；将所得精品分批加入碱水溶液中，搅拌过滤，得到7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉，纯度＞99%。进一步地，在上述纯化技术方案中，醇溶剂选自甲醇、乙醇或异丙醇。碱水溶液选自氢氧化钠水溶液或氢氧化钾水溶液。进一步地，在最佳的后处理的方法为：反应液加入装有10倍体积的冰水混合物，维持温度为0℃，停留时间为1h，析出绝大部分产物，过滤得到产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐粗品（HPLC纯度约为97%）。滤液用于下一次反应液的后处理。接着，将所得7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐粗品用2倍体积甲醇打浆，得到纯度为99%以上7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐精品。将所得精品分批加入40%氢氧化钠的水溶液中，充分搅拌1h，过滤得到纯度为99%以上最终产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。本专利技术技术方案，反应方程式表示如下：专利技术有益效果1、连续通道反应器使得物料迅速有效混合在一起，且与釜式反应器比有更大的比表面积，热交换效率极大的提高。提高了反应物1,2,3,4-四氢喹啉7位选择性，降低了副反应的发生。2、研究不同浓度浓硫酸对反应选择性的影响，在其他反应条件不变的情况下，发现质量分数为90%浓硫酸为最佳浓度，能有效降低5-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉和5,7-二硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的杂质。3、本专利技术解决了7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉精致提纯困难的问题，能在损失小的情况下，得到纯度99.5%以上产品。综上所述，与已有方法比较，本专利技术反应速度快，副反应少，传热传质效率高，反应选择性高，纯度高，收率高且后处理方便。附图说明图1为本专利技术连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的装置流程图。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术作进一步的说明，但本专利技术的保护范围并不仅限于此。以下实施例中所用四氢喹啉均为纯度98.0%以上。实施例11)分别量取35mL98%浓硫酸，10g四氢喹啉倒入50mL烧杯A和B中，称取4.9g质量分数为96%浓硝酸倒入50mL烧杯C中。2)分别将烧杯A和B连接计量泵P1和P2，同时启动泵P1和P2，将两种溶液打入反应模块I。3)将2）中两种溶液在反应模块I中混合反应，反应温度0℃～10℃，生成四氢喹啉硫酸盐。4)烧杯C连接泵P3，此溶液与反应模块I流出的液体同时打入反应模块II。在反应模块II中温度维持在-5℃～-10℃，完成反应生成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。5)反应液从反应模块II流出进入装有冰水(350g)的混合液的收集装置中，维持温度在0℃，搅拌1h。过滤得到产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐19.5克（HPLC纯度96.8%，5-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉2.2%和5,7-二硝基-1,2,3,4-四氢喹啉0.7%）。滤液用于下一次反应液的后处理。6)将所得7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐用2倍体积甲醇打浆，得到纯度为99.8%7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉硫酸盐精品15.4克。7)将所得精品分批加入40%氢氧化钠的水溶液（50mL）中，充分搅拌1h，过滤得到最终产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉，干燥称重9.37g，收率为70%，经高效液相测定纯度99.7％。实施例21)分别量取35mL90%硫酸水溶液，10g四氢喹啉倒入50mL烧杯A和B中，称取4.9g质量分数为96%浓硝酸倒入50mL烧杯C中。2)分别将烧杯A和B连接计量泵P1和P2，同时启动泵P1和P2，将两种溶液打入反应模块I。3)将2）中两种溶液在反应模块I中混合反应，反应温度0℃～10℃，生成四氢喹啉硫酸盐。4)烧杯C连接泵P3，此溶液与反应模块I流出的液体同时打入反应模块II。在反应模块II中温度维持在-5℃～-10℃，完成反应生成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。5)反应液从反应模块II流出进入装有冰水(350g)的混合液的收集装置中，维持温度在0℃，搅拌1h。过滤得本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，其特征在于：反应在微通道反应器中进行，微通道反应器由依次连接的反应模块I、反应模块II、冷却系统、收集装置组成，包括如下步骤：/n第一步：将硫酸溶液、四氢喹啉分别通过第一计量泵、第二计量泵混合加入反应模块Ⅰ中，反应生成四氢喹啉硫酸盐；/n第二步：启动连接硝酸溶液的第三计量泵，使硝酸溶液和含有四氢喹啉硫酸盐的反应液混合进入反应模块Ⅱ，反应结束后，进入收集装置对反应液进行后处理，得到产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。/n

【技术特征摘要】
1.一种连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，其特征在于：反应在微通道反应器中进行，微通道反应器由依次连接的反应模块I、反应模块II、冷却系统、收集装置组成，包括如下步骤：
第一步：将硫酸溶液、四氢喹啉分别通过第一计量泵、第二计量泵混合加入反应模块Ⅰ中，反应生成四氢喹啉硫酸盐；
第二步：启动连接硝酸溶液的第三计量泵，使硝酸溶液和含有四氢喹啉硫酸盐的反应液混合进入反应模块Ⅱ，反应结束后，进入收集装置对反应液进行后处理，得到产物7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉。


2.根据权利要求1所述合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，其特征在于：硫酸质量分数为≥85%；硝酸浓度为质量分数≥96%；四氢喹啉纯度≥98%。


3.如权利要求2所述的连续流反应合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，其特征在于：第一步中，硫酸溶液质量分数为90%。


4.根据权利要求1所述合成7-硝基-1,2,3,4-四氢喹啉的方法，其特征在于：混合液在反应模块Ⅰ中的温度为0～10℃；混合液在反应模块Ⅱ中的温度为-5℃～-10℃。


5.根据权利要求1所述合成7-硝基-1,2,3,...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴越亚，文旭，张宗华，孙欣怡，
申请(专利权)人：上海昕凯医药科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31