一种合成四丁基溴化铵的方法技术

本发明专利技术涉及有机合成技术领域，具体一种合成四丁基溴化铵的方法。本发明专利技术提供的合成四丁基溴化铵的方法，通过向反应体系中加入特定的催化剂，以及将微通道反应器的反应单元分为两个温区进行反应，有效缩短了反应时间，将传统的数小时的反应时间缩短至30min左右，显著提高了反应效率，且双温区反应温度的设置，还能有效降低副反应的发生，从而有利于提高四丁基溴化铵产品的纯度和收率；同时，将反应所得的四丁基溴化铵粗品在特定条件下进行降温结晶，可进一步提高四丁基溴化铵产品的质量和收率，制备得到的四丁基溴化铵产品的纯度可达99.6％以上，收率可达95％以上，有助于提高企业的市场竞争力，推广应用价值较高。推广应用价值较高。

【技术实现步骤摘要】
一种合成四丁基溴化铵的方法


[0001]本专利技术涉及有机合成
，尤其涉及一种合成四丁基溴化铵的方法。

技术介绍

[0002]四丁基溴化铵是一种优秀的相转移催化剂，可使反应物在有机相和水相之间相互转化，还具有改变粒子的溶剂化程度、增大反应速度以及增大离子反应活性等作用。在有机合成中作为高效的相转移催化剂应用于烷基化反应、氧化还原反应、酯类水解、氰卤离子置换反应、缩合反应、加成反应、聚合反应、碳烯环加成反应以及消除反应等方面。其次，四丁基溴化铵还可作为离子对试剂应用于液相色谱分析电离能力比较强的样品，使阴离子的保留值增加，从而有利于阴离子与共存离子进行分离。再者，四丁基溴化铵还是苄基三乙基氯化铵、肉桂酸乙酯、假性紫罗兰酮等药物中间体的合成，也常用于抗感染药物巴氨西林、舒他西林等有机药物的合成反应中。四丁基溴化铵应用领域广泛，因此，其合成工艺收到了工业界的广泛关注。
[0003]目前，四丁基溴化铵主要是由三正丁胺和溴代正丁烷在传统釜式反应器中进行反应制备得到，存在反应时间长，反应温度高，且产品收率低等缺陷。虽然有文献报道采用微通道反应器代替传统釜式反应器，可将反应时间缩短至3
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5h，但是，反应时间依然较长，且收率最高仅为90％，产品纯度也较低，因此，目前四丁基溴化铵合成工艺的反应效率和产品质量仍待进一步提高。

技术实现思路

[0004]针对现有合成四丁基溴化铵的工艺存在的反应时间长、产品的收率和纯度较低的问题，本专利技术提供一种合成四丁基溴化铵的方法，其主要是通过在反应体系中加入特定的催化剂，以及将微通道反应器的反应单元分为两个温区进行反应，有效缩短了反应时间，降低了反应能耗，且配合特定条件下的结晶，有效提高了产品的收率和纯度。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供的技术方案是：
[0006]一种合成四丁基溴化铵的方法，包括如下步骤：
[0007]步骤a，将溴丁烷、反应溶剂和固体酸催化剂混合均匀，得反应料液；
[0008]将所述反应料液和三丁胺分别连续通入微通道反应器中，反应，固液分离，得四丁基溴化铵反应液；
[0009]步骤b，将所述四丁基溴化铵反应液蒸馏，得四丁基溴化铵粗品；
[0010]步骤c，向所述四丁基溴化铵粗品中加入精制溶剂，升温溶解，蒸馏脱除精制溶剂，降温析晶，固液分离，得四丁基溴化铵产品；
[0011]其中，所述微通道反应器的反应单元由物料进口到出口依次包括温度为50℃～60℃的第一反应区和70℃～80℃的第二反应区；
[0012]所述固体酸催化剂为SiO2‑
Al2O3催化剂、SiO2‑
MgO催化剂或SiO2‑
ZnO催化剂中至少一种；
[0013]所述精制溶剂包括第一溶剂和第二溶剂，其中，第一溶剂为乙醇，第二溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙酮或石油醚。
[0014]相对于现有技术，本专利技术提供的合成四丁基溴化铵的方法，通过向反应体系中加入特定的催化剂，以及将微通道反应器的反应单元分为两个温区进行反应，有效缩短了反应时间，将传统的数小时的反应时间缩短至30min左右，显著提高了反应效率，且双温区反应温度的设置，还能有效降低副反应的发生，从而有利于提高四丁基溴化铵产品的纯度和收率；同时，将反应所得的四丁基溴化铵粗品在特定条件下进行降温结晶，可进一步提高四丁基溴化铵产品的质量和收率。
[0015]本专利技术提高的四丁基溴化铵的合成方法，工艺简单，大大缩短了反应时间，提高了反应效率，降低了反应能耗，同时，提高了产品的收率和纯度，制备得到的四丁基溴化铵产品的纯度可达99.6％以上，收率可达95％以上，有助于提高企业的市场竞争力，推广应用价值较高。
[0016]优选的，所述三丁胺与溴丁烷的质量比为1:1.5～3.0。
[0017]更优选的，所述三丁胺与溴丁烷的质量比为1:2。
[0018]优选的反应原料的比例，可提高三丁胺的转化率，提高产品的收率。
[0019]优选的，所述反应料液与三丁胺的进料流量比为2～5:1。
[0020]进一步优选的，所述反应料液与三丁胺的进料流量比为4:1。
[0021]优选的进料流量比，可提高反应原料的混合均匀度，且使得进入微通道反应器的三丁胺完全反应，从而有利于提高三丁胺的转化率。
[0022]优选的，所述固体酸催化剂与三丁胺的质量比为0.005～0.01:1。
[0023]更优选的，所述固体酸催化剂与三丁胺的质量比为0.008:1。
[0024]优选的，所述固体酸催化剂的粒径为80目～200目。
[0025]更优选的，所述固体酸催化剂的粒径为150目。
[0026]进一步优选的，所述固体酸催化剂为SiO2‑
Al2O3催化剂。
[0027]进一步优选的，所述固体酸催化剂中SiO2的含量为20wt％～30wt％。
[0028]优选的催化剂及催化剂的加入量，在保证催化活性的前提下，还可降低催化剂使用成本。
[0029]优选的，所述溴丁烷与反应溶剂的质量比为1:2～4。
[0030]更优选的，所述溴丁烷与反应溶剂的质量比为1:3。
[0031]优选的，所述反应溶剂为甲醇、乙醇、乙醚或乙二醇中至少一种。
[0032]更优选的，所述反应溶剂为甲醇。
[0033]优选的反应溶剂和催化剂协同，有利于提高反应原料的反应活性，从而有效降低反应时间，提高反应效率。
[0034]优选的，步骤a中，所述第一反应区和第二反应区的压力均为0.1MPa～0.3MPa，反应时间为30min～40min。
[0035]优选的，步骤a中，所述第一反应区的温度为55℃，压力为0.2MPa；所述第二反应区的温度为75℃，压力为0.2MPa。
[0036]优选的反应条件，有利于反应的充分进行，提高四丁基溴化铵产品的收率和纯度。
[0037]优选的，步骤b中，所述蒸馏为减压蒸馏，减压蒸馏的压力为
‑
0.05MPa～
‑
0.07MPa，
温度为40℃～50℃。
[0038]优选的，所述精制溶剂为乙醇和石油醚的混合溶液。
[0039]优选的，所述精制溶剂中乙醇的质量百分含量为60％～70％。
[0040]更优选的，所述精制溶剂中乙醇的质量百分含量为65％。
[0041]可选的，所述乙醇为体积含量≥95％的乙醇溶液，优选无水乙醇。
[0042]优选的，步骤c中，所述精制溶剂与四丁基溴化铵粗品的质量比为3～5:1。
[0043]更优选的，步骤c中，所述精制溶剂与四丁基溴化铵粗品的质量比为4:1。
[0044]优选的精制溶剂，可增加四丁基溴化铵中杂质在溶剂中的溶解度，从而有利于通过后续的蒸馏将杂质和精制溶剂一并蒸除，减少蒸馏母液中杂质的含量，从而有利于提高后续降温析晶得到的产品的纯度。
[0045]优选的，步本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成四丁基溴化铵的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤a，将溴丁烷、反应溶剂和固体酸催化剂混合均匀，得反应料液；将所述反应料液和三丁胺分别连续通入微通道反应器中，反应，固液分离，得四丁基溴化铵反应液；步骤b，将所述四丁基溴化铵反应液蒸馏，得四丁基溴化铵粗品；步骤c，向所述四丁基溴化铵粗品中加入精制溶剂，升温溶解，蒸馏脱除精制溶剂，降温析晶，固液分离，得四丁基溴化铵产品；其中，所述微通道反应器的反应单元由物料进口到出口依次包括温度为50℃～60℃的第一反应区和70℃～80℃的第二反应区；所述固体酸催化剂为SiO2‑
Al2O3催化剂、SiO2‑
MgO催化剂或SiO2‑
ZnO催化剂中至少一种；所述精制溶剂包括第一溶剂和第二溶剂，其中，第一溶剂为乙醇，第二溶剂为N,N
‑
二甲基甲酰胺、丙酮或石油醚。2.如权利要求1所述的合成四丁基溴化铵的方法，其特征在于，所述三丁胺与溴丁烷的质量比为1:1.5～3.0；和/或所述固体酸催化剂与三丁胺的质量比为0.005～0.01:1；和/或所述溴丁烷与反应溶剂的质量比为1:2～4。3.如权利要求2所述的合成四丁基溴化铵的方法，其特征在于，步骤a中，所述反应料液与三丁胺的进料流量比为2～5:1。4.如权利要求1所述的合成四丁基溴化铵的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭少康，邢孟平，李文革，朱玉梅，陈佳惠，王晶晓，
申请(专利权)人：河北海力香料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：