【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的微通道反应装置，还涉及基于上述微通道反应装置连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法。
技术介绍
1、c4位硝基取代吡啶类化合物是药物分子的核心结构或关键活性功能团，在抗癌药物和抗生素的骨架结构中广泛存在，有着极其重要的医药应用前景。因此，高效、可控的合成方法有望加速新药研发、提高药物制备效率。同时，c4位硝基取代吡啶类化合物在有机化学领域也发挥着关键作用，其构建的配体或催化剂被广泛应用于催化反应和复杂有机分子的合成中。因此，对其制备工艺的改进对于医药和有机化学领域的发展都具有重要影响。
2、传统的c4位硝基取代吡啶类化合物合成方法需要经过多步反应，产率低、操作复杂且产物分离纯化困难。此外，这些方法常常产生大量废弃物，反应条件不易控制，有较大安全隐患，属于高危反应工艺之一，并且产业化落地受制因素较多。随着环保意识的增强，绿色合成已成为有机合成领域的重要发展方向。
技术实现思路
1、专利技术目的：本专利技术旨在提供一种微通道反应装置，用于连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物。此外，本专利技术还旨在提供一种基于上述微通道反应装置连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，该方法反应条件易控制，能够有效缩短目标产物的合成步骤，提高整个合成路线的反应效率。
2、技术方案：本专利技术所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的微通道反应装置，包括并联设
3、基于上述微通道反应装置连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，包括如下步骤：
4、(1)将3,5-二甲基吡啶溶于有机溶剂中，得到第一混合液；将间氯过氧苯甲酸(m-cpba，含量85wt％)溶于有机溶剂中，得到第二混合液；将第一混合液、第二混合液同时泵入微通道反应装置的第一微反应器中进行氧化反应，反应结束后得到第一反应液；
5、(2)将发烟硝酸(90wt％)与浓硫酸(98wt％)在低温(-10～-5℃)下混合得到第三混合液，将第三混合液与步骤(1)的第一反应液同时泵入微通道反应装置的第二微反应器中进行硝化反应得到第二反应液；
6、(3)对第二反应液进行后处理得到3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物。
7、其中，步骤(1)中，所述有机溶剂为乙腈或二氯甲烷，所述有机溶剂优选为二氯甲烷。
8、其中，步骤(1)中，氧化反应过程中，3,5-二甲基吡啶与间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1：1.2～1.6，优选为1：1.5。
9、其中，步骤(1)中，所述第一混合液泵入第一微反应器中的流速为0.022～0.042ml/min，优选为0.032ml/min；所述第二混合液泵入第一微反应器中的流速为0.078～0.158ml/min，优选为0.118ml/min。
10、其中，步骤(1)中，所述第一微反应器中的管道为石英盘管，石英盘管的管径为0.5～1.5mm，优选为1mm；保留体积为1～5ml，优选为3ml；氧化反应的温度为15～40℃，优选为35℃。
11、其中，步骤(2)中，第三混合液中，硝酸与硫酸的体积比为1：5～15，优选为1：10。
12、其中，步骤(2)中，所述第三混合液泵入第二微反应器中的流速为0.0253～0.0433ml/min，优选为0.0343ml/min；所述第一反应液泵入第二微反应器中的流速为0.150ml/min；
13、其中，步骤(2)中，所述第二微反应器中的管道为石英盘管，石英盘管的管径为0.5～1.5mm，优选为1mm；保留体积为5～15ml，优选为10ml；硝化反应的温度为90～130℃，优选为120℃。
14、其中，步骤(3)中，对第二反应液进行后处理，具体为：反应结束后，反应液降至室温，滴加至冰水中，搅拌下通入氨气调节反应液ph至8～9，过滤，收集滤饼，减压干燥，得3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物。
15、有益效果：相比于现有技术，本专利技术存在如下显著的优点：本专利技术基于微通道反应装置两步法合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物，通过将氧化和硝化两个关键步骤在连续流动反应中进行，能够实现反应物质的快速混合和高效反应(反应过程中分子间扩散距离短，微通道比表面积大，尺寸的微型化能够强化反应物之间的传质和传热)，从而一方面能够实现对合成过程和反应条件的精确控制，实现废物产生少、安全性高的优点，另一方面能够有效缩短合成步骤，在保持产物产率相当的前提下大幅提高整个合成路线的反应效率。
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1.一种连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的微通道反应装置，其特征在于：包括并联设置的第一进料管道、第二进料管道以及分别设置在第一进料管道、第二进料管道上的第一进料泵和第二进料泵；还包括第一微反应器、第二微反应器和加热装置；第一进料管道、第二进料管道与第一微反应器的进料管道呈Y型排布；还包括第三进料管道以及设置在第三进料管道上的第三进料泵，第三进料管道、第一微反应器的出料管道与第二微反应器的进料管道呈Y型排布；加热装置套设在第一微反应器和第二微反应器外侧；微通道反应装置中所有管道的内径为0.5～1.5mm。
2.基于权利要求1所述的微通道反应装置连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机溶剂为乙腈或二氯甲烷。
4.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，氧化反应过程中，3,5-二甲基吡啶与间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1：
5.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一混合液泵入第一微反应器中的流速为0.022～0.042mL/min；所述第二混合液泵入第一微反应器中的流速为0.078～0.158mL/min。
6.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一微反应器中的管道为石英盘管，石英盘管的管径为0.5～1.5mm；保留体积为1～5mL；氧化反应的温度为15～40℃。
7.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(2)中，第三混合液中，硝酸与硫酸的混合体积比为1：5～15，两者混合温度为-10～-5℃。
8.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述第三混合液泵入第二微反应器中的流速为0.0253～0.0433mL/min；所述第一反应液泵入第二微反应器中的流速为0.150mL/min。
9.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(2)中，所述第二微反应器中的管道为石英盘管，石英盘管的管径为0.5～1.5mm；保留体积为5～15mL；硝化反应的温度为90～130℃。
10.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物的方法，其特征在于：步骤(3)中，对第二反应液进行后处理，具体为：反应结束后，反应液降至室温，滴加至冰水中，搅拌下通入氨气调节反应液pH至2～4，过滤，收集滤饼，减压干燥，得3,5-二甲基-4-硝基吡啶-N-氧化物。
...【技术特征摘要】
1.一种连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的微通道反应装置，其特征在于：包括并联设置的第一进料管道、第二进料管道以及分别设置在第一进料管道、第二进料管道上的第一进料泵和第二进料泵；还包括第一微反应器、第二微反应器和加热装置；第一进料管道、第二进料管道与第一微反应器的进料管道呈y型排布；还包括第三进料管道以及设置在第三进料管道上的第三进料泵，第三进料管道、第一微反应器的出料管道与第二微反应器的进料管道呈y型排布；加热装置套设在第一微反应器和第二微反应器外侧；微通道反应装置中所有管道的内径为0.5～1.5mm。
2.基于权利要求1所述的微通道反应装置连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，其特征在于，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述有机溶剂为乙腈或二氯甲烷。
4.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，氧化反应过程中，3,5-二甲基吡啶与间氯过氧苯甲酸的摩尔比为1：1.2～1.6。
5.根据权利要求2所述的连续合成3,5-二甲基-4-硝基吡啶-n-氧化物的方法，其特征在于：步骤(1)中，所述第一混合液泵入第一微反应器中的流速为0.022～0.042ml/min；所述第二混合液泵入第一微反应器中的流速为0.078～0.158ml...
【专利技术属性】
技术研发人员：李维思，诸海滨，薛谊，史凌云，
申请(专利权)人：南京红太阳医药研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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