一種微反應(yīng)器中試放大生產(chǎn)香豆素中間體的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于化學(xué)合成領(lǐng)域，具體涉及一種微反應(yīng)器中試放大生產(chǎn)香豆素中間體的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]香豆素(coumarin，C9H6O2)又名1，2_苯并吡喃酮，是存在于自然界中的一種內(nèi)酯類化合物廣泛分布于高等植物中尤其是蕓香科和傘型科，在豆科蘭科木樨科和菊科植物中也廣泛存在、少數(shù)發(fā)現(xiàn)于動(dòng)物和微生物中。香豆素的生理活性多種多樣，對(duì)植物有雙重生理活性，低濃度時(shí)是一種植物激素，高濃度時(shí)卻能抑制植物生長(zhǎng)；對(duì)人體更具有抗艾滋病，抗腫瘤，抗氧化，抗微生物，降壓，抗輻射等多方面的生理活性。此外，香豆素還常用于紫羅蘭、素心蘭、葵花、蘭花等香型日用化妝品及香皂、香精中，以及用作電鍍光澤劑、食品添加劑，香豆素的經(jīng)典合成方法是用水楊醛、乙酸酐和乙酸鈉作原料，通過Perkin反應(yīng)來合成。其分子量較小合成相對(duì)簡(jiǎn)單、生物利用度高，香豆素類化合物是重要的有機(jī)雜環(huán)化合物由于具有顯著的消炎抗凝結(jié)抗腫瘤及抗HIV等多方面生物活性2?3以及良好的光學(xué)特性等優(yōu)點(diǎn)被廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域極具特色的優(yōu)良特性受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注其應(yīng)用研宄已成為熱點(diǎn)。
[0003]目前，國(guó)內(nèi)外合成香豆素及其衍生物的方法很多；Perkin反應(yīng)是1868年由William Perkin首次人工合成，它是指由不含有α-H的芳香醛，在強(qiáng)堿弱酸鹽的催化下，與含有α-H的酸酐所發(fā)生的縮合反應(yīng)，并生成α，不飽和羧酸鹽，后者經(jīng)酸性水解即可得到α，β-不飽和羧酸。以水楊醛和乙酸酐為原料，在醋酸鉀為催化劑的條件下加熱5-8小時(shí)則可以一步得到香豆素的Perkin法是一條古老的合成路線。1997年，李曉湘等研宄發(fā)現(xiàn)，用KF作催化劑時(shí)，加入適量的相轉(zhuǎn)移催化劑PEG后，使副產(chǎn)物的量大大減少，從而提高了整個(gè)反應(yīng)的收率。2002年，蔡哲斌指出，Perkin法合成香豆素的過程中，兩步法添加乙酸酐與一步法添加乙酸酐相比較，前者可使反應(yīng)體系維持適宜的乙酸酐濃度，抑制副反應(yīng)產(chǎn)物水楊醛三乙酸酯的產(chǎn)生，從而提高香豆素的收率。此方法被廣泛使用，但由于取代基水楊醛的制備較為復(fù)雜，因此在一定程度上限制了含取代基香豆素的合成。Knoevenagel法:1894年，Knoevenagel對(duì)Perkin反應(yīng)進(jìn)行改進(jìn)，它以具有活潑α-H原子的化合物(如丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯等)和醛或酮為原料在弱堿(胺、吡啶等)催化下，發(fā)生失水縮合生成不飽和羰基化合物及其類似物。2004年，Song使用哌啶或吡啶作堿，水楊醛為原料與丙二酸二乙酯、乙酰乙酸乙酯或者氰基丙酸乙酯在常溫下乙醇回流反應(yīng)生成苯并-α -吡喃酮類衍生物。由于Knoevenagel反應(yīng)使用弱堿，避免了醛酮自身縮合，使其反應(yīng)的適用范圍有所增大。2011年，Pedro Verdia使用離子液體1，3-dimethylimidazolium甲基硫酸鹽，[MMIm，[MSO4]，加上少量水作為溶劑和催化劑發(fā)生諾文葛耳縮合反應(yīng)，此方法收益率較尚在92%?99%。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種微反應(yīng)器中試放大生產(chǎn)香豆素中間體的方法，以解決現(xiàn)有技術(shù)中副反應(yīng)較多，產(chǎn)率偏低的問題。
[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0006]一種微反應(yīng)器中試放大生產(chǎn)香豆素中間體的方法，它包括如下步驟:
[0007](I)將醋酸酐與醋酸混合后加入醋酸鉀固體溶解，得到均相溶液；
[0008](2)將步驟(I)得到的均相溶液與水楊醛同時(shí)用泵通入微反應(yīng)裝置中，反應(yīng)完成后收集流出液體，即為香豆素中間體。
[0009]步驟(I)中，均相溶液中醋酸鉀的濃度為0.05?0.lg/ml，醋酸酐的濃度為0.9?
2.0g/ml，醋酸的濃度為0.1?0.3g/mlo
[0010]其中，醋酸酐、醋酸鉀、醋酸和水楊醛的摩爾比為I?1.6:0.05?0.1:0.2?0.4:1，優(yōu)選摩爾比為1.2:0.05:0.2:lo
[0011]步驟(I)中所得均相溶液與水楊醛在微反應(yīng)裝置中的流速均為5?20L/min。
[0012]步驟(2)中，反應(yīng)溫度為140?180°C，反應(yīng)停留時(shí)間為5?30min。
[0013]步驟(2)中，微反應(yīng)裝置由通過連接管順序連接的料液進(jìn)口、T型混合閥門、微通道反應(yīng)器和料液出口組成；其中，微通道反應(yīng)器由螺旋槳攪拌葉、物料通道和加熱油管道組成，物料通道外側(cè)包裹加熱油管道，物料通道內(nèi)部設(shè)置2組以上螺旋槳攪拌葉，每組螺旋槳攪拌葉含有3片葉片，每組攪拌槳間隔20?100mm，攪拌槳葉片的直徑I?2mm，傾斜角度25?30度，葉片無特殊要求，液料順著管道方向流動(dòng)經(jīng)過螺旋槳后，由于葉槳的安裝方向不一致，排列順序?yàn)槠鏀?shù)時(shí)，葉槳與管道截面成正角度，而排列順序?yàn)榕紨?shù)時(shí)，葉槳與管道截面成負(fù)角度，液料對(duì)槳面進(jìn)行沖刷，形成正反方向的旋轉(zhuǎn)。葉槳、軸、管道采用鈦材，哈慈合金等材質(zhì)。
[0014]其中，所述的連接管的直徑為I?2cm。
[0015]其中，料液進(jìn)口與微通道反應(yīng)器之間連接管的長(zhǎng)度為2m，T型閥門與微通道反應(yīng)器之間的連接管長(zhǎng)度為3m，微通道反應(yīng)器與料液出口之間連接管的長(zhǎng)度為3m。
[0016]其中，微通道反應(yīng)器的容積為200?500L。
[0017]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明方法工藝簡(jiǎn)單，可連續(xù)生產(chǎn)，具有較高的操作安全性以及較高的選擇性，反應(yīng)體積小、時(shí)間短，催化劑可重復(fù)利用，對(duì)設(shè)備腐蝕較??；同時(shí)，利用微通道反應(yīng)器的高效熱傳質(zhì)能力以及易于直接放大的特征，轉(zhuǎn)化化率高為99%以上，產(chǎn)品質(zhì)量好、能耗低，是一種綠色環(huán)保高效的合成香豆素中間體的方法。
【附圖說明】
[0018]圖1a為本發(fā)明微通道反應(yīng)器結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖1b為本發(fā)明微通道反應(yīng)器箭頭方向的切面圖。其中1-1是微反應(yīng)器管道，1-2是轉(zhuǎn)動(dòng)軸，1-3是攪拌槳。
[0020]圖2為本發(fā)明的反應(yīng)式。
[0021]圖3為反應(yīng)整體裝置圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]根據(jù)下述實(shí)施例，可以更好地理解本發(fā)明。然而，本領(lǐng)域的技術(shù)人員容易理解，實(shí)施例所描述的內(nèi)容僅用于說明本發(fā)明，而不應(yīng)當(dāng)也不會(huì)限制權(quán)利要求書中所詳細(xì)描述的本發(fā)明。
[0023]以下微反應(yīng)裝置由通過連接管順序連接的料液進(jìn)口、T型混合閥門、微通道反應(yīng)器和料液出口，具體組裝見圖1，其中兩個(gè)反應(yīng)原料儲(chǔ)罐通過連接管連接各自的料液進(jìn)口再分別與T型混合閥門連接，該連接管上分別設(shè)有泵，T型混合閥門通過連接管與微通道反應(yīng)器連接，微通道反應(yīng)器通過連接管與料液出口連接，管道內(nèi)部由含有螺旋攪拌槳的物料通道以及外部