危化反應(yīng)，連續(xù)流技術(shù)在氯化工藝的新應(yīng)用

氯化反應(yīng)

氯化反應(yīng)是一類重要的有機(jī)合成反應(yīng)，廣泛應(yīng)用于農(nóng)用和藥用化學(xué)品的研發(fā)和生產(chǎn)。由于這類反應(yīng)的危險(xiǎn)系數(shù)高，在傳統(tǒng)的釜式反應(yīng)器中更存在產(chǎn)率，環(huán)保，質(zhì)量等問(wèn)題。

微通道反應(yīng)器具有良好的傳質(zhì)和換熱特性，應(yīng)用于氯化反應(yīng)對(duì)于選擇性和收率有很大的提升，有利于綠色工藝的開(kāi)發(fā)。

本文摘自賈志遠(yuǎn)等人于2021年5月發(fā)表在《燃料與染色》上的一篇綜述文章：微通道技術(shù)在氯化反應(yīng)工藝中的應(yīng)用[1]。向您介紹連續(xù)流技術(shù)在氯化反應(yīng)的特色應(yīng)用，希望對(duì)您有所啟發(fā)。

1.連續(xù)光氯化反應(yīng)

連續(xù)流光化學(xué)反應(yīng)近兩年發(fā)展迅速。在微通道反應(yīng)器中進(jìn)行光氯化反應(yīng)，反應(yīng)混合物可以受到強(qiáng)烈而均勻的光照，不僅會(huì)提高氯氣的利用率，而且可以縮短反應(yīng)時(shí)間，提高產(chǎn)率。

研究者利用微反應(yīng)器開(kāi)展了甲本-2，4-二異青酸酯的選擇性光化學(xué)氯化反應(yīng)[2]。如圖所示，甲本-2，4-二異青酸酯的四氯乙烷溶液由液相管路進(jìn)入微通道反應(yīng)器中，與當(dāng)量摩爾比的氯氣在微反應(yīng)器中混合，光照下生成產(chǎn)品1-氯甲基-2，4二異氰基苯，經(jīng)水解和縮合過(guò)程形成副產(chǎn)物甲苯5-氯-2，4-二異青酸酯。

2. 較慢的氯化反應(yīng)連續(xù)化工藝研究

陳光文等人采用微通道氯化反應(yīng)裝置，設(shè)計(jì)合成了橡膠防焦劑CTP（N-環(huán)己基硫代鄰苯二甲酰亞胺)的工藝[3]，來(lái)解決反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)、釜式反應(yīng)混合不均勻、收率低等問(wèn)題。

原料和溶劑通過(guò)計(jì)量泵輸送到微混合器中形成濃度12%的二環(huán)己基二硫化合物溶液，然后降溫到10℃，降溫后的原料液和當(dāng)量比的氯氣在微通道反應(yīng)。反應(yīng)過(guò)程中氯氣通入二環(huán)己基二硫化物的時(shí)間大幅縮短，收率達(dá)到93%，高出現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)3～4個(gè)百分點(diǎn)。

參考文獻(xiàn)

[1]賈志遠(yuǎn),劉嵩,楊林濤,閆士杰,劉東,鄢冬茂.微通道技術(shù)在氯化反應(yīng)工藝中的應(yīng)用[J].染料與染色,2021,58(02):49-54.

[2]上海泰禾國(guó)際貿(mào)易有限公司. 一種在微通道連續(xù)流反應(yīng)器中進(jìn) 行酚類氯化反應(yīng)的方法: CN107488107 [P]. 2017-12-19. 

[3]中國(guó)科學(xué)院大連化學(xué)物理研究所，山東陽(yáng)谷華泰化工股份有限公司. 一種橡膠防焦劑 CTP 合成的微反應(yīng)系統(tǒng)及方法: CN110681326 [P]. 2020-01-14.

在康寧AFR反應(yīng)器上，也做過(guò)很多的氯化反應(yīng)，絕大部分都得到了比釜式更好的結(jié)果(參考文末推薦閱讀)。

康寧玻璃反應(yīng)器具有良好的透光性，非常適合光氯化反應(yīng)。例如：

l 利用康寧反應(yīng)器在進(jìn)行某個(gè)烷烴的氯化反應(yīng)時(shí)，在光照下，其選擇性是釜式的1.5倍，幾乎能選擇性地進(jìn)行單氯代。

l 在進(jìn)行吡啶化合物的氯代時(shí)，其選擇性高于釜式約10個(gè)百分點(diǎn)。關(guān)鍵是選擇性高了之后，可以不進(jìn)行后處理而直接進(jìn)入下一步反應(yīng)，極大降低了損耗。

康寧反應(yīng)器無(wú)縫放的技術(shù)優(yōu)勢(shì)有利于光氯化反應(yīng)放到到工業(yè)化生產(chǎn)。