<cite id="5s4io"></cite>

    1. <rt id="5s4io"><nav id="5s4io"><button id="5s4io"></button></nav></rt><tt id="5s4io"><span id="5s4io"><var id="5s4io"></var></span></tt><source id="5s4io"><nav id="5s4io"><acronym id="5s4io"></acronym></nav></source>
      <rt id="5s4io"></rt>

    2. <rt id="5s4io"><table id="5s4io"></table></rt>
    3. <source id="5s4io"></source>
    4. <cite id="5s4io"></cite>
      <strong id="5s4io"><li id="5s4io"></li></strong>
      技術文章首頁 > 技術文章 > 二硝化新案例:3,5-二硝基苯甲酸的連續合成!
      二硝化新案例:3,5-二硝基苯甲酸的連續合成!
      點擊次數:379 發布時間:2022-01-13

      二硝化新案例:3,5-二硝基苯甲酸的連續合成!

       
      圖片

      康寧用“心”做反應

      讓閱讀成為習慣,讓靈魂擁有溫度

      圖片
      圖片

      3,5-二硝基苯甲酸是重要的有機合成中間體,其主要用于生產診斷用藥泛影酸, 泛影酸為X線診斷用陽性造影劑,主要用于泌尿系統造影;同時也可用作樹脂衍生化和氨芐青霉素測定等用途的分析試劑,是替米沙坦等藥物的主要中間體,屬于新興的高附加值精細化工產品。

      圖片

       

      傳統工藝:

      3,5-二硝基苯甲酸合成工藝主要有兩種:

      1. 采用濃硝酸作為硝化劑直接硝化苯甲酸生成3,5-二硝基苯甲酸

      2. 間硝基苯甲酸經一步硝化生成3,5-二硝基苯甲酸

       

      目前工業上兩種工藝均采用間歇釜式反應,

      • 存在反應時間長、物料易積蓄、過程控制不穩定及反應釜持液量大等問題;

      • 苯甲酸硝化合成3,5-二硝基苯甲酸是強放熱反應,反應熱約為278.96 kJ/mol,反應溫度不易控制,易產生“飛溫”現象;

      • 溫度是影響硝化反應的重要因素,該反應需要具有穩定且快速的傳熱效果的反應器來控制反應溫度;

       

      微通道連續流工藝:

      與傳統釜式反應器相比,微通道反應器:

      • 面積/體積比提高了上千倍,反應傳熱快速且穩定,避免局部溫度過高造成的反應失控,提高反應的安全性;

      • 微通道反應器通過對物料充分混合及對時間精確把控,可提升整個反應體系的傳質,相比傳統間歇反應器收率和選擇性都有所提高;

      • 反應時間短,控制精準,生成的產物能夠及時移出反應器進行冷卻處理,從而最大限度地避免副產物的產生。

       

      本文將向讀者介紹今年10月《天然氣化工—C1 化學與化工》上的一篇文章,“微通道反應器中3,5-二硝基苯甲酸的連續合成工藝”該新工藝成果已申請技術保護,公開號:CN112679358A。

       

      圖片


      研究者以苯甲酸和發煙硫酸為底物,應用了連續流微通道反應器系統,以探究不同工藝條件對苯甲酸硝化制備3,5-二硝基苯甲酸反應的影響,并獲得3,5-二硝基苯甲酸連續合成的較優工藝條件,反應流程如下圖所示。


      圖片

       

      研究介紹

       

      一、反應機理


      濃硝酸硝化苯甲酸合成3,5-二硝基苯甲酸反應機理如圖2所示。

       

      圖片

      圖2.苯甲酸硝化反應機理

       

      苯甲酸和混酸溶液在發生一硝化反應時,可以在苯環的鄰、間、對位上進行親電取代反應,一硝產物以間硝基苯甲酸為主;該反應在室溫下即可快速進行,但在引入一個硝基后,由于NO2+也是吸電子基團,會使苯環上電子云密度進一步下降, 使得二硝化速度大大降低,需要更為強化的反應條件。

       

      本文采用的發煙硫酸中的三氧化硫比硫酸的脫水能力更強,使濃硝酸在發煙硫酸中盡可能完全轉化為NO2+,加快反應進程,提高反應速率。

       

      、實驗步驟

       

      圖片

      圖3.連續流反應裝置流程

       

      1. 連續流反應裝置如圖3所示。

        將苯甲酸溶于發煙硫酸中,記為原料A;

      2. 將發煙硫酸加入濃硝酸中組成混合溶液,記為原料B;

      3. 此裝置主要分為預熱區和反應區, 溫度通過恒溫循環換熱器裝置設定和調節;

      4. 待溫度達到設定值,將原料A與原料B通過泵3和泵4同時流入反應模塊,依次經過預熱區、反應區,產物由出口處連續流出,然后利用冰水淬滅,冷卻、結晶、過濾得到產物;

      5. 產物進行HPLC分析。

       

      三、反應條件研究

       

      研究者對3,5-二硝基苯甲酸的微通道連續合成工藝多個影響因素進行了考察,探究發煙硫酸用量、反應物料配比、反應溫度、停留時間對合成3,5-二硝基苯甲酸收率和選擇性的影響。

       

      圖片

      圖4. 發煙硫酸用量對反應的影響

      圖片

      圖6. 溫度對反應的影響

      圖片

      圖5. 反應物料比對反應的影響

      圖片

      圖7. 停留時間對反應的影響

      圖片

      圖8. 體系各組分含量隨時間變化關系

       

      最終研究者獲得了該合成工藝的最佳條件:取用 n(苯甲酸):n(發煙硫酸) :n(濃硝酸) = 1 : 7: 2.8,反應停留時間4min,反應體系溫度為75℃,此時3,5-二硝基苯甲酸收率為91.0%,選擇性達97.2%。

      結果討論與小結:

       

      • 本文以苯甲酸為原料,濃硝酸為硝化劑,發煙硫酸為催化溶劑,應用微通道反應器探究了苯甲酸硝化合成3,5-二硝基苯甲酸反應的工藝條件;

      • 與傳統間歇方法相比,該工藝具有反應時間短、效率高、混合效果佳等優點,提升了苯甲酸硝化過程的本質安全性;

      • 對于單因素實驗,均選最優結果,得到的最終工藝條件非常接近理論上的較優工藝條件。

      • 在n(苯甲酸):n(濃硝酸):n(發煙硫酸)= 1:2.8:7,溫度75 ℃,停留時間4 min的較優工藝條件下,3,5-二硝基苯甲酸收率為91.0%,選擇性達97.2%。

         

       

      參考文獻:《天然氣化工—C1 化學與化工》:第46 卷第2 期

       

       

       

      聯系我們
      電話
      400-812-1766
      手機
      400-812-1766
      588棋牌
      掃一掃訪問手機站掃一掃訪問手機站
      訪問手機站