全屏背景
全屏背景
导航菜单
自定内容

服务热线:0731-88392512

图片
当前位置
产品分类
PURDUCTS / fun88.com
产品详情
产品名称:fun88.com【康宁AQL案例】硝基邻二甲苯的连续流合成
发布时间:2024-06-04 19:37:44 来源:fun88客户端 作者:Fun88网页版登录注册
  1,2-二甲基-4-硝基苯(图1.2)广泛用于生产核黄素(图1.4),除草剂二甲戊乐灵(图1.5)和心血管药物托伐普坦(图1.6)等药物。  硝基邻二甲苯主要

  1,2-二甲基-4-硝基苯(图1.2)广泛用于生产核黄素(图1.4),除草剂二甲戊乐灵(图1.5)和心血管药物托伐普坦(图1.6)等药物。

  硝基邻二甲苯主要由邻二甲苯硝化合成。硝化反应作为十八类危化反应之一,急需新的研究和生产方式的更替。连续流微反应器的高效传质和换热的性能,以及在线反应体积小的特点,越来越得到行业的认可,已经成为实现工业化硝化反应的有力工具。

  由于邻二甲苯含有两个供电子基团,极易发生脱硝副反应,使其单硝化产物收率难以提高到90%以上。单硝基邻二甲苯是大宗化工原料,全球年需求量超过10万吨。将产量提高几个百分点可以显着降低生产成本,因而,二甲苯硝化的连续流工艺有着重要的意义。

  近期康宁同西华大学共同成立“西华大学-康宁反应器技术应用认证实验室(AQL)”。西华大学引入多台康宁微通道设备,逐渐建成了西南片区最全的连续流微反应平台。

  在本文中,康宁AQL王周玉教授和宋巧老师团队通过使用康宁G1-Glass反应器,展示了一种具有高产率和高生产量的邻二甲苯硝化工艺,同时还详细研究了该过程的主要杂质。此外,该方法还应用于对二甲苯、甲苯和氯苯的硝化反应。

  作者通过初步实验研究了温度、H2SO4与HNO3比值、H2SO4浓度和流速等对反应影响较大的参数。

  如图2所示,将H2SO4稀释至一定浓度并与HNO3混合,制得混酸。然后将混酸和邻二甲苯泵入连续反应器(康宁AFR G1-Glass反应器,带有五个标准反应模块)。将反应溶液收集在容器中。分离有机相,先后用水和盐水洗涤,然后用气相色谱法分析样品。

  在不同出口采集样品,表1显示,延长停留时间在一定程度上提高了转化率。然而,反应几乎是平衡的,因为出口III的转化率与出口IV的转化率非常接近(表1)。

  为了打破平衡并实现高产品产率,作者增加了一组反应器9(共有10个反应模块)。在第六个模块处将另一股具有不同浓度 H2SO4 和 HNO3的混酸泵入系统(图5)。

  向连续流系统添加混酸明显促进了反应(表2),当泵B的初始混酸和泵C的补充混酸为70%H2SO4和HNO3/O-xylene = 1.2时,产品收率达到94.1%,目标产物的产能为800 g/h(table2,entry3)。

  作者还进行了混酸初始双倍流速的比较实验。结果如表2所示,混酸双流速直接泵入会 产生更多的硝化产物,导致收率和产物选择性显著降低 (table 2,entry 4)。

  作者还详细研究了该过程的杂质。先分离主要杂质,通过1H NMR和X射线晶体结构测定鉴定其结构。结果表明,它们都是邻二甲苯的二硝基产物(图6,7-10)。

  与这种连续过程不同,间歇反应过程中另一种酚类杂质11达到2%(图6, 11),严重影响了产品质量。酚类杂质11可能是由杂质7被HNO3氧化产生的。为了去除它,后处理需要大量的NaOH水溶液,这会产生大量的废液。

  而在连续流工艺过程中,杂质11减少到约0.1%,这使得省略碱性溶液洗涤步骤并减少了废水排放。杂质11的急剧减少与反应液在G1反应器中反应时间短有关。

  甲苯转化为硝基甲苯,收率为96.0%,主要产品为邻硝基和对硝基产品。与邻二甲苯类似(表3,条目1),甲苯在这些条件下table现出较差的区域选择性(表3,条目3)。

  然而,氯苯硝化的情况发生了很大变化。氯苯不仅获得了97.2%的单硝化收率,而且还获得了99%的对选择性(表3,条目4)。

  该连续流反应体系适用于多种不同底物,对二甲苯、甲苯和氯苯的硝化反应,该工艺具有重要的工业应用潜力。


fun88.com
上一篇:微反应器优势有哪些?一文梳理! 下一篇:科研 北工大:在降温和非严格厌氧条件下厌氧氨氧化菌
图片
全屏背景
图片
自定内容

版权所有:fun88.com_客户端网页版登录注册(欧洲杯)有限公司    电话0731-88392512    传真:0731-88392515