微化工技术——微反应器中研究二氟苄溴案例
4'-环戊基-3,5-二氟联苯合成二氟苄溴
分类关键词:实际应用、微反应、取代反应、4'-环戊基-3,5-二氟联苯、二氟苄溴
背景介绍
液晶化合物以其独特的物理、化学、光学性质被广泛应用在轻薄显示技术中,液晶面板在平板显示中所占市场份额超过70%,而二氟卞溴是一种重要的液晶化合物中间体,连续化生产二氟卞溴具有重要的市场价值。目前,二氟卞溴一般采用两步法合成,首先在-70℃下向4'-环戍基-3,5-二氟联苯的四氢呋喃溶液中滴加正丁基锂,搅拌1 h之后得到乳白色粘稠溶液,然后在相同温度下滴加二氟二溴甲烷(或者二氟氯溴甲烷)溶液,搅拌 l h后溶液呈无色至明黄色,反应完毕。
图1.制备二氟苄溴的反应方程式
传统工艺分析
反应特性 |
传统工艺存在的主要问题 |
u 放热反应; u 液-液两相反应。 |
l 非连续反应,生产效率低; l 使用搅拌,传质效率较低; l 反应的收率低。 |
微反应技术
利用微反应器连续式制备二氟苄溴的方法步骤如下:往第一微反应器的上腔室连续注入4'-环戊基-3,5-二氟联苯溶液,往第一微反应器的下腔室连续注入正丁基锂溶液,使4'-环戊基-3,5-二氟联苯溶液通过第一微反应器的微孔膜垂直进入正丁基锂溶液中,在-80~0℃下进行反应1 ~ 5 min,得到第一反应物料;往第二微反应器的上腔室连续注入第一反应物料,往第二微反应器的下腔室连续注入卤代烷溶液,使卤代烷溶液通过第二微反应器的微孔膜垂直进入第一反应物料中,在-80~0℃下进行反应1~5 min,得到第二反应物料。将第二反应物料与水混合进行水解,将得到的水解产物进行固液分离,去除所得液体物料中的溶剂,得到二氟苄溴。
图2.利用微反应器连续式制备二氟苄溴的流程图
技术优势
序号 |
第一微反应器 |
第二微反应器 |
收率/% |
||||||
4'-环戊基-3,5-二氟联苯溶液流速/mL/min |
正丁基锂溶液流速/mL/min |
温度/℃ |
停留时间/min |
第一反应物料流速/mL/min |
卤代烷溶液流速/mL/min |
温度/℃ |
停留时间/min |
||
1 |
8 |
8 |
-70 |
5 |
16 |
4 |
-70 |
5 |
85 |
2 |
7 |
7 |
-70 |
5 |
14 |
3.5 |
-70 |
5 |
82 |
3 |
6 |
6 |
-70 |
5 |
14 |
3 |
-70 |
5 |
83 |
间歇 |
- |
- |
-70 |
60 |
- |
- |
-70 |
60 |
71 |
本发明利用微反应器连续式制备二氟苄溴,微反应器的传质效率非常高,且为连续式反应,能够有效缩短工序耗时,提高生产效率。同时,本发明采用微反应器进行反应,反应物能够充分接触,有利于提高反应转化率,进而提高产物收率。实验结果表明,利用微反应器连续式制备二氟苄溴,二氟苄溴的收率可达85%,工序耗时可缩短至62.5 min。
结论
使用间歇反应器制备二氟苄溴收率只有70%,但是使用微反应器收率可以提高到85%,工艺耗时也缩短了62.5 min,大大提高了生产效率,有助于其经济效益的提高,有助于其工业化生产。使用微反应器连续制备二氟苄溴是非常有效的方法。
参考文献:CN 108383682 A
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