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

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。

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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。

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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

2021-08-05 21:17

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