[发明专利]连续制备叔烷基乙酸的方法和装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种连续制备叔烷基乙酸的方法及装置。

背景技术

叔烷基乙酸是一种重要的有机合成反应的中间体。因为叔烷基乙酸的分子具有大位阻基团，所以它具有很好的反应活性，同时，它还具有很好的热稳定性等其他重要的化学性质，可广泛应用于医药、农药、石油化工等领域。

目前，工业上有两条工艺路线制备叔烷基乙酸。一条工艺路线是如CN1205325中所披露的方法，先将2-氧代羧酸与水合肼混合反应，然后再与碱混合加热，生成叔丁基乙酸。该路线合成过程复杂，而且反应物水合肼具有高毒性与强腐蚀性，因此对设备的安全性要求较高。

另一条工艺路线是叔丁基醇或叔丁基氯代物与二氯乙烯在浓硫酸催化下，反应生成叔丁基乙酸。该路线的一种方法是如JP57206636中所披露的方法，即将叔丁基醇或叔丁基氯代物与1，1-二氯乙烯在浓硫酸和氟化硼催化下，反应生成叔丁基乙酸。该种方法所使用的氟化硼同样具有很高的毒性与腐蚀性，提高了操作难度与对设备强度的要求，同时也增加了环境保护的负担。该路线的另一种方法是如CN1778789中所披露的方法，即先将浓硫酸预冷，然后与叔丁醇和1，1-二氯乙烯组成的混合液混合反应，然后对反应所得的反应液进行水解、精馏得到叔丁基乙酸。该种方法虽然避免了使用氟化硼作为催化剂，但由于此类反应放热剧烈的特点，该方法所采用的缓慢滴加反应物的方法不仅效率低，而且不易控制副反应的产生。

上述方法都属于批次反应方法，它们普遍存在反应条件控制困难，副反应多，不适宜大规模工业化生产的缺点。

工业上迫切需要一种既高效高产，又安全可靠的叔烷基乙酸合成方法。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种高效易控的连续化制备叔烷基乙酸的方法。

根据本发明的一个实施例，所提供的方法包括步骤：

将包括叔烷基醇或叔烷基卤代物、二卤乙烯与浓硫酸的反应成分在一个微混合器中混合为一个混合物，混合温度为-40℃～5℃；和

使所述混合物反应，以制得所述叔烷基乙酸，反应温度为-10℃～10℃。

所述混合物的混合温度优选-16℃～-5℃，尤其优选-7～-9℃。所述微混合器选自下面的一种或多种：T型、Y型、梳式、层叠式、盘片式、环锥式和交叉指型式微混合器，优选层叠式或交叉指型式微混合器。

所述方法还包括步骤：预冷所述反应成分。

所述反应温度优选-5℃～0℃，尤其优选-1～-3℃。所述反应器优选为微反应器，所述微反应器选自下面的一种或多种：毛细管式、层叠式、曲径式、夹心式和CryoReactor型式微反应器，尤其优选夹心式或层叠式微反应器。

所述叔烷基醇或叔烷基卤代物、二卤乙烯与浓硫酸的摩尔比为1∶1～1.5∶15～35，优选摩尔比为1∶1.1～1.3∶20～32。

所述方法中的将包括叔烷基醇或叔烷基卤代物、二卤乙烯与浓硫酸的反应成分在一个微混合器中混合为一个混合物的步骤进一步包括步骤：预混合所述叔烷基醇或所述叔烷基卤代物和所述二卤乙烯为第一预混合物。

所述方法中的将包括叔烷基醇或叔烷基卤代物、二卤乙烯与浓硫酸的反应成分在一个微混合器中混合为一个混合物的步骤进一步包括步骤：

将所述第一预混合物按摩尔比1∶0.5～2分为第一股和第二股；

将所述第一股与所述浓硫酸在一个预微混合器中混合为第二预混合物，所述第二预混合物的混合温度为-40℃～5℃；和

使所述第二预混合物与第二股在所述微混合器中混合为所述混合物。

所述第二预混合物的混合温度为-40℃～5℃，优选-16℃～-5℃，尤其优选-7～-9℃。

所述叔烷基醇或叔烷基卤代物选自下面的一种或多种：叔丁醇、叔丁基氯、异丁醇、异丁基氯、叔戊醇和它们的任意组合。

所述二卤乙烯选自下面的一种或多种：1，1-二氯乙烯、1，1-二氟乙烯、1，1-二溴乙烯、1，1-二碘乙烯和它们的任意组合。

本发明的另一个目的是提供一种高效易控的连续化制备叔烷基乙酸的装置。

根据本发明的另一个实施例，所提供的装置，包括：

一个微混合器，用于混合包括叔烷基醇或叔烷基卤代物、二卤乙烯与浓硫酸的反应成分，以得到一个混合物；

一个混合温度控制装置，用于控制所述反应成分的混合温度；

一个反应器，用于使所述混合物反应；和

一个反应温度控制装置，用于控制所述混合物的反应温度。