[发明专利]一种声共振强化HBIW连续氢解脱苄合成TADB的方法

说明书

本发明公开了一种声共振强化HBIW连续氢解脱苄合成TADB的方法，包括以下步骤：步骤一：在氢气氛围下，将HBIW、钯基催化剂、乙酸酐、PhBr和DMF混合配成物料I；步骤二：连续流反应器固定在声共振反应平台上，用氢气吹扫连续流反应器管路，通过调节频率确定声共振反应平台的共振频率，通过调节相位差调节声共振反应平台的加速度a；步骤三：将物料I和氢气通入连续流反应器进行氢解脱苄反应；第一阶段反应的温度为15～30℃、停留时间为5～40min；第二阶段反应的温度为35～55℃、停留时间为10～60min；氢气压力为0.01～0.6MPa。本发明采用声共振强化反应过程，强化了“气‑液‑固”的多相混合，缩短了反应时间，实现了连续化合成，为规模化生产奠定了基础。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种声共振强化HBIW连续氢解脱苄合成TADB的方法。

背景技术

四乙酰基二苄基六氮杂异伍兹烷(TADB)是合成三代含能材料六硝基六氮杂异伍兹烷(CL-20)的关键中间体。通常由Pd(OH)₂/C催化下，六苄基六氮杂异伍兹烷(HBIW)与氢气经氢解脱苄合成TADB。TADB的合成反应仍以贵金属钯为主要活性组分且用量偏高，造成合成成本居高不下。而且该反应为“气-液-固”的三相反应体系，传质效率低、反应时间长，反应过程中有固体生成、易堵塞管道，使得该反应一直难以连续化合成。

专利CN111644194A、专利CN113210000A和专利CN112844439A分别介绍了以mpg-C₃N₄、氮化碳(g-C₃N₄NS)和氮掺杂二氧化钛为载体的钯催化剂的制备，专利CN106946894A介绍了钯基双金属催化剂。专利CN111085134A和专利CN11495252A，报道了含能材料的声共振混合装置，设备的应用范围仍处在物料混合。专利CN113441100A报道了一种声共振强化反应的装置及方法，首次将声共振强化装置应用于反应。因此，一方面，开发新的催化剂载体，提高钯的分散度，降低反应中钯的用量。另一方面强化混合和传质，实现“气-液-固”多相反应，缩短反应时间，实现其连续流合成工艺。

发明内容

本发明的目的在于提供一种声共振强化HBIW连续氢解脱苄合成TADB的方法，本发明利用声共振设备强化了“气-液-固”三相反应得传质，缩短了反应时间，实现连续合成。

为了实现上述发明目的，本发明的技术方案为：

一种声共振强化HBIW连续氢解脱苄合成TADB的方法，包括以下步骤：

步骤一：在氢气氛围下，HBIW、钯基催化剂、乙酸酐、PhBr和DMF混合配成物料I；

步骤二：连续流反应器固定在声共振反应平台上，氢气吹扫连续流反应器管路；

步骤三：物料I和氢气通入连续流反应器进行氢解脱苄反应；第一阶段反应的温度为15～30℃、停留时间为5～40min；第二阶段反应的温度为35～55℃、停留时间为10～60min；氢气压力为0.01～0.6MPa。

可选的，所述的钯基催化剂为以TiO₂-C、活性炭、氧化铝、氧化钛或氧化硅为载体的负载钯的催化剂。

可选的，所述的钯基催化剂与HBIW的质量比为0.01～0.2。

可选的，所述的氢气与HBIW的摩尔比为4～40。

可选的，所述的声共振反应平台的共振频率为50～90Hz，相位差范围为0.001～0.2，声共振反应平台的加速度a为1～90g。