【技术实现步骤摘要】
本申请涉及一种单硝基芳烃的连续制备的方法，属于有机合成领域。
技术介绍
1、单硝基芳烃化合物作为重要的有机中间体，在医药、农药、炸药、香料等领域有重大的作用。高选择性、安全高效的单硝基芳烃化合物合成技术一直是化学工业界重要的研究方向和追求的目标。
2、目前，工业上普遍通过由浓硝酸-浓硫酸组成的硝硫混酸对芳烃化合物进行硝化反应合成单硝基芳烃化合物。混酸反应体系具有以下特征：(1)由于芳烃在浓硫酸的溶解度较小，反应体系为非均相，硝化反应本征反应速率较快，混酸硝化大多受传质控制；(2)硝硫混酸粘度大，两相分散难，能耗高；(3)反应放热量大，由于反应体系非均相，局部反应剧烈，易产生局部热点，轻则引发多硝化反应，致使产物后续分离纯化能耗高，重则引发爆炸等安全事故。此外，混酸硝化工艺产生大量废酸，废酸处理成本高，环保压力大。随着近年来国家对环境保护的法律要求不断提高和对化工安全生产的高度重视，混酸硝化的发展空间被逐步压缩，亟需发展一种高选择性、安全高效的单硝基芳烃化合物合成技术。
3、微化工技术是以特征尺寸在数百微米到几毫米的微反应器为核心设备的过程强化技术，其以优异的混合、传质及传热性能在近二十年获得了学术界和工业界的持续关注。近年来，涌现出不少微反应器内制备单硝基芳烃的工作。yang等在微反应器内通过硝硫混酸硝化甲苯制备单硝基甲苯，甲苯转化率81.3％，一硝基甲苯选择性91.3％，二硝基甲苯选择性8.7％(research on chemical intermediates(2022)48:4373-4390)。
4、多氟取代醇，例如三氟乙醇、六氟异丙醇、九氟叔丁醇等，相对于常规有机溶剂具有高极性，同时结合了亲水和亲油的一面，可作为芳烃和硝酸的共溶剂，从而使硝化反应成为均相体系。此外，多氟取代醇因碳链上具有较多电负度较大的氟原子，因较强的电子效应使得羟基的-oh极化程度较一般烷基醇大、键能减弱、质子酸性大幅度上升，如六氟异丙醇在水溶液中的酸性(pka＝9.3)比异丙醇高大约7个数量级，是一个较强的氢键供体。又因氟原子的吸电子效应，导致氧原子的电荷密度下降，使多氟取代醇具有较弱的亲核性。在硝化反应过程中，这两大特点十分有利于促进硝酸分子自解离脱水生成真正的硝化物种no2+，而避免使用大量的硫酸作为脱水剂和催化剂促进硝化反应的进行。此外，多氟取代醇具有良好的氧化还原稳定性，可与高浓度硝酸长时间不发生反应而稳定存在。可见，多氟取代醇可作为硝化反应的优良共溶剂，并促进硝化反应的进行。所以，发展硝酸-多氟取代醇均相硝化体系，并通过微反应器实现过程强化，有望在不牺牲硝化反应速率的同时，解决混酸硝化带来的过度硝化以及大量废酸的处理问题。但是，目前在微反应器内以硝酸-多氟取代醇均相硝化体系制备单硝基芳烃尚未见报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种微反应器内单硝基芳烃的连续制备方法，实现单硝基芳烃高选择性、安全高效的连续合成。
2、根据本申请的一个方面，提供了一种单硝基芳烃的连续制备的方法，包括以下步骤：
3、将芳烃化合物和硝酸的多氟取代醇溶液各自从微反应器的两个入口泵入，混合，反应，冰水猝灭，有机溶剂萃取，水洗，干燥，得到单硝基芳烃；
4、所述芳烃化合物选自苯、单取代芳烃甲苯、叔丁基苯、氟苯、氯苯、二取代芳烃邻二甲苯、间二甲苯、对二甲苯中的至少一种；
5、所述多氟取代醇选自三氟乙醇、六氟异丙醇、九氟叔丁醇中的至少一种。
6、所述硝酸的多氟取代醇溶液中，硝酸的浓度为4～20mol/l；
7、所述硝酸的质量分数为80～95wt％。
8、所述硝酸与芳烃化合物的摩尔比为1.0～3.0。
9、所述反应的温度为30～70℃；
10、所述反应的时间为30～300s。
11、所述微反应器选自板式微反应器、盘管微反应器和填充有微结构静态混合器的管式反应器中的一种。
12、所述微反应器的通道尺寸为0.5～8mm。
13、本申请能产生的有益效果包括：
14、(1)使用多氟取代醇作为共溶剂，反应体系为均相，不存在相间传质。
15、(2)不使用硫酸，反应体系粘度小。
16、(3)反应条件温和，后处理简单，废酸量小。
17、(4)单硝基芳烃选择性高，几乎无二硝基芳烃生成。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种单硝基芳烃的连续制备的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
【技术特征摘要】
1.一种单硝基芳烃的连续制备的方法，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
【专利技术属性】
技术研发人员：陈光文，陈饶，尧超群，焦凤军，
申请(专利权)人：中国科学院大连化学物理研究所，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。