一种碳化硅微通道反应器的应用及2-氯-3-氨基吡啶的制备方法与流程

1.本发明涉及化工合成领域，尤其涉及一种碳化硅微通道反应器的应用及2-氯-3-氨基吡啶的制备方法。


背景技术：

2.2-氯-3-氨基吡啶是一种重要精细化工产品，是氯虫苯甲酰胺等杀虫剂的合成中间体，也是合成哌仑西平的关键中间体，所以在医药和农药中间体等领域应用广泛。2-氯-3-氨基吡啶及其衍生物也可用作食品添加剂等物质的原料，还可直接用作药物及分析检测试剂。
3.以3-氨基吡啶为原料，在双氧水和盐酸的作用下发生氯化反应，反应结束后萃取、浓缩、分离等精制后处理得到2-氯-3-氨基吡啶。但是该工艺采用的是传统釜式反应间歇操作，生产得到的3-氨基吡啶纯度和收率均有待提高低。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供碳化硅微通道反应器的应用及2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，本发明制备的3-氨基吡啶纯度和收率均高。
5.为了实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：
6.本发明提供了一种碳化硅微通道反应器在制备2-氯-3-氨基吡啶中的应用。
7.本发明还提供了一种2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
8.将3-氨基吡啶溶于盐酸，将所得3-氨基吡啶溶液与双氧水通入到碳化硅微通道反应器混合进行氯化反应，得到所述2-氯-3-氨基吡啶。
9.优选的，所述3-氨基吡啶和盐酸的质量比为1:8~15；
10.所述盐酸的质量浓度为30~36%。
11.优选的，所述3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1~1.5。
12.优选的，所述3-氨基吡啶溶液的通入速度为11~19ml/min；所述双氧水的通入速度为1.2~2.2ml/min。
13.优选的，所述氯化反应的温度为0~50℃。
14.优选的，所述碳化硅微通道反应器中反应模块的数量为2~5个。
15.优选的，所述氯化反应包括顺次在每个反应模块中进行的阶段反应；所述阶段反应的时间独立地为2~10min。
16.优选的，氯化反应后，还包括：将所得氯化反应产物进行萃取，得到有机相和水相；将所述有机相去除萃取剂后将所得残留物进行过滤和干燥，得到2-氯-3-氨基吡啶纯品。
17.优选的，所述萃取的萃取剂包括乙酸乙酯、乙醚、甲苯和三氯甲烷中的一种或多种。
18.本发明提供了一种2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，包括以下步骤：将3-氨基吡啶溶
于盐酸，将所得3-氨基吡啶溶液与双氧水通入到碳化硅微通道反应器混合进行氯化反应，得到所述2-氯-3-氨基吡啶。本发明利用碳化硅微通道反应器合成2-氯-3-氨基吡啶，碳化硅微通道反应器中的碳化硅具有良好的传质传热效果，所以用碳化硅微通道反应器能够很好地移走氯化反应放出的热量，不会造成局部飞温的现象，物料混合更均匀，从而解决了副产物多及反应收率低的问题，提高了2-氯-3-氨基吡啶的纯度和收率。实施例结果表明，本发明制备得到的2-氯-3-氨基吡啶的收率为95.2~97.5%和纯度99.1~99.6%。
19.进一步地，本发明利用碳化硅微通道反应器合成2-氯-3-氨基吡啶，有效的解决了反应时间长的问题，并且降低了能耗，可以实现反应连续化生产，使生产效率得到提高，便于操作，适合工业化生产。
附图说明
20.图1为本发明实施例所用的装置图。
具体实施方式
21.本发明提供了一种碳化硅微通道反应器在制备2-氯-3-氨基吡啶中的应用。
22.本发明提供了还提供了一种2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，包括以下步骤：
23.将3-氨基吡啶溶于盐酸，将所得3-氨基吡啶溶液与双氧水通入到碳化硅微通道反应器混合进行氯化反应，得到所述2-氯-3-氨基吡啶。
24.在本发明中，所述3-氨基吡啶和盐酸的质量比优选为1:8~15，更优选为1:9~12；所述盐酸的质量浓度优选为30~36%，更优选为32~35%。
25.在本发明中，所述3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比优选为1:1~1.5，更优选为1:1.1~1.2；所述双氧水的质量浓度优选为27~35%，更优选为28~32%。
26.在本发明中，所述3-氨基吡啶溶液与双氧水优选通过第一柱塞泵和第二柱塞泵通入碳化硅微通道反应器中；所述3-氨基吡啶溶液的通入速度优选为11~19ml/min，更优选为12~15ml/min；所述双氧水的通入速度为1.2~2.2ml/min，更优选为1.5~2ml/min。
27.在本发明中，所述氯化反应的温度优选为0~50℃，更优选为25~35℃。
28.在本发明中，所述碳化硅微通道反应器中反应模块的数量优选为2~5个；所述氯化反应包括顺次在每个反应模块中进行的阶段反应；所述阶段反应的时间优选独立地为2~10min，更优选为4~7min。在本发明中，所述碳化硅微通道反应器的型号优选为s5-30。
29.在本发明中，所述每个反应模块是由倒6形状的反应单元构成。
30.在本发明中，氯化反应后，优选还包括：将所得氯化反应产物进行萃取，得到有机相和水相；将所述有机相去除萃取剂后将所得残留物进行过滤和干燥，得到2-氯-3-氨基吡啶纯品。
31.在本发明中，所述萃取的萃取剂优选包括乙酸乙酯、乙醚、甲苯和三氯甲烷中的一种或多种，更优选为三氯甲烷。
32.在本发明中，所述去除萃取剂的方式优选包括蒸馏；所述蒸馏的压力优选为常压，温度优选为70℃；所述干燥的温度优选为70℃。
33.下面结合实施例对本发明提供的碳化硅微通道反应器的应用及2-氯-3-氨基吡啶的制备方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本发明保护范围的限定。
34.本发明实施例所用的装置如图1所示：1、第一柱塞泵，2、第二柱塞泵，3、第一反应模块，4、第二反应模块，5、离心萃取机，6、接受瓶。
35.实施例中，碳化硅微通道反应器的型号为s5-30。
36.实施例1
37.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸盐溶液和质量浓度为35%的双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为14ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为1.6ml/min；然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度25℃，每一个反应模块的停留时间为7min，总共停留14min；
38.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.2%，收率为95.2%。
39.实施例2
40.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸盐溶液和质量浓度为35%的双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为14ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为1.6ml/min，然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度35℃，每一个反应模块的停留时间为7min，总共停留14min；
41.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.6%，收率为97.5%。
42.实施例3
43.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸盐溶液和质量浓度为35%双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为14ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为1.6ml/min，然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度45℃，每一个反应模块的停留时间为7min，总共停留14min；
44.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.5%，收率为96.8%。
45.实施例4
46.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸
盐溶液和质量浓度为35%的双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为14ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为1.6ml/min，然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度55℃，每一个反应模块的停留时间为7min，总共停留14min；
47.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.1%，收率为96%。
48.实施例5
49.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸盐溶液和质量浓度为35%的双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1：1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为19ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为2.2ml/min，然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度35℃，每一个反应模块的停留时间为5min，总共停留10min；
50.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.4%，收率为96.6%。
51.实施例6
52.将3-氨基吡啶和质量浓度为36%的盐酸按照质量比1:10进行配料，配料完成后用液相色谱检测原料3-氨基吡啶含量，然后通过第一柱塞泵和第二柱塞泵将3-氨基吡啶盐酸盐溶液和质量浓度为35%的双氧水(3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1.1)输送到第一反应模块，第一柱塞泵输送3-氨基吡啶盐酸盐溶液的体积流量为11ml/min，第二柱塞泵输送35%双氧水的体积流量为1.2ml/min，然后反应液再进入第二反应模块反应，反应温度35℃，每一个反应模块的停留时间为9min，总共停留18min；
53.反应结束后反应液进入到离心萃取机中进行萃取，萃取剂选取三氯甲烷，然后在常压下，温度70℃进行分离蒸馏，随着萃取剂三氯甲烷被蒸出，目标产物2-氯-氨基吡啶析出，变为固体，然后再进行常温减压过滤，将固液进行分离，过滤完得到的滤饼在70℃进行烘干，最后得到干燥的2-氯-3氨基吡啶；经液相色谱检测，含量为99.2%，收率为97%。
54.以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

技术特征：
1.一种碳化硅微通道反应器在制备2-氯-3-氨基吡啶中的应用。2.一种2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将3-氨基吡啶溶于盐酸，将所得3-氨基吡啶溶液与双氧水通入到碳化硅微通道反应器混合进行氯化反应，得到所述2-氯-3-氨基吡啶。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述3-氨基吡啶和盐酸的质量比为1:8~15；所述盐酸的质量浓度为30~36%。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述3-氨基吡啶与双氧水中h2o2的摩尔比为1:1~1.5。5.根据权利要求2~4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述3-氨基吡啶溶液的通入速度为11~19ml/min；所述双氧水的通入速度为1.2~2.2ml/min。6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氯化反应的温度为0~50℃。7.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅微通道反应器中反应模块的数量为2~5个。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述氯化反应包括顺次在每个反应模块中进行的阶段反应；所述阶段反应的时间独立地为2~10min。9.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，氯化反应后，还包括：将所得氯化反应产物进行萃取，得到有机相和水相；将所述有机相去除萃取剂后将所得残留物进行过滤和干燥，得到2-氯-3-氨基吡啶纯品。10.根据权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述萃取的萃取剂包括乙酸乙酯、乙醚、甲苯和三氯甲烷中的一种或多种。

技术总结
本发明提供了一种碳化硅微通道反应器的应用及2-氯-3-氨基吡啶的制备方法，属于化工合成领域。本发明提供的制备方法，包括以下步骤：将3-氨基吡啶溶于盐酸，将所得溶液与双氧水通入到碳化硅微通道反应器混合进行氯化反应，得到所述2-氯-3-氨基吡啶。本发明利用碳化硅微通道反应器合成2-氯-3-氨基吡啶，碳化硅微通道反应器中的碳化硅具有良好的传质传热效果，所以用碳化硅微通道反应器能够很好地移走氯化反应放出的热量，不会造成局部飞温的现象，物料混合更均匀，从而解决了副产物多及反应收率低的问题，提高了2-氯-3-氨基吡啶的纯度和收率。度和收率。度和收率。


技术研发人员：田涛 杨延河 林守慧 宋彩玲 张路楠 刘国承 陈加良
受保护的技术使用者：山东昆达生物科技有限公司
技术研发日：2023.09.04
技术公布日：2023/10/11