本發(fā)明涉及一種利用微通道反應(yīng)器制備5‐硝基水楊酸工藝，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

5‐硝基水楊酸(5‐nitrosalicylicacid,cas:96‐97‐9),又稱2‐羥基‐5‐硝基苯甲酸(2‐hydroxy‐5‐nitrobenzoicacid),淡黃色結(jié)晶性粉末,熔點(diǎn)為227～230℃，是合成慢性結(jié)腸炎治療藥物柳氮磺吡啶的活性組份——馬沙拉嗪的主要中間體,也是合成染料、顏料等精細(xì)化學(xué)品的重要中間體。國內(nèi)外文獻(xiàn)報(bào)道的5‐硝基水楊酸的合成路線及改進(jìn)方法較多，目前常用的合成路線如下：

目前常用的合成方法是以水楊酸為原料，再經(jīng)過硝酸或混酸的硝化得到5‐硝基水楊酸。通常的生產(chǎn)工藝都是以傳統(tǒng)釜式進(jìn)行生產(chǎn)操作，由于硝化反應(yīng)放熱劇烈，收率低，危險(xiǎn)性極大，同時(shí)由于局部過熱造成硝酸分解，原料消耗增多，污染增加。

微通道反應(yīng)器是近年來研究的熱點(diǎn)，具有獨(dú)特的特點(diǎn)，比表面積大，管徑細(xì)小以及特殊的構(gòu)造設(shè)計(jì)，持液量較少，傳質(zhì)和傳熱效果是傳統(tǒng)釜式的千倍，可以克服傳統(tǒng)工藝缺點(diǎn)，達(dá)到安全、環(huán)保的生產(chǎn)要求，但是由于是連續(xù)流反應(yīng)，在使用上還有一定的局限性，關(guān)于5‐硝基水楊酸的微通道合成方法目前未見相關(guān)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于提供一種用微通道反應(yīng)器連續(xù)制備5‐硝基水楊酸的工藝，以克服傳統(tǒng)反應(yīng)釜的缺陷，減少原料消耗和環(huán)境污染，提高產(chǎn)品收率和生產(chǎn)安全等問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

所述利用微通道反應(yīng)器連續(xù)制備5‐硝基水楊酸工藝包括如下步驟：

用計(jì)量泵將水楊酸的水溶液與濃硝酸或濃硝酸/冰醋酸混合液分別注入到微通道反應(yīng)器的兩個(gè)預(yù)熱模塊中，進(jìn)行預(yù)熱，然后同時(shí)進(jìn)入微通道反應(yīng)器的混合模塊中于50‐100℃下停留進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后進(jìn)入冷卻模塊，最后進(jìn)入產(chǎn)品收集器，將出料直接注入冰水中，析出固體，水洗得到5‐硝基水楊酸。

其中，上述的微通道反應(yīng)器裝置包括儲料罐，預(yù)熱模塊，混合模塊，冷卻模塊及產(chǎn)品收集器，其特征在于，兩個(gè)儲料罐通過管道與預(yù)熱模塊分別串聯(lián)連接，兩預(yù)熱模塊通過管道并聯(lián)連接混合模塊，混合模塊通過管道與冷卻模塊串聯(lián)；冷卻模塊出口端與產(chǎn)品收集器連接。反應(yīng)原料和產(chǎn)物通過注射泵或hplc泵實(shí)現(xiàn)輸入和輸出。

其中，水楊酸與濃硝酸的摩爾比為1：1.0‐2.5。

濃硝酸/冰醋酸混合酸中濃硝酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40％‐90％。

其中，反應(yīng)溫度為50‐100℃。

其中，反應(yīng)停留時(shí)間為10s‐100s。

本發(fā)明有益效果:

利用微通道反應(yīng)器比表面積大，管徑細(xì)小以及特殊的構(gòu)造設(shè)計(jì)，進(jìn)行傳質(zhì)和傳熱，對5‐硝基水楊酸制備工藝進(jìn)行改進(jìn)，避免了硝化反應(yīng)放熱劇烈，降低了生產(chǎn)危險(xiǎn)性。同時(shí)避免了由于局部過熱造成硝酸分解，降低了原料消耗，減少了污染，同時(shí)降低了副產(chǎn)物的產(chǎn)生。通過使用微通道技術(shù)該工藝可以實(shí)現(xiàn)連續(xù)、高效、安全、節(jié)能的工業(yè)化生產(chǎn)，制備工藝簡單，條件溫和，停留時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，消耗酸量降低，收率高，達(dá)75％以上，非常有利于工業(yè)化推廣和應(yīng)用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明5‐硝基水楊酸反應(yīng)工藝流程圖；

圖2為本發(fā)明所使用的微通道反應(yīng)裝置結(jié)構(gòu)示意圖，其中1、2‐儲料罐，3、4‐計(jì)量泵，5、6‐壓力表，7‐微通道反應(yīng)器模塊，8‐產(chǎn)品收集器。

具體實(shí)施方式

為更好的對本發(fā)明進(jìn)行說明，舉實(shí)施例如下，詳細(xì)說明本發(fā)明，但本發(fā)明并不局限于這些。

實(shí)施例1

(1)儲料罐1中加水楊酸的水溶液(水楊酸質(zhì)量百分含量為15％)，利用計(jì)量泵3以100ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的預(yù)熱模塊中；儲料罐2中加入濃硝酸與冰醋酸的混合溶液(質(zhì)量比1：1)，利用計(jì)量泵4以33ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的另外一個(gè)預(yù)熱模塊中；兩個(gè)預(yù)熱模塊同時(shí)進(jìn)入混合模塊進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為60℃，反應(yīng)保留時(shí)間為30s，之后進(jìn)入冷卻模塊，最后以連續(xù)流狀態(tài)進(jìn)入產(chǎn)品收集器。

(2)產(chǎn)品加水后沉淀析出，過濾水洗后重結(jié)晶，得到白色粉末狀固體，收率79％。

實(shí)施例2

(1)儲料罐1中加入水楊酸的水溶液(水楊酸質(zhì)量百分含量為15％)，利用計(jì)量泵3以100ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的預(yù)熱模塊中；儲料罐2中加入濃硝酸，利用計(jì)量泵4以15ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的另外一個(gè)預(yù)熱模塊中；兩個(gè)預(yù)熱模塊同時(shí)進(jìn)入混合模塊進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)保留時(shí)間為10s，之后進(jìn)入冷卻模塊，最后以連續(xù)流狀態(tài)進(jìn)入產(chǎn)品收集器。

(2)產(chǎn)品加水后沉淀析出，過濾水洗后重結(jié)晶，得到白色粉末狀固體，收率78％。

實(shí)施例3

(1)儲料罐1中加入水楊酸的水溶液(水楊酸質(zhì)量百分含量為15％)，利用計(jì)量泵3以50ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的預(yù)熱模塊中；儲料罐2中加入濃硝酸與冰醋酸的混合溶液(質(zhì)量比1：1)，利用計(jì)量泵4以11ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的另外一個(gè)預(yù)熱模塊中；兩個(gè)預(yù)熱模塊同時(shí)進(jìn)入混合模塊進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為65℃，反應(yīng)保留時(shí)間為100s，之后進(jìn)入冷卻模塊，最后以連續(xù)流狀態(tài)進(jìn)入產(chǎn)品收集器。

(2)產(chǎn)品加水后沉淀析出，過濾水洗后重結(jié)晶，得到白色粉末狀固體，收率80％。

實(shí)施例4

(1)儲料罐1中加入水楊酸的水溶液(水楊酸質(zhì)量百分含量為15％)，利用計(jì)量泵3以25ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的預(yù)熱模塊中；儲料罐2中加入濃硝酸，利用計(jì)量泵4以12ml/分的速度注入微通道反應(yīng)器的另外一個(gè)預(yù)熱模塊中；兩個(gè)預(yù)熱模塊同時(shí)進(jìn)入混合模塊進(jìn)行反應(yīng)，控制反應(yīng)溫度為50℃，反應(yīng)保留時(shí)間為100s，之后進(jìn)入冷卻模塊，最后以連續(xù)流狀態(tài)進(jìn)入產(chǎn)品收集器。

(2)產(chǎn)品加水后沉淀析出，過濾水洗后重結(jié)晶，得到白色粉末狀固體，收率75％。

技術(shù)特征：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種利用微通道連續(xù)流反應(yīng)器制備5?硝基水楊酸新工藝，屬于有機(jī)合成技術(shù)領(lǐng)域。該工藝以水楊酸為原料，以濃硝酸或濃硝酸與冰醋酸混合物為硝化試劑，將上述原料與硝化試劑分別利用計(jì)量泵注入微通道反應(yīng)器的反應(yīng)模塊中，反應(yīng)器出料直接注入冰水中，析出固體，水洗得到5?硝基水楊酸。通過使用微通道連續(xù)流工藝實(shí)現(xiàn)了連續(xù)、高效、安全、節(jié)能的工業(yè)化生產(chǎn)方式，制備工藝簡單，條件溫和，停留時(shí)間短，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，消耗酸量降低，收率高，達(dá)75%以上，非常有利于工業(yè)化推廣和應(yīng)用。

技術(shù)研發(fā)人員：石賢舉;譚冬寒;王紹領(lǐng);方娜;劉夢輝;王亞琳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：濮陽職業(yè)技術(shù)學(xué)院
技術(shù)研發(fā)日：2017.08.04
技術(shù)公布日：2017.11.17