重氮乙酸乙酯微反應連續流新工藝

重氮乙酸乙酯是重要的合成片段，在有機合成中具有非常重要的作用，主要應用在C－H鍵的插入反應和不飽和鍵上的環化反應。

重氮乙酸乙酯在路易斯酸催化劑的存在下，與(yu) 醛發生的C－H鍵插入反應具有十分重要的應用價(jia) 值，因為(wei) 產(chan) 物 β－酮酸乙酯是多種原料藥的中間體(ti) 。

重氮乙酸乙酯試劑在加熱情況下會(hui) 引起分解和爆炸，還會(hui) 自動分解出有毒物質，儲(chu) 存和運輸都需要特別注意。

目前重氮乙酸乙酯的生產(chan) 主要采用間歇釜式滴加工藝，即向釜內(nei) 反應體(ti) 係滴入亞(ya) 硝酸鈉水溶液，由於(yu) 該滴加過程伴隨著劇烈的熱量釋放，若不能及時有效地移走這些熱量，將會(hui) 造成局部飆溫，導致產(chan) 物分解，嚴(yan) 重時甚至引起安全事故。

與(yu) 傳(chuan) 統釜式反應器相比，微通道反應器

·      麵積/體(ti) 積比提高了上千倍，反應傳(chuan) 熱快速且穩定，避免局部溫度過高造成爆炸。

·      此外，由於(yu) 采用連續化操作方式，生成的產(chan) 物能夠及時移出反應器進行冷卻處理，從(cong) 而最大限度地避免產(chan) 物分解。

本文將向讀者介紹今年6月份常州大學張躍教授研究團隊發表在《現代化工》上的“重氮乙酸乙酯的連續合成工藝研究”研究成果。

該研究以甘氨酸乙酯鹽酸鹽和亞(ya) 硝酸鈉、硫酸為(wei) 原料，合成重氮乙酸乙酯，采用微通道連續流反應器係統研究重氮乙酸乙酯的連續合成工藝。該工藝提高了產(chan) 品收率並具有係統結構簡單、操作簡便、安全性高、易於(yu) 自動化控製等優(you) 點。

研究介紹

一、微通道反應器模塊結構

通道反應係統由一係列特定的模塊以及連接件組成，通過微通道模塊、連接配件、物料輸送裝置的組合，形成適用於(yu) 本反應的反應器係統。

二、實驗步驟

1.   在室溫下，將甘氨酸乙酯鹽酸鹽溶於(yu) 定量的水記為(wei) 原料1。

2.   按照物料配比將亞(ya) 硝酸鈉溶於(yu) 水記為(wei) 原料2。

3.   再按照物料配比將濃硫酸配製成5% 硫酸記為(wei) 原料3。

4.   在進行實驗前將原料1和原料3混合在一起記為(wei) 混合原料，待換熱器係統溫度穩定後，混合原料與(yu) 原料2分別通過質量計量泵進入預冷模片，在2股物料分別充分預冷後，進入反應區中進行重氮化反應。

5.   產(chan) 物從(cong) 出口連續出料，係統運行穩定後取樣進行分析檢測。反應裝置及流程如圖2所示。

三、反應條件研究

研究者對重氮乙酸乙酯的微通道連續合成工藝多個(ge) 影響因素進行了考察，探究亞(ya) 硝酸鈉用量、反應溫度、酸用量和停留時間對反應的影響，研究過程分別如下圖。

最終研究者獲得了該合成工藝的最佳條件：取用 n(甘氨酸乙酯鹽酸鹽):n(亞(ya) 硝酸鈉):n(5%硫酸) = 1 : 1.1 : 2，反應停留時間120 s，反應體(ti) 係溫度為(wei) 10℃，此時收率可達92.8%。

結果討論與(yu) 小結

·      研究者成功應用微通道反應器進行重氮乙酸乙酯的合成，大大縮短了反應時間，擴大工藝條件選擇區間，實現對重氮化反應的有效控製，增加了安全係數，提高了反應效率並得到較高的收率

·      從(cong) 乙酸乙酯的重氮化反應工藝研究過程來看，連續流技術充分發揮了其技術優(you) 勢

·      連續流微反應器持液量小、高效的傳(chuan) 熱傳(chuan) 質特點，保證了反應快速平穩的進行及反應安全性

·      米兰体育(中文)官网無縫放大的優(you) 勢為(wei) 後續工業(ye) 化應用提供了研究基礎

·      該工藝可以實現重氮乙酸乙酯的連續化生產(chan) ，為(wei) 在其它反應中該產(chan) 物現製現用提供了可能性，降低了儲(chu) 存和運輸的安全風險

參考文獻

[1]嶽家委,辜順林,劉建武,朱佳慧,李孟金,張躍,嚴(yan) 生虎.重氮乙酸乙酯的連續合成工藝研究[J].現代化工,2021,41(06):205-208.