[发明专利]一种利用微反应器合成1, 2, 4-三嗪类化合物的方法

说明书

技技术领域

本发明属于有机化学技术领域，具体涉及1, 2, 4-三嗪类化合物的合成方法，并涉及用于该合成方法的微反应器。 

背景技术

1, 2, 4-三嗪衍生物是一类重要的含氮杂环化合物，由于结构具有某些特殊的生物活性，所以是合成某些药物、除草剂、染料的重要成分，在制药、工业、和农业行业有着重要的应用价值。此外，1, 2, 4-三嗪环系结构作为又一个反应平台，可合成其他复杂结构的含氮杂环体系的化合物。故对1, 2, 4-三嗪衍生物的合成研究有重要的意义。经典的合成1, 2, 4-三嗪衍生物的路线是通过二酮、酰肼和醋酸铵在溶剂乙酸中长时间加热回流（8-24小时）。但此法耗时、产率低，并伴有大量的副产物和中间体。近年来，对该方法的优化主要是催化剂和微波辐射。但是利用催化剂进行反应所要求的条件比较苛刻，某些催化剂的制备比较困难，并且对环境也不友好。虽然微波辐射能够提供高压高热的环境使反应迅速而高效地进行，但由于其本身容量的有限性以及装置的特殊性，微波体系不易实现简易扩大化的反应。

    近年来，微流控反应器系统由于其自身优于传统反应器的诸多优势日益受到科学研究技术人员的关注，在有机合成方面的研究应用也日益广泛。与传统反应器相比，微流反应器的高效传热和整个反应体系的流动性促使反应高效转化，大大提高了产率和目标产物的纯度。并且，微流反应器系统可以通过增加反应微管道的数量或者长度，轻易地实现扩大化的反应。因此，在施加有压力的连续流动的微反应器中进行有机化学反应时，我们可以得到一个超过试剂沸点的迅速加热的反应环境，这种高效的传热环境对于多组分的热反应的合成研究具有很好的应用前景。

发明内容

本发明的目的在于提供一种反应时间短、反应产率和纯度高的合成1, 2, 4-三嗪类化合物的方法，并提供用于该合成方法的微反应器。 

本发明提供的合成1, 2, 4-三嗪类化合物的方法，采用压力条件下的内径为微米级别的连续流动的管路式微反应器及其驱动装置；所述微反应器包括一长度为100-200厘米、内径为250-500微米的不锈钢微管道，一油浴池，以及一后压阀；反应物由驱动装置注入微反应器并在微管道内进行反应；反应时用油浴池对微管道进行油浴加热，控制反应温度为140-180℃，反应体系的压力为72--78psi，优选反应体系的压力为psi，该压力由后压阀提供；该后压阀设置于微管道的出口处前面、油浴池后面；反应的时间为2-10 分钟。  

本发明中，所述驱动装置采用一个微量注射泵，如采用奥尔科特公司生产的IP900型微量注射泵，其中的微量注射器使用5 mL注射器时，流量控制精度为0.025-300 mL/h。 

 在微反应器的微管道出口处设有一接收装置（如接收瓶），用于接收反应液。 

采用本发明方法，不仅大幅缩短了反应的时间（只需2-10 分钟），而且很好地提升了产品的产率。

本发明具体操作步骤如下：

1 mmol二酮类化合物、3 mmol酰肼类化合物和10 mmol醋酸铵用醋酸溶解配成5 mL溶液，抽入5 mL注射器中。先根据微管道的内径、长度以及反应试剂在微管道内的保留时间（2-10分钟）设定流速，将配置好的反应混合液通过已设定流速的注射泵导入内径为250-500微米的微管道，通过温度为140-180℃的油浴池油浴加热，进行反应，而后反应液流入接收瓶。

反应结束后，将反应液倒入约20 mL水中，然后用NaOH溶液调节pH=8-10。再用二氯甲烷萃取（如3次），每次用20 mL。合并有机相，减压下浓缩除去溶剂得粗产物。柱层析纯化得到产物。产率70-85%。 

在常规反应容器中，由于反应要求较高的活化能，溶剂沸点附近的温度提供不了充足的能量，很难快速达到反应要求的活化能，所以反应转化较慢，反应时间长，产率不高。此外，反应转化较慢，生成的中间体有很大一部分来不及进一步反应生成产物，一部分保留在反应液中，一部分生成了副产物。因此，目标产物的产率很低。