[发明专利]5‑降冰片烯‑2‑醛的连续合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及化学原料合成领域，具体涉及一种5-降冰片烯-2-醛的连续合成方法。

背景技术

2-氯-5-氯甲基吡啶是生产吡虫啉、吡虫清和噻虫啉等的重要中间体，5-降冰片烯-2-醛是环戊二烯-丙稀醛法合成2-氯-5-氯甲基吡啶第一步反应中所得到的中间产物。

在5-降冰片烯-2-醛的合成方法时，采用先向反应釜中加入环戊二烯或丙烯醛，然后在-5℃～0℃滴加环戊二烯或丙烯醛的方式，滴加时间长达16～24小时，反应控制温度低，能耗高，由于有大量的环戊二烯或丙烯醛存在于反应釜中，如果控制不当，滴加速度过快而反应慢，就会造成了环戊二烯和丙烯醛的大量积聚，随着反应放热，热量不能够及时转移，就会剧烈反应造成冲料，丙烯醛是高毒、易燃易爆化学品，环戊二烯也是易燃易爆化学品，冲料过程中挥发的气体会造成严重的环境污染，对人员和生产的安全会产生不可预估的安全隐患。国内的绝大部分生产企业发生过冲料事故，除了造成环境污染事故，还伴随着人员伤亡，对企业和家庭都造成了不良的后果。其合成反应如下：

南京工业大学陈超在《2-氰乙基-5-降冰片烯-2-醛的微反应工艺研究》一文中，提出了新的合成工艺，在由T型三通和停留时间延长管组成的微结构反应器中在60℃、130℃和160℃进行反应，此反应温度以远超原料环戊二烯和丙烯醛的沸点，反应器将承受较高的压力，对反应器的密封、承压设计有较高的要求。5-降冰片烯-2-醛是热敏物质，其温度超过80度后不可避免的会产生大量的聚合物，会造成物料的大量损失和产生大量的废弃物。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种5-降冰片烯-2-醛的连续合成方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

5-降冰片烯-2-醛的连续合成方法，通过特殊设计的反应器实现了环戊二烯和丙烯醛的同时定量进料，在25～55℃反应30～40秒即可完成，反应器出口的转化率可达到98～99.5％，优选反应温度为30～40℃。

优选地，所述反应器为两级串联釜式反应器，包括通过输料管路相连的第一级反应釜和第二级反应釜，该输料管路上设有取样口，第一级反应釜是主反应釜，可根据产能设计要求，其容积在0.5m³～10m³，内装10m²～100m²的浮头换热器；第二级反应釜是副反应釜，容积在2m³～50m³，内装10m²～100m²的浮头换热器；物料在第一级反应釜中的停留时间为180秒～300秒，在第二级反应釜中的停留时间为720秒～900秒。采用两级串联釜式生产时环戊二烯与丙烯醛的投料比例为1.0～1.8mol：1mol，优选为1.5:mol：1mol。

本发明的第一级反应釜出料，以丙烯醛计算的物料转化率为92％～96％；第二级反应釜出料，以丙烯醛计算的物料转化率为95％～99.8％。环戊二烯的聚合率小于0.2％。

优选地，所述反应器采用内装物料分布器和物料压缩扩张器的连续反应器，反应器的换热面积为1m²～2000m²，物料停留时间为30秒～240秒。采用连续反应器时，环戊二烯与丙烯醛的投料比例为1.0～1.8mol：1mol，优选为1.05:mol：1mol；物料反应温度为33～37℃。

本发明的第二种反应器出料，以丙烯醛计算的物料转化率为99.5％～99.8％。环戊二烯的聚合率小于0.1％。

优选地，所述物料压缩扩张器自反应器列管入口段5～10cm开始安装，直至反应器列管出口，所述连续反应器内装的物料分布器由多个分布头组成，出口以列管中轴线为基准角度，均成45°分布，其出口口径为1mm～3mm，优选为2mm，并呈多层排列，所述连续反应器的物料压缩扩张器由多级组成，扩张和压缩间隔为3cm～12cm，优选为5cm～10cm，物料压缩扩张器的压缩段直径比列管直径小1mm～3mm，优选为2mm；物料压缩扩张器的扩张段直径比列管直径小10mm～20mm，优选为10mm。

本发明具有以下有益效果：

本发明的生成方法中反应器中留存反应介质少，反应迅速，反应器的换热面积大，热量转移迅速，避免了反应慢和物料积聚造成的危险，生产过程能耗低、操作简单、自动化程度高。

附图说明

图1为本发明实施例中两级串联釜式反应器的结构示意图。