[发明专利]一种采用微通道反应器连续制备3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法

说明书

本发明公开了一种采用微通道反应器连续制备3,4‑双(4’‑氨基呋咱‑3’‑基)氧化呋咱的方法，包括如下步骤：(1)将3‑氨基‑4‑偕胺肟基呋咱溶液与亚硝酸钠水溶液分别同时泵入微通道反应器装置中的第一微混合器，混合后通入第一反应模块进行第一反应；(2)在步骤(1)进行的同时，将第一反应模块的流出液与碳酸钠溶液分别同时泵入微通道反应器装置中的第二微混合器，混合后通入第二反应模块进行第二反应，即得含有3,4‑双(4’‑氨基呋咱‑3’‑基)氧化呋咱的流出液。本发明涉需分离中间体3‑氨基‑4‑偕肟基呋咱，通过“一锅两步法”实现了3,4‑双(4’‑氨基呋咱‑3’‑基)氧化呋咱的高效、连续制备。

技术领域

本发明属于化学合成领域，具体涉及一种采用微通道反应器连续制备3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱(DATF)的方法。

背景技术

呋咱类化合物具有标准生成焓高、富含氮氧、能量高、密度高、分子热力学稳定性较好等特点，大量的研究表明，对于设计C、N、O原子的高能量密度化合物，呋咱基团是一种非常有效的结构单元，是一类具有重要开发应用价值的含能化合物。而3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱(DATF)是一种重要的呋咱类化合物，以DATF作为前体可合成出含硝基、叠氮基、偶氮基、氧化偶氮基等系列的优异的新型化合物。

目前，DATF的常见的合成方法是以丙二腈为初始原料先通过亚硝化反应制备关键中间体AAOF，AAOF在盐酸与亚硝酸钠的作用下发生重氮化反应后脱去一分子的氮气后发生卤代生成3-氨基-4-酰氯肟基呋咱(ACOF)，将ACOF进行分离纯化后在稀碱作用下发生脱去一分子的HCl发生1,3-偶极化反应最终得到目标产物3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱(DATF)具体的化学反应式如下：

传统的方法由AAOF制备DATF一般需要分两步进行，两步反应的总收率为53％，且需要分离出中间体ACOF[化学学报，2011，69(14)：1673-1680]。因此传统工艺存在操作过程繁琐、规模化生产安全性不可控、反应时间长、“三废”排放多、工程化应用困难等一系列的问题。为了解决以上问题，亟需高效的过程强化技术—微流场反应技术来强化反应过程的传质和传热。

发明内容

发明目的：本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种采用微通道反应器连续制备3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种采用微通道反应器连续制备3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱(DATF)的方法，化学反应式如如图4所示；具体地，包括如下步骤：

(1)将3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)溶液与亚硝酸钠(NaNO₂)水溶液分别同时泵入微通道反应器装置中的第一微混合器，混合后通入第一反应模块进行第一反应，即亚硝化反应；

(2)在步骤(1)进行的同时，将第一反应模块的流出液与碳酸钠(Na₂CO₃)溶液分别同时泵入微通道反应器装置中的第二微混合器，混合后通入第二反应模块进行第二反应(脱卤反应)，即得含有3,4-双(4’-氨基呋咱-3’-基)氧化呋咱的流出液。

其中，所述的微通道反应器装置如图1所示，包括第一进料泵、第二进料泵、第三进料泵、第一微混合器、第二微混合器、第一反应模块和第二反应模块；其中，所述的第一进料泵和第二进料泵以并联的方式连接到第一微混合器，第一微混合、第一反应模块、第二为混合器和第二反应模块依次串联，第三进料泵与第一反应模块以并联的方式连接到第二微混合器上。