[发明专利]氰尿酰氟与胺连续反应的方法

说明书

本发明涉及一种氰尿酸氟与胺连续反应的方法，将氰尿酰氟与胺水溶液送入静态混合器，离开混合段后或在另一静态混合器中或在搅拌槽中控制反应混合物的pH值。

DE—C22746109公开了一种使氰尿酰氟与氨基苯磺酸和氨基萘磺酸连续反应的方法，使用的反应器是反应混合物在其中有完全返混的连续流动搅拌槽。但是，使用该专利所公开的方法，由于生成大量副产物，所以只能达到有限的反应选择性。

EP—A20172790公开了一种氰尿酰氟与胺连续反应的方法，在该法中氰尿酰氟与胺连续反应的方法，在该法中氰尿酰氟和胺水溶液同时通入第一反应器，在第一反应器中产生强烈的混合；然后反应混合物再通入第二反应器，在第二反应器中仅有轻微的返混但有很好的径向混合，在第二反应器中反应进行到完全，在第一反应中的转化率至多达到50％。

这一方法的缺点在于，为了使反应进行完全，需要第二反应器，还在于虽然与DEC22746109公开的方法相比，生成的副产物的比例降低了，但它仍然较高，不能令人满意。DEC24016159公开一种与上述先有技术相比有所改进的方法。根据这一方法，在氰尿酰氟与胺水溶液在单一反应段中的连续反应中，如果原料以不同的速度同时送入反应器，通过送入速度差产生强烈的混合的方法可使转化率达到95％，因而在这一反应器中反应基本上完全。通过如下事实可说明送入速度差：氰尿酰氟以雷诺数至少为10000送入反应器，而胺水溶液以雷诺数至少为2500送入反应器；氰尿酰氟流和胺水溶液流的雷诺数比为2.5∶1～10∶1，优选4～8∶1。实现这一方法的反应器其特点是管式反应器。在该反应器中，送入氰尿酰氟的喷咀按轴向安装，而一个或多个喷咀或一个环形喷咀按同心安装，胺水溶液通过这些喷咀送入。该方法的另一条件是，反应管的总截面与氰尿酰氟喷咀送入截面的比保持在225～60000。此外，在相关的专利申请EP—A10458110中，规定氰尿酰氟和胺水溶液的流速差至少为20米/秒，优选40米/秒。

设备的这一安排产生了一些在实践中如何实现它的技术问题：

首先，为了保证氰尿酰氟送入反应器有高的速度，需要有极小的喷咀出口截面。就不溶性颗粒的含量降到最少而言，因此要求送入的氰尿酰氟极纯，不溶性颗粒可造成堵塞，因此不可避免地要造成连续操作中断。

此外，在生产变化过程中，也就是不同的胺与氰尿酰氟反应，反应参数须再优化。因为假设送入胺溶液的环形喷咀截面是固定的，因此氰尿酰氟进料的喷咀截面必须是可变的；这就意味着，必须储备有不同小孔截面的喷咀。

所以，迫切需要一种能使氰尿酰氟和胺连续反应，以可观的产率和纯率得到1—氨基—3，5—二氟—S—三嗪基化合物，该法以技术上不复杂的简单方式进行。

通过一种由氰隶酰氟与胺制备1—氨基—3，5—二氟—S—三嗪基化合物的方法来达到这一目的，该法包括将氰尿酰氟和胺水溶液以恒定的质量流同时连续送入装有静态混合元件的管子内，产生强烈的强制混合。恒定的质量流确保氰尿酰氟与胺的摩尔比在1∶1～1.5∶1之间。反应混合物离开静态混合器后，用起无机碱作用的介质将含水反应混合物的pH值调节到5.5～7.0。

由于原料以实际上得到恒定的摩尔比的流速同时连续送入使各相彼此有强烈分散的静态混合器，反应在最短的可能反应路径中在没有返混的情况下完全进行。反应路途缩短作为本发明的一个优点，它可得到一种抑制引起产物质量下降的二次反应的简单技术方法，二次反应即二氟三嗪基氨基化合物氟原子与羟基的质子催化的水解交换反应。这一点通过反应混合物在离开反应路径5秒内(特别是2秒内，优选1秒内)调节pH值的方法来达到，反应混合物在下游的搅拌槽中用碱水溶液连续中和。另一方法是以下方法在反应混合物从静态混合器流出后将pH值调节到5.5～7.0；将反应混合物和起无机碱作用介质的水溶液同时连续送入第二静态混合器，并通过测定从第二静态混合器流出后反应混合物中的pH值来控制送入的碱量。在第一静态混合器中的停留时间为0.01～1秒，特别是0.05～0.5秒，为了调节pH值，在第二混合器中的停留时间相同。与氰尿酰氟的反应以及随后的pH调节在0～20℃下进行，特别是在0～5℃下进行。

如果静态混合元件使相互不溶的液体在湍流区分散，这是很有利的。

业已证明在这种情况下使用由形成开放的交叉通道的带肋薄板制成的静态混合元件是合适的。

业已证明在许多情况下如果形成通道的串联混合元件的长度是其元件直径的2～12倍是有利的。