用于生成1-甲基环丙烯的装置制造方法
【专利摘要】本发明提供了生成1-甲基环丙烯的装置，本发明的装置能够使用稳定的1-甲基环丙烯前体在所期望的场所即时并且方便地生成1-甲基环丙烯。
【专利说明】用于生成1-甲基环丙烯的装置
【技术领域】
[0001]本发明的一个或多个实施方案涉及生成1-甲基环丙烯的装置，并且更具体地涉及在目标现场生成1-甲基环丙烯的装置。
[0002]具体地，本发明涉及制造由陶瓷基质复合材料制成的零件的方法。
【背景技术】
[0003]环丙烷衍生物例如1-甲基环丙烷(1-MCP)是抑制的乙烯(其为促进水果、花、蔬菜以及类似物的成熟的植物激素)的作用的抑制剂并且其抑制作用已知是很好的。
[0004]具体地，1-MCP在室温以气态存在并且因此农产品仓库内部可以容易地用1-MCP处理。然而环丙烷化合物例如1-MCP容易聚合并且因此使用常规方法长期储存环丙烯化合物并不容易。
[0005]美国专利申请第6，017，849号公开了将这些环丙烯化合物包含在分子包封剂中以便储存的方法，例如通过将1-MCP吸附在分子包封剂诸如α-环糊精上。然而，这一方法要求以通过将1-MCP吸附在α-环糊精上形成的复合物的形式进行储存。此外，当使用时，复合物需要与溶剂接触以使得1-MCP溶解并且排放在溶剂中，这导致复杂的工艺并且需要了解如何处理这些化合物。
[0006]发明简沭
[0007]抟术问是页
[0008]本发明提供生成1-甲基环丙烷(1-MCP)的装置以便在农业现场方便地制备并且喷雾1-MCP。
[0009]技术方案
[0010]根据本发明的一个方面，提供了生成1-甲基环丙烷的装置，包括:第一容器，其包括1-甲基环丙烷前体；第二容器，其包括与1-甲基环丙烷前体反应生成1-甲基环丙烷的含有氟阴离子的化合物的溶液；和载体气体，其被引入第一容器和第二容器中的任一个以将1-甲基环丙烷前体和含有氟阴离子的化合物的溶液中的任一个转移至第一容器和第二容器中的另一个中以使1-甲基环丙烷前体和含有氟阴离子的化合物的溶液彼此反应，其中当载体气体从第一容器和第二容器中的任一个向其另一个移动时，载体气体将在第一容器和第二容器中的另一个中所产生的包括1-甲基环丙烷的反应产物排放至外部。
[0011]所述装置可进一步包括第三装置，其包括用于将1-甲基环丙烷之外的副产物从反应产物移除的过滤器。
_2] 有益.效果
[0013]根据本发明的一个或多个实施方案，反应物的转移和混合以及所获得的反应产物的排放通过在短时间内使用一个方向的载体气体在用于生成1-MCP的装置中进行。因此，通过使用用于生成1-MCP的装置，1-MCP可在目标现场方便地制备和使用。
[0014]附图描沭
[0015]图1A是说明根据本发明的实施方案用于生成1-MCP的装置的示意图，其中1-MCP前体和含有氟阴离子的化合物的溶液分别包含在第一容器和第二容器中；
[0016]图1B是说明根据本发明的实施方案的1-MCP生成装置的示意图，其中1-MCP前体和含有氟阴离子的化合物的溶液被混合；和
[0017]图3是解释从根据本发明的实施方案的1-MCP生成装置排放所产生的1-MCP的工艺的示意图。
[0018]本发明的方式
[0019]现在将参照所附的附图更充分地描述本发明的示例性实施方案。
[0020]根据本发明的实施方案，用于生成1-MCP的装置包括第一容器，其包括1-MCP前体；第二容器，其包括与1-MCP前体反应生成1-MCP的含有氟阴离子的化合物的溶液；和载体气体，其被引入第一容器和第二容器中的任一个以将1-甲基环丙烷前体和含有氟阴离子的化合物的溶液中的任一个转移至第一容器和第二容器中的另一个中以使1-甲基环丙烷前体和含有氟阴离子的化合物的溶液彼此反应，其中当载体气体从第一容器和第二容器中的任一个向其另一个 转移时，载体气体将在第一容器和第二容器中的另一个中所产生的包括1-甲基环丙烷的反应产物排放至外部。
[0021]特别地，在1-MCP生成装置中，1-MCP前体和含有氟阴离子的化合物的溶液分别包含在第一容器和第二容器中。当需要1-MCP时，将载体气体提供至第一容器和第二容器中的任一个以将1-MCP前体和含有氟阴离子的化合物的溶液中的任一个转移至其另一个中以使1-MCP前体和含有氟阴离子的化合物的溶液混合以引起它们之间的反应。所获得的包括所产生的1-MCP的反应产物通过载体气体排放至容器外面。
[0022]在根据本发明的一个实施方案的1-MCP生成装置中，反应物的转移，所述反应物的混合和反应以及所获得的反应产物的排放可通过使用载体气体以整合的方式进行。因此，具有低储存稳定性的1-MCP可以通过使用1-MCP生成装置在目标现场直接制备并且方便地使用。
[0023]图1A至IC是说明根据本发明的实施方案的1-MCP生成装置100的结构和操作的示意图。在示意图中，参照数字表示1-MCP生成装置100的元件。
[0024]图1A是说明其中含有氟阴离子的化合物的溶液7和1-MCP前体6分别包含在第一容器I和第二容器2中的状态的图。图1B是说明其中1-MCP前体6和含有氟阴离子的化合物的溶液被混合的状态的图。图1C是说明其中所产生的1-MCP9被排放的状态的图。
[0025]在本实施方案中，为了将1-MCP之外的副产物从所获得的反应产物过滤，1-MCP生成装置100进一步包括第三容器3，其包括所获得的反应产物所经过的过滤器8。在这一实例中，1-MCP9通过载体气体16从包括在第三容器3中的过滤器排放并且其余的副产物保留在过滤器8中。
[0026]根据本发明的一个实施方案的1-MCP生成装置可进一步包括机箱17，其中安装了第一容器I和第二容器2以及，如果包括的话，第三容器3。
[0027]图1A说明在1-MCP生成装置100运转之前的状态。在这一实施例中，当载体气体16例如空气被提供至第二容器2时，第二容器2的含有氟阴离子的化合物的溶液7被转移至第一容器I以与包含在第一容器I中的1-MCP前体6混合，如图1B中所说明的，并且所获得的包括1-MCP的反应产物9’开始从混合工艺产生，如图1C中所说明的。所获得的包括1-MCP的反应产物9’通过载体气体16经过第三容器3的过滤器8。在第三容器3中，1-MCP9经过过滤器8而不引起任何反应，并且额外的副产物经历分解或聚合，由此被转化为水溶材料并除去。
[0028]第一容器1、第二容器2以及，如果包括的话，第三容器3可以可拆卸地相连。也就是说，分别容纳1-MCP前体6和含有氟阴离子的化合物的溶液7的第一容器I和第二容器2保持闭合，在需要1-MCP时，第一和第二容器I和2与包含在1-MCP生成装置100中的帽单元(未显示)偶联并且载体气体16通过管(未显示)提供至第一容器I和第二容器2中的任一个，由此起始1-MCP前体6和含有氟阴离子的化合物的溶液7之间的反应。在反应完成之后，第一容器I和第二容器2可从帽单元分离并且保留在第一和第二容器I和2内部的材料可被除去。当再次使用时，分别用1-MCP前体6和含有氟阴离子的化合物的溶液7充满第一和第二容器I和2并且重复进行上文所描述的工艺，由此产生1-MCP。
[0029]在附图1A至IC中，已经说明的是载体气体16按从第二容器2至第一容器I至第三容器3这一顺序运行。然而，载体气体16的转移顺序并不限于上文的实施例。例如，载体气体16可以按从第一容器I至第二容器2至第三容器3这一顺序运行。在这一实例中，包含在第一容器I中的1-MCP前体6被移至第二容器2以与包含在其中的含有氟阴离子的化合物的溶液7反应，由此生成1-MCP。
[0030]就此而言，1-MCP前体的体积相对小于含有氟阴离子的化合物的溶液的体积(1/3至1/5)并且1-MCP前体的量和所产生的1-MCP的量之间有直接关联。以当量或更多(通常1-MCP前体的I至3个当量)使用含有氟阴离子的化合物的溶液，并且因此更可取的是将包括在第二容器中的含有氟阴离子的化合物的溶液移至包括1-MCP前体的第一容器以与1-MCP前体反应。
[0031]含有氟阴离子的化合物的溶液可以通过将含有氟阴离子的化合物溶解于溶剂中来制备。所述溶剂没有特别限制只要其溶解含有氟阴离子的化合物。特别地，溶剂可以是极性和非质子性溶剂，例如DMF、DMS0、二甲基乙酰胺、1-甲基-吡咯烷酮或类似物。
[0032]1-MCP前体是液体状态并且因此可以在未将1-MCP前体溶解在不同溶剂中时使用。然而，如果需要准确生产小量1-MCP，1-MCP前体可使用溶剂稀释并且之后在精确测量其量之后使用。
[0033]包含在第二容器2中的含有氟阴离子的化合物的溶液7通过载体气体16移动至第一容器I并且之后与包含在第一容器I中的1-MCP前体6混合以引起它们之间的反应。就此而言，载体气体16不仅可以转移含有氟阴离子的化合物的溶液7还促进含有氟阴离子的化合物的溶液7和1-MCP前体6更好的混合。所产生的1-MCP随着其被浓缩开始不稳定。然而，在1-MCP生成装置100中，1-MCP通过载体气体在产生之后被立即排放并且因此例如1-MCP聚合的问题不会发生。换句话说，1-MCP生成装置100中的所有工艺可以仅使用载体气体排放1-MCP的压力来进行。
[0034]载体气体16可以被提供至第二容器2、第一容器I和第三容器3而无需使用不同的中间阀以使反应物的转移，它们之间的反应和所获得的反应产物的排放和纯化可以在短时间内以整合的方式进行。
[0035]第一容器1、第二容器2以及，如果包括的话，第三容器3可以分别包括入口 10、12和14并且分别包括出口 11、13和15。第 一容器1、第二容器2以及，如果包括的话，第三容器3可以通过管彼此连接。也就是说，第一容器I和第二容器2通过第一管4彼此连接，而第一容器I和第三容器3通过第二管5彼此连接。如果必要，第二容器2和第三容器3可以通过第二管5彼此连接。载体气体16从空气压缩器(未显示)经由管(未显示)通过第二容器2的入口 12提供至第二容器2的内部并且之后通过第二容器2的出口 13经由第一管4通过第一容器I的入口 10提供至第一容器I。此外，载体气体16经由第二管5通过第一容器I的出口 11排放至第一容器I的外部。如果1-MCP生成装置100包括第三容器3，那么载体气体16通过第三容器3的入口 14提供至第三容器3并且之后经由第三容器3的出口 15排放至外部。如上文所描述的反应物沿着载体气体16的移动途径移动并且所获得的反应产物沿其排放。[0036]1-MCP生成装置的第一容器和第二容器的材料和类型并无特别限制，只要它们具有能够稳定储存所使用的材料以及如果必需的话排放所产生的材料的结构。例如，第一容器和第二容器可以是包括出口和入口并且由就有待储存的材料而言为惰性的材料制成的任何容器。具体地，就耐久性、轻重量和经济的成本而言最广泛使用的树脂例如聚乙烯和聚丙烯是可以使用的而就耐久性、处理方便和可靠性而言氟化的树脂例如特氟纶也是可以使用的。
[0037]通常，1-MCP在Ippm或更少的低浓度时在空气中具有足够的作用，处理IOm3~5，OOOm3的仓库需要大约0.01至5.01 (0.45至220mmole)的1-MCP。在1-MCP生成设备中，1-MCP前体的量在约50mg至约30g的范围内，而含有氟阴离子的化合物的溶液的量在约0.1ml至约200ml的范围内并且因此具有从Iml至500ml的体积范围的容器可被用作第一
容器和第二容器。
[0038]包括第一管4和第二管5的管可具有根据引入每个容器和从每个容器排放的材料的相在每个容器中具有不同的长度。
[0039]具体地，因为仅载体气体16经由第二容器2的入口 12引入第二容器2，入口 12可包括具有达到包含在第二容器2中的含有氟阴离子的化合物的溶液7表面上方的特定位置的长度的管(未显示)。此外，因为第二容器2的出口 13排放含有氟阴离子的化合物的溶液7，出口 13可包括具有达到第二容器2的底部的长度的第一管4。同样，含有氟阴离子的化合物的溶液7和载体气体16经由入口 10引入第一容器I而所获得的包括所产生的1-MCP的反应产物9’经由出口 11排放并且因此分别包括在入口 10和出口 11的第一管4和第二管5不需要具有达到第一容器I的底部的长度。
[0040]第三容器3可包括从第一容器I排放的所获得的包括所产生的1-MCP的反应产物9’经由其引入的出口 14和1-MCP9经由其排放的出口 15。就此而言，入口 14可包括具有达到过滤器8以使所获得的反应产物9’经由其引入的长度的第二管5并且出口 15可包括在过滤器8的表面上方特定部位的管(未显示)。
[0041]包括在第三容器3中的过滤器8通过分解或中和移除反应副产物例如卤代硅烷或酸性副产物例如HF。例如，过滤器8可以是由选自通过溶解NaOH、KOH、Na2CO3^ NaHC03、K2CO3> KHCO3> Na2SiO2, K2SiO2, MeONa, EtONa或iPrONa制备的碱性水溶液；碱性短链醇溶液例如乙二醇、乙醇、甲醇和异丙醇；用碱性水溶液或碱性短链醇溶液灌注的海绵型聚合物和天然纤维；和无机材料例如硅酸盐、氧化铝、泥、硅藻土、石灰、CaCl2、沸石和分子筛中的一种制成的过滤器。
[0042]其中实际发生反应的第一容器I可进一步包括恒温器作为加热设备(未显示)以便保持恒定的反应速度。同样，如果反应发生在第二容器2中，第二容器2可进一步包括恒温器作为加热设备。反应温度可在10至60°C的范围内，例如20至50°C的范围内。如果反应温度在上文描述的范围内，因为副产物的蒸发，对于与1-MC —起排放副产物的顾虑可以最小化并且不需要另外的冷却设备。
[0043]在1-MCP生成装置中使用的载体气体可以是惰性气体例如氮气或空气。载体气体可以通过载体气体提供单元(未显示)例如提供压缩气体的空气压缩器提供。载体气体的流速并未特别限制。然而，如果空气压缩器的压力是相同的，那么流速上的不同可能因为由聚乙烯、聚丙烯或特氟纶制成的连接第一容器、第二容器和过滤器的管的内径而产生。也就是说，当管的内径下降，管中的流速开始加快，而当管的内径增加，管中的流速开始减缓。当管中载体气体的流速增加，将杂质与1-MCP —起随空气的流动排放至容器外部的可能性增加。然而，如果管的内径增加，那么管具有较少的挠性并且因此管不适于用于将容器彼此连接。因此，当容器的体积为约30至500ml时，连接容器的管的内径可以在约1.5至约3.0mm的范围内。
[0044]假设管的体积在约30至约500ml的范围内而连接容器的管的内径在约1.5至约3.0mm的范围内，载体气体可以2ml至3，000ml/min的流速提供至第一容器或第二容器。就此而言，如果需要大量的1-MCP，载体气体可以快流速提供，另一方面，如果需要小量1-MCP，可以慢流速提供载体气体。
[0045]所获得的包括1-MCP的反应产物处于气体状态并且因此可以容易地排放在有待用其处理的空间中而无需使用不同的另外的元件例如喷嘴。
[0046]1-MCP生成装置中使用的1-MCP前体可以是下文式I表示的β -卤代环丙基硅烷衍生物:
[0047]〈式1>
[0048]
【权利要求】
1.一种1-甲基环丙烯生成装置，其包括: 第一容器，其包含1-甲基环丙烯前体， 第二容器，其包含与所述1-MCP前体反应以产生1-甲基环丙烯含有氟阴离子的化合物的溶液； 载体气体，其被引入所述第一容器和所述第二容器中的任一个将所述1-甲基环丙烯前体和所述含有氟阴离子的化合物的溶液中的任一个转移至所述第一容器和所述第二容器中的另一个以使所述1-甲基环丙烯前体和所述含有氟阴离子的化合物的溶液彼此反应， 其中，随着来自所述第一容器和所述第二容器中的任一个的所述载体气体移动至其中的另一个，所述载体气体将在所述第一容器和所述第二容器中的另一个中产生的包括1-甲基环丙烯的反应产物排放至外部。
2.如权利要求1所述的装置，其进一步包括包含过滤器的第三容器以便从所述反应产物除去除了 1-甲基环丙烯之外的副产物。
3.如权利要求1所述的装置，其中所述载体气体被引入所述第二容器以将所述含有氟阴离子的化合物的溶液转移至所述第一容器以使所述1-甲基环丙烯前体与所述含有氟阴离子的化合物的溶液反应。
4.如权利要求1所述的装置，其中所述第一容器和所述第二容器各自包括入口和出□。
5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一容器和所述第二容器通过管彼此连接。
6.如权利要求2所述的装置，其中所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器，或者所述第二容器、所述第一容器和所述第三容器通过管互相顺序连接。
7.如权利要求1或2所述的装置，其中所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器可拆卸地连接。
8.如权利要求5或6所述的装置，其中所述管具有1.0至3.0mm的内径并且所述载体气体通过所述管以10ml/min至1，000ml/min的流速引入所述第一容器或所述第二容器。
9.如权利要求1或2所述的装置，其进一步包含机箱，其中安装所述第一容器、所述第二容器和所述第三容器。
10.如权利要求1所述的装置，其中所述1-甲基环丙烯前体是下文式I表示的β-卤代环丙基硅烷衍生物:
11.如权利要求1所述的装置，其中含有氟阴离子的化合物可以是下文式2所表示的化合物: 〈式2>
12.如权利要求1所述的装置，其中所述第一容器或所述第二容器进一步包含恒温器。
13.如权利要求1所述的装置，其中所述载体气体是氮气或空气。
14.如权利要求1所述的装置，其中所述1-甲基环丙烯前体的量是基于所述含有氟阴离子的化合物溶液的I当量的I至3当量。
15.如权利要求2所述的装置，其中所述过滤器包括碱性水溶液；碱性短链醇溶液；用碱性水溶液或碱性短链醇溶液灌注的海绵型聚合物和天然纤维；或无机材料。
16.如权利要求12所述的装置，其中包含所述恒温器的所述第一容器或所述第二容器维持在范围从10至60°C的温度。
17.如权利要求1所述的装置，其中所述含有氟阴离子的化合物的溶液通过将含有氟阴离子的化合物溶解于选自DMSO、DMF、二甲基乙酰胺和1-甲基-2-吡咯烷酮的至少一种溶剂中来制备。
18.如权利要求1所述的装置，其中所述含有氟阴离子的化合物的溶液具有5%至65%的浓度。
19.如权利要求1所述的装置，其中所述载体气体从所述第二容器引入所述第一容器以便将所述含有氟阴离子的化合物的溶液转移至含有1-甲基环丙烯前体的所述第一容器。
【文档编号】C07C2/06GK103459356SQ201280017027
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2012年3月20日 优先权日:2011年3月30日
【发明者】刘相九, 郑晋旭 申请人:依如睦生物科技株式会社