专利名称：合成β-紫罗兰酮的方法
技术领域：
本发明涉及^-紫罗兰酮的合成方法。
背景技术：
/3-紫罗兰酮是医药工业中制备维生素A的重要原料， 一般可以通过假 性紫罗兰酮在浓硫酸催化作用下的环化反应合成。传统的/3-紫罗兰酮合成工艺通常采用间歇反应器，并在持续搅拌下将 假性紫罗兰酮缓慢加入到有机溶剂和浓硫酸的混合物中进行环化反应。由 于反应发生在溶剂相和硫酸相的两相界面，所以两相在反应器中的充分混 合能够提高反应接触面积。温度升高会导致反应向生成a-紫罗兰酮和其它副产物的方向进行，因 此0-紫罗兰酮合成工艺的反应温度需要控制在-15 (TC，但是反应为强放 热反应，所以应当迅速移除反应热，避免因温度升高而降低反应产物中/3-紫罗兰酮的选择性。传统合成工艺中采用的间歇反应器和搅拌混合的方法很难实现两相 物料的均匀混合，反应器内的均匀分布，以及反应热的迅速移除。此外， 间歇反应工艺在本质上还存在操作和工艺控制复杂，反应时间长，能耗大 和放大困难等缺陷。为了简化操作和控制，实现0-紫罗兰酮的连续化生产，CN1037343C 披露了采用管式反应器，在超声波辐射作用下于室温进行环化反应的方 法，但超声波的使用显然不利于/3-紫罗兰酮选择性的提高。CN1125022C 披露了一种采用管式反应器连续生产/ -紫罗兰酮的方法，但反应压力为 110大气压，操作条件苛刻。因此，有必要开发一种可以连续操作，工艺简单，易于控制，混合效 果好，并能够进行处理量简单放大的/5-紫罗兰酮合成方法。发明内容为了解决目前/3-紫罗兰酮间歇反应工艺操作复杂，溶剂和硫酸两相混 合不充分，反应温度不易控制，以及放大困难等问题，本发明提供了一种 采用连续合成/3-紫罗兰酮的方法。本发明所提供的合成/3-紫罗兰酮的方法，其特征在于，同时将假性紫 罗兰酮或溶于溶剂的假性紫罗兰酮，与浓硫酸分别连续输入一个微反应 器，在设定温度下进行反应，反应产物经分离、提纯得到/3-紫罗兰酮。本发明的优选技术方案为，将假性紫罗兰酮溶于溶剂，与浓硫酸分别 用泵同时输入置于温控系统中的微反应器，控制反应温度为-40 (TC，在 反应器出口以冰水中止反应，有机相经分离、提纯得到/3-紫罗兰酮。所述微反应器的材质，优选但不限于不锈钢、特种合金、钽材、石英、 高分子聚合物、或它们的任意组合。所述微反应器的通道结构，优选但不限于毛细管式、曲径式、梳式、 层叠式、盘片式、环锥式、或它们的任意组合。所述微反应器的通道尺寸为10 500jum，处理能力为6 ml/h 10001/h。所述溶剂为所有与假性紫罗兰酮互溶的溶剂，优选但不限于环己烷、 丙酮、四氯化碳、氯仿、二氯甲垸、苯、甲苯等。所述浓硫酸的浓度为50 98wt%。优选溶剂与假性紫罗兰酮体积配比为0.5/1 20/1，浓硫酸与假性紫罗 兰酮体积配比为1/1 10/1，进料流量为10ml/h 1001/h，反应温度为-20 0°C。本发明采用微反应器连续合成/3-紫罗兰酮，反应时间短，温度易于控 制，能够有效抑制副反应，产物中)3-紫罗兰酮选择性为90 97wt%，产品 质量稳定。另外由于采用微反应器，使得反应装置的搭建和操作非常方便, 工艺参数的调节控制方便准确，占地极少，可通过增加微反应器数目方便灵活地放大处理规模。与传统间歇反应多采用密度较高的有害卤代烃作为 溶剂相比，本发明对溶剂密度没有要求，可以选择任何能与假性紫罗兰酮 互溶的溶剂。
图l根据本发明的一个连续合成/5-紫罗兰酮的实施例的流程示意图。 所列附图用于进一步描述利用本发明的公开的具体实施例和方法，附 图以及该描述是示例性而非限制性的。
具体实施方式
本发明提供的连续合成/3-紫罗兰酮的方法采用了微反应器。所采用的 微反应器的通道尺寸由亚微米级到毫米级，与传统的反应器相比，具有更 大的比表面积和更小的体积。由于其微小的通道尺寸，在微反应器中多股 流体能够实现均匀混合。由于微反应器比表面积高，体积小，所以具有良 好的导热性能，能够快速精确地控制反应温度。本发明可以将假性紫罗兰酮与浓硫酸分别用泵输入微反应器反应，也 可以优选先将假性紫罗兰酮溶于溶剂，然后将假性紫罗兰酮溶液与浓硫酸 分别输入微反应器反应。反应过程中微反应器置于温控系统中，使反应在设定温度下进行，优 选的反应温度为-40 (TC。在微反应器出口，以冰水中止反应，反应产物 有机相经分离、提纯得到j8-紫罗兰酮。本发明所采用的微反应器的材质，优选但不限于不锈钢、特种合金、 钽材、石英、高分子聚合物、或它们的任意组合。微反应器的通道结构， 优选但不限于毛细管式、曲径式、梳式、层叠式、盘片式、环锥式、或它 们的任意组合。微反应器的通道尺寸为10 500/mi，处理能力为6ml/h 1000 1/h。所述溶剂为所有与假性紫罗兰酮互溶的溶剂，优选但不限于环己烷、 丙酮、四氯化碳、氯仿、二氯甲垸、苯、甲苯等。所述浓硫酸的浓度为50 98wt%。优选溶剂与假性紫罗兰酮体积配比为0.5/1 20/1，浓硫酸与假性紫罗 兰酮体积配比为1/1 10/1，进料流量为10ml/h 1001/h，反应温度为-20 0°C。所述微反应器具有高速混合，高效传热，停留时间分布窄和反应条件 易于控制等优点，尤其适用于假性紫罗兰酮环化反应合成/3—紫罗兰酮这 种需要实现均匀混合，放热剧烈，并需要严格控制反应温度的化学反应。 将假性紫罗兰酮和溶剂的混合物与浓硫酸分别连续输入微反应器，能够极 大地强化两相物料的混合过程，在极短的停留时间内，优选低于l分钟， 完成反应，并能准确控制反应温度，有效抑制副产物的生成，实现质量稳 定的iS-紫罗兰酮产品的连续生产。为了进一步了解本发明的结构、特征及其目的，请参阅以下有关本发明的附图及具体实施例的详细说明 实施例1将氯仿/假性紫罗兰酮体积配比为3/1的混合物10，以及95 98wt% 的浓硫酸20，分别以15ml/h的流量，同时用泵30和泵40输入置于温控 装置50中的微反应器60，反应温度控制为-2'C。该微反应器的通道结构为 梳式，通道尺寸为75ptm。用冰水收集反应产物70，采用气相色谱对经溶 剂萃取得到的有机相进行分析，假性紫罗兰酮环化反应的转化率为 97.91wt%， /3-紫罗兰酮的选择性为94.96wt%。实施例2将氯仿/假性紫罗兰酮体积配比为3/1的混合物10，以及95 98wt% 的浓硫酸20，分别以30ml/min的流量，同时用泵30和泵40输入置于温 控装置50中的微反应器60，反应温度控制为-2"C。该微反应器的通道结构 为梳式，通道尺寸为75/mi。用冰水收集反应产物70，采用气相色谱对经 溶剂萃取得到的有机相进行分析，假性紫罗兰酮环化反应的转化率为 97.87wt%， |3-紫罗兰酮的选择性为92.93wt%。实施例3将氯仿/假性紫罗兰酮体积配比为6/1的混合物10，以及95 98wt% 的浓硫酸20，分别以30ml/h的流量，同时用泵30和泵40输入置于温控 装置50中的微反应器60，反应温度控制为-2"C。该微反应器的通道结构为 梳式，通道尺寸为75/mi。用冰水收集反应产物70，采用气相色谱对经溶 剂萃取得到的有机相进行分析，假性紫罗兰酮环化反应的转化率为 82.41wt%， iS-紫罗兰酮的选择性为94.72wt%。虽然本发明已将较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明，任 何熟习此技艺者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种更动与润 饰，因此本发明的保护范围应以申请专利的权利要求范围为准。
权利要求
1.一种合成β-紫罗兰酮的方法，其特征在于，同时将假性紫罗兰酮反应物与浓硫酸分别连续输入一个微反应器中，在设定温度下反应，反应产物经分离、提纯得到β-紫罗兰酮。
2. 如权利要求l所述的合成方法，其特征在于，所述微反应器材质为 不锈钢、特种合金、钽材、石英、髙分子聚合物，或它们的任意组合。
3. 如权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述微反应器 的通道结构为毛细管式、曲径式、梳式、层叠式、盘片式、环锥式，或它们 的任意组合。
4. 如权利要求1或2所述的合成方法，其特征在于，所述的微反应 器的通道尺寸为10 500)um。
5. 如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述的微反应器的 处理能力为6ml/h 1000 1/h。
6. 如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，所述假性紫罗兰酮 反应物包括假性紫罗兰酮的溶液，所使用溶剂为环己烷、丙酮、四氯化碳、 氯仿、二氯甲烷、苯或甲苯。
7. 如权利要求l、 2 、 5或6所述的合成方法，其特征在于，所述的 浓硫酸的浓度为50 98wt%。
8. 如权利要求6所述的合成方法，其特征在于，所述溶剂与假性紫 罗兰酮的体积配比为0.5/1 20/1,所述硫酸与假性紫罗兰酮的体积配比 为1/1 10/1。
9. 如权利要求1所述的合成方法，其特征在于，该合成方法的反应温度为-40 0。C,
全文摘要
本发明涉及一种合成β-紫罗兰酮的方法，特别涉及一种采用微反应器，以浓硫酸为催化剂，通过对假性紫罗兰酮进行环化反应连续合成β-紫罗兰酮的方法。这种合成方法能够有效抑制副反应的发生，产物中β-紫罗兰酮的选择性为90～97wt％。
文档编号C07C49/00GK101333154SQ20081010026
公开日2008年12月31日 申请日期2008年5月16日 优先权日2007年6月28日
发明者敏 付, 廖建平, 郭岱石 申请人:拜耳技术工程(上海)有限公司