一种氧氟环合酯的制备装置的制作方法

本发明属于化学工程领域，具体地说是一种氧氟环合酯的制备装置。

背景技术：

氧氟沙星为杀菌剂，通过作用于细菌DNA螺旋酶的A亚单位，抑制DNA的合成和复制而导致细菌死亡，具有光谱抗菌作用。氧氟环合酯作为生产氧氟沙星的中间体，其生产对氧氟沙星的产率有着重要效果。目前，生产多采用如下述比较温和的路线。

该路线反应较为温和，采用的最初级的原料或者溶剂为甲苯、三乙胺、四氟苯甲酰氯、N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯、L-氨基丙醇、二甲基甲酰胺、氟化钾等。这些原料均具有一定毒性，与人体接触对人体的健康有所影响。目前生产该产品的设备为半开放型，工作人员需要完全的防护才能进入生产车间，整个过程需要人工接近操作。

技术实现要素：

本发明提供一种氧氟环合酯的制备装置，用以解决现有技术中的缺陷。

本发明通过以下技术方案予以实现：

一种氧氟环合酯的制备装置，包括三套液体称量进料装置、两套反应釜装置和一套洗涤干燥装置；液体称量进料装置包括称量秤，称量秤的上部固定安装称量瓶，称量瓶为密闭的瓶体，称量瓶上开设三个端口，称量瓶三个端口分别连接进液管、气泵和出液管，进液管和气泵的一端均连接称量瓶的上端，气泵为双向气泵，气泵的另一端通过连接大气，出液管连接称量瓶的下端，进液管的另一端连接分路阀；分路阀包括中空的圆饼状的阀壳，阀壳内置圆形的阀芯，阀芯的中心处连接旋转电机，阀芯能够在阀壳内转动，阀芯上开设一条贯穿直径的条形孔，阀壳的外周均匀开设六或八个带有接头的通孔，条形孔能有与相对侧的两个通孔贯通，其中位于一侧的相邻的一半的通孔分别通过各自的接头的管路连接进液管的端部，另一半的通孔通过各自的接头的管路连接储液罐；反应釜装置包括釜体，釜体的进液口连接三通阀，通过三通阀能够连接液体称量进料装置的出液管，釜体的底部设有出液口，釜体内设有搅拌装置和加热/降温装置，釜体上连接抽真空装置，釜体的顶部安装蒸馏回收装置；洗涤干燥装置包括洗涤罐，洗涤罐的中部安装过滤网，洗涤罐内的上部设有喷淋喷头，喷淋喷头的进口位于洗涤罐的外部，洗涤罐的下端为出口，洗涤罐内安装加热棒，洗涤罐的顶部开设排气阀；三套液体称量进料装置分别为第一液体称量进料装置、第二液体称量进料装置和第三液体称量进料装置，两套反应釜装置分别为第一反应釜装置和第二反应釜装置；第一液体称量进料装置的储液罐为四个，阀壳上的带有接头的通孔为八个，四个储液罐内分别存放的为甲苯、三乙胺、四氟苯甲酰氯和水，第一液体称量进料装置的出液管连接第一反应釜装置的进液口；第二液体称量进料装置的储液罐为四个，阀壳上的带有接头的通孔为八个，四个储液罐内分别存放的为N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯、L-氨基丙醇、盐酸和水，第二液体称量进料装置的出液管连接第一反应釜装置的进液口；第三液体称量进料装置的储液罐为三个，阀壳上的带有接头的通孔为六个，三个储液罐内分别存放的为二甲基甲酰胺、氟化钾和第一反应釜装置生成的反应液；第一反应釜装置的出液口连接第二液体称量进料装置的一个储液罐；第二反应釜装置的出液口连接洗涤干燥装置的洗涤罐的进口；进液管、出液管和管路上均安装阀门。

如上所述的一种氧氟环合酯的制备装置，所述的气泵的另一端通过三通阀分别连接氮气罐和大气，气泵的管路上均有阀门。

如上所述的一种氧氟环合酯的制备装置，所述的蒸馏回收装置由回收罐、回收罩、回收管和冷却管，回收罐的上端连接斜向的回收管的下端，回收管的外周缠绕设有冷却管，回收管的上端安装开口朝下的喇叭口型的回收罩，回收罩位于釜体内部。

本发明的优点是：本发明的装置能够完全的密闭化，所有的原料或溶剂均在密闭的环境内完成，有效减少各种有毒原料对工作人员的伤害。所有操作过程可以在无防护或者低防护的状态下人工操作，也可以与现有的电子控制设备结合，实现自动化的操作。封闭的装备在使用时安全性更高，也可以提高产物的收率。本发明能够提高原料利用率高，使目标产物的收率在136%（以2，3，4，5-四氟苯甲酰氯重量计），比目前生产水平提高%；由于反应条件温和，操作更加简单，在提高反应收率与保证品收率与质量的同时，节约了生产成本，减少了三废的排放。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的结构框图；图2是本发明的结构示意图；图3是本发明的第一液体称量进料装置的结构示意图；图4是本实发明的第二液体称量进料装置的结构示意图；图5是本发明的第一反应釜装置的结构示意图；图6是本发明的第三液体称量进料装置的结构示意图；图7是本发明的第一反应釜装置的结构示意图；图8是本发明的洗涤干燥装置的结构示意图。

附图标记：1称量秤 2称量瓶 3进液管 4气泵 5出液管 6分路阀 61阀壳 62阀芯 63旋转电机 64通孔 65条形孔 7储液罐 8釜体 9三通阀10出液口 11搅拌装置 12加热/降温装置 13抽真空装置 14蒸馏回收装置 141回收罐 142回收罩 143回收管 144冷却管 15洗涤罐 16过滤网 17喷淋喷头 18加热棒 19排气阀 20氮气罐。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种氧氟环合酯的制备装置，如图所示，包括三套液体称量进料装置、两套反应釜装置和一套洗涤干燥装置；液体称量进料装置包括称量秤1，称量秤1的上部固定安装称量瓶2，称量瓶2为密闭的瓶体，称量瓶2上开设三个端口，称量瓶2三个端口分别连接进液管3、气泵4和出液管5，进液管3和气泵4的一端均连接称量瓶2的上端，气泵4为双向气泵，气泵4的另一端通过连接大气，出液管5连接称量瓶2的下端，进液管3的另一端连接分路阀6；分路阀6包括中空的圆饼状的阀壳61，阀壳61内置圆形的阀芯62，阀芯62的中心处连接旋转电机63，阀芯62能够在阀壳61内转动，阀芯62上开设一条贯穿直径的条形孔65，阀壳61的外周均匀开设六或八个带有接头的通孔64，条形孔65能有与相对侧的两个通孔64贯通，其中位于一侧的相邻的一半的通孔64分别通过各自的接头的管路连接进液管3的端部，另一半的通孔64通过各自的接头的管路连接储液罐7；反应釜装置包括釜体8，釜体8的进液口连接三通阀9，通过三通阀9能够连接液体称量进料装置的出液管5，釜体8的底部设有出液口10，釜体8内设有搅拌装置11和加热/降温装置12，釜体8上连接抽真空装置13，釜体8的顶部安装蒸馏回收装置14；洗涤干燥装置包括洗涤罐15，洗涤罐15的中部安装过滤网16，洗涤罐15内的上部设有喷淋喷头17，喷淋喷头17的进口位于洗涤罐15的外部，洗涤罐15的下端为出口，洗涤罐15内安装加热棒18，洗涤罐15的顶部开设排气阀19；三套液体称量进料装置分别为第一液体称量进料装置、第二液体称量进料装置和第三液体称量进料装置，两套反应釜装置分别为第一反应釜装置和第二反应釜装置；第一液体称量进料装置的储液罐7为四个，阀壳61上的带有接头的通孔64为八个，四个储液罐7内分别存放的为甲苯、三乙胺、四氟苯甲酰氯和水，第一液体称量进料装置的出液管5连接第一反应釜装置的进液口；第二液体称量进料装置的储液罐7为四个，阀壳61上的带有接头的通孔64为八个，四个储液罐7内分别存放的为N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯、L-氨基丙醇、盐酸和水，第二液体称量进料装置的出液管5连接第一反应釜装置的进液口；第三液体称量进料装置的储液罐7为三个，阀壳61上的带有接头的通孔64为六个，三个储液罐7内分别存放的为二甲基甲酰胺、氟化钾和第一反应釜装置生成的反应液；第一反应釜装置的出液口10连接第二液体称量进料装置的一个储液罐7；第二反应釜装置的出液口10连接洗涤干燥装置的洗涤罐15的进口；进液管3、出液管5和管路上均安装阀门。本发明的装置能够完全的密闭化，所有的原料或溶剂均在密闭的环境内完成，有效减少各种有毒原料对工作人员的伤害。所有操作过程可以在无防护或者低防护的状态下人工操作，也可以与现有的电子控制设备结合，实现自动化的操作。封闭的装备在使用时安全性更高，也可以提高产物的收率。本发明能够提高原料利用率高，使目标产物的收率在136%（以2，3，4，5-四氟苯甲酰氯重量计），比目前生产水平提高8%；由于反应条件温和，操作更加简单，在提高反应收率与保证品收率与质量的同时，节约了生产成本，减少了三废的排放。

具体而言，为了提高使用过程的安全性，本实施例所述的气泵4的另一端通过三通阀9分别连接氮气罐20和大气，气泵4的管路上均有阀门。四氟苯甲酰氯比较活泼，称量和加料过程中向称量瓶2内先充入氮气进行保护，避免四氟苯甲酰氯与空气接触，能够有效提高安全性。

具体的，为了方便回收相关蒸馏产物，本实施例所述的蒸馏回收装置14由回收罐141、回收罩142、回收管143和冷却管144，回收罐141的上端连接斜向的回收管143的下端，回收管143的外周缠绕设有冷却管144，回收管143的上端安装开口朝下的喇叭口型的回收罩142，回收罩142位于釜体8内部。通过喇叭口型的回收罩142能够快速的将待回收蒸汽收集，提高回收效率。

本发明的工作过程为：

液体称量进料装置的工作过程为：将各个管路上的阀门关闭，打开进液管3上的阀门，通过旋转电机63转动，使得阀芯62转动并将需要加入的液体的通孔64与条形孔65对应，通过气泵4抽气，将液体抽入至称量瓶2内，称量秤1能够显示称量的数值，当达到预定的数量时，停止抽气，将进液管3上的阀门关闭，打开出液管5的阀门，通过气泵4向内充气，将液体压入至反应釜装置内。采用同样的方式可以吸入水，通过水对管路和称量瓶2进行洗涤，洗涤后的水可以在出液管5上安装旁路以便于排出。

反应釜装置的工作过程为：通过三通阀9可以连接不同的进液装置，加入的反应液在釜体8内反应；通过搅拌装置11进行搅拌，搅拌装置11为现有公知的装置，例如搅拌叶、搅拌棒等；通过加热/降温装置12调节釜体8内的温度，加热/降温装置12为现有公知装置，例如加入可以采用加热丝、加热棒，降温可以采用水冷套等；抽真空装置13可以控制釜体8内的压力；蒸馏回收装置14能够采用低压蒸馏方式将部分溶剂回收。

洗涤干燥装置的工作过程为：将产物加入至洗涤罐15内，通过过滤网16将固体过滤，通过向过滤网16上喷淋相关的洗涤液（水或者甲醇），从而完成洗涤。洗涤后通过加热棒18加热，将洗涤液蒸发干燥，排气阀19控制洗涤罐15内压力，避免压力过高，同时方便将蒸出的洗涤液排出。

以其中一次制备氧氟环合酯为例，具体说明本发明的工作过程：通过第一液体称量进料装置依次将150g甲苯、53g三乙胺、100g四氟苯甲酰氯（0.470摩尔）依次投入第一反应釜装置内，开启搅拌后，降温至10℃～15℃。通过第二液体称量进料装置先准备将66g N,N-二甲氨基丙烯酸乙酯加入至第一反应釜装置内，加入时通过气泵4缓慢充气，达到滴加的效果，保持反应釜内温度10℃～15℃开启搅拌滴加， 20分钟完成全部滴加完毕后，慢慢加热升温65℃～70℃搅拌保温1小时。降温至30℃～35℃，再通过第二液体称量进料装置加入35g L-氨基丙醇，慢慢加热升温至40℃～45℃，保温反应2小时。再通过第二液体称量进料装置加入50g精制盐酸溶入100g饮用水，慢慢滴加调节pH5.0-6.0。搅拌10分钟，复测pH值稳定后停搅拌静置分层。上层（甲苯层）减压回收甲苯至反应釜内无甲苯溶液，加压过程中先通过真空装置13降低釜体内压力，再加热将甲苯蒸出回流收集。下层的反应液加入至第三液体称量进料装置的储液罐7内。通过第三液体称量进料装置将二甲基甲酰胺800g加入第二反应釜装置内，启动搅拌，通过第三液体称量进料装置在投氟化钾70g，升温常压回收前馏分至反应釜内温度155℃±2℃。加入反应液，升温保持继续回流保温3小时。保温结束，降温至100℃以下，减压回收二甲基甲酰胺至将干。回收结束后加饮用水500g，搅拌30分钟过滤。加入至洗涤干燥装置后水洗干净，最后用甲醇冲洗，干燥。收氧氟环合酯136g（0.439），摩尔收率93.4%。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。