一种生产吐纳麝香的微连续流工艺的制作方法

本发明属于有机合成工艺技术领域，具体涉及一种生产吐纳麝香的微连续流工艺。

背景技术：

鉴于天然麝香来源有限、价格昂贵远不足人们对麝香的需求，所以急需开发具有麝香香气的合成麝香来满足市场需求，其中吐纳麝香（7-乙酰基-1,1,3,4,4,6-六甲基-1,2,3,4-四氢化萘）就是其中的一种。它属于双环类萘满型麝香，具有浓厚的粉香气息，香质优良、香气幽雅、留香持久，给人一种十分舒坦愉快的感觉，该产品扩散力强、调和性好，在酸碱介质中稳定，不易变色，与纤维附着力强，适用于香皂、香粉等高档化妆品，也适用于洗涤剂、织物柔软剂等，是国际公认的安全、无害香料，在合成麝香中位居首位。根据有关显示可知吐纳麝香在国内的需求量急剧上升，目前工业上合成吐纳麝香主要有四个步骤：(1)2,3-二甲基-1-丁烯、叔丁基氯和伞花烃反应得到中间产物1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘(hmt)；(2)然后提纯粗中间体hmt；(3)中间体hmt再与乙酰氯反应生成粗产品吐纳麝香；(4)粗产品吐纳麝香的纯化。

中国专利cn2011100002913.3公开了一种工业吐纳麝香的制备方法：(1)先将2,3-二甲基-1-丁烯、叔丁基氯和对异丙基甲苯在溶剂与催化剂的作用下制备中间体1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘；(2)再将中间体1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘进行淬灭、分层、盐洗、干燥和减压蒸馏得到纯度较高的中间体1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘；(3)接着将中间体溶解于乙酰氯中，低温下缓慢滴加到二氯甲烷与催化剂的混合物中，反应液经过淬灭、分层、盐洗、干燥和减压蒸馏得到7-乙酰基-1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘粗品；(4)将上述粗品按重量百分比加入到1.5-2倍的无水乙醇中，加热溶解后，置于0℃条件下放置24—28小时，待固体全部析出后，抽滤，得到纯度大于98%的7-乙酰基-1,1,3,4,4,6-六甲基四氢化萘，即吐纳麝香。

中国专利cn200710170780.4公开了一种工业吐纳麝香的制备方法：(1)制备中间体hmt：将原料对异丙基甲苯与2,3-二甲基-1-丁烯和叔丁基氯的溶液滴加到混合路易斯酸和溶剂的混合物中，2-3小时滴加完毕，继续室温反应0.5-1小时，生成中间体hmt；其中对异丙基甲苯与2，3-二甲基-1-丁烯的摩尔比为1.5-5:1；叔丁基氯与对2,3-二甲基-1-丁烯的摩尔比为1.1-1.5:1；所述混合路易斯酸是由路易斯酸和适量无机酸组成，无机酸与路易斯酸的比例为0.1-0.5:1，路易斯酸是无水三氯化铝或无水氯化锌，无机酸采用浓硫酸、磷酸或多聚磷酸；所述溶剂为烷烃或芳香烃烃类化合物；(2)中间体hmt经分离纯化后进一步进行傅-克酰基化反应：在反应介质中加入路易斯酸，室温下依次滴加乙酰化试剂和hmt溶液，滴加完后继续搅拌直至反应完成，时间为1-3小时，最终得到目标产物吐纳麝香。

以上各专利的公开方法中，吐纳麝香的两步合成反应均是低温条件下进行的傅克反应，且放热量非常大，为了控制反应温度，反应通常是在釜式反应器中，采用滴加的方式进行的，效率很低；反应结束后反应液需要利用冰盐水进行快速的猝灭，猝灭过程涉及无水三氯化铝和水的强放热反应，为了控制猝灭的温度，猝灭过程通常也是需要大量的冰盐水，且操作也需要缓慢进行，效率也很低。因此，其生产过程存在生产规模小、操作成本高、操作时间长、危险性高等问题，不符合当前化工行业对环保和安全性的要求。所以有必要开发一种对生产效率高、安全稳定的吐纳麝香生产工艺。

技术实现要素：

本发明的目的是解决上述已有方法中的缺陷，提供了一种生产吐纳麝香的微连续流工艺，配制了均相催化剂代替了传统的固体颗粒催化剂，其反应条件温和可控，对环境友好，且原料利用率高，hmt的转化率达到99.5%以上，选择性最高达98%。

为实现上述方案，本发明采用如下技术方案:

一种生产吐纳麝香的微连续流工艺，采用溶剂和乙酰氯溶解无水氯化铝形成的均相溶液，作为催化剂相，以hmt溶解于溶剂中作为原料相，分别通过计量泵a和计量泵b，将其混合通入微通道反应器，反应一定时间后经微结构混合器进行淬灭，然后经萃取、分层，而后旋蒸、重结晶和干燥得到吐纳麝香。以下为本发明工艺的反应式:

具体包括以下步骤：

（1）将乙酰氯、催化剂和溶剂充分混合搅拌配成均相溶液,作为催化剂相；然后将hmt溶解与溶剂中，作为原料相,经计量泵a和计量泵b分别通入微通道反应器中t型通道混合器a进行混合预冷,随即进入微通道反应器中的反应模块进行反应；

（2）从反应模块流出的反应液与经计量泵c注射的冰盐水同步通入微结构混合器中的t型通道混合器b进行混合，随即进入微结构混合器中的淬灭模块进行淬灭；

（3）步骤（2）淬灭后的溶液排入收集器中，然后进行萃取、分层、旋蒸和重结晶分离得到吐纳麝香。

进一步地,步骤(1)中所述的催化剂在通常条件下是固体，若想将微通道反应器应用于该反应中，催化剂必须溶解在某一溶剂中成为均相，并且既要保证催化剂能完全溶解，又要确保催化剂具有较好的催化活性，具体的制备如下：

(1)催化剂的非均相混合：以适量的溶剂做底物，在机械搅拌、-5-0℃条件下分批次缓慢加入一定量的无水氯化铝，分批加入后在此温度下继续搅拌一段时间；

(2)催化剂的溶解：在上述溶液中缓慢滴加一定量的原料乙酰氯，滴加的过程维持在低温和剧烈搅拌的条件下,全部滴加结束后继续在此条件下让其充分溶解、混合均匀，使其成为稳定的均相溶液。

进一步地,步骤(1)中所述催化剂为无水氯化铝，所述催化剂相与原料相的混合溶液中催化剂的质量为hmt质量的120-150%。

进一步地,步骤(1)所述催化剂相与原料相的混合溶液中乙酰氯与hmt的摩尔比为(1-4):1。

进一步地,步骤(1)中催化剂相溶液的流速为0.08-5ml/min，原料相溶液的流速为0.05-5ml/min。

进一步地,所述微通道反应器和微结构混合器均设置于冷却装置内。

进一步地,步骤(1)中反应模块内反应时间为1-10min，反应温度为-5-5℃，压力为0.1mpa。

进一步地,步骤(2)中反应液与冰盐水的体积比在1:0.5-2。

进一步地,所述步骤(3)具体操作为：步骤（2）淬灭后的溶液排入收集器中，然后进行萃取、分层，再经旋蒸后加入甲醇或乙醇，然后在60-70℃的温度下充分溶解并混合均匀；在搅拌的条件下迅速降温使其结晶；再用抽滤机对结晶的产品进行抽滤，滤液作为母液回收使用，滤渣经过冷冻干燥4-6h后转移到45℃的常压鼓风干燥箱中干燥8-12h得到吐纳麝香。

进一步地,所述微通道反应器中反应模块为直型微通道结构，其内径为0.5-5mm，总体积为5-50ml。

进一步地,所述的微结构混合器中淬灭模块为直型微通道结构，其内径为0.5-5mm，总体积为5-50ml。

进一步地,步骤（1）所述的溶剂为卤代烷等对三氯化铝具有较强溶解能力的有机物，hmt和溶剂的摩尔比在1:5-14。

与传统生产吐纳麝香的工艺相比，本发明具有如下优点:

(1)本发明通过采取微通道反应器工艺，相比于传统釜式反应器中的间歇操作，微通道反应器可以更安全可控、操作简便、高效连续得生产吐纳麝香。而且产品的收率和选择性均优于传统的釜式反应器。

(2)本发明利用微结构混合器进行反应的猝灭，猝灭放出的热量可及时移走，提高了猝灭过程的安全性，降低了猝灭过程的原料损失。

附图说明

图1为本发明工艺流程示意图；

图2为实施例1的工艺设备结构示意图；

图中：1-计量泵a，2-计量泵b，3-计量泵c，4-微通道反应器，401-t型通道混合器a，402-反应模块，5-微结构混合器，501-t型通道混合器b，502-淬灭模块，6-冷却装置，7-收集器。

具体实施方式

为了使本发明所述的内容更加便于理解，下面结合具体实施方式对本发明所述的技术方案做进一步的说明，但是本发明不仅限于此。

实施例1:

结合附图2所示，本实施例的工艺设备包括计量泵a1、计量泵b2和计量泵c3，所述计量泵a1与微通道反应器4中t型通道混合器a401的第一进口相连，所述计量泵b2与微通道反应器4中t型通道混合器a401的第二进口相连，微通道反应器4中t型通道混合器a401的第三进口与反应模块402入口相连，反应模块402出口与微结构混合器5中t型通道混合器b的第一进口相连，所述计量泵c3的出口与t型通道混合器b的第二进口相连，t型通道混合器b的第三进口与淬灭模块502入口相连，淬灭模块502出口与收集器7相连；所述微通道反应器4和微结构混合器5均设置于冷却装置6中，所述冷却装置6由外部冷阱设备进行控制。

（1）将乙酰氯、催化剂alcl3和二氯乙烷在0℃下，按1:1:7的摩尔比下混合搅拌溶解成均相溶液,作为催化剂相；然后将hmt与二氯乙烷按摩尔比1:5的条件下混合均匀得到原料相,经计量泵a1和计量泵b2分别通入微通道反应器4中t型通道混合器a401进行混合预冷,随即进入微通道反应器4中内径为1mm的反应模块402停留反应7min；

（2）从反应模块402流出的反应液与经计量泵c3注射的4wt%的氯化钠冰水溶液同步通入微结构混合器5中的t型通道混合器b501进行混合，随即进入微结构混合器5中的淬灭模块501进行淬灭；

（3）步骤（2）淬灭后的溶液排入收集器7中，然后进行萃取、分层，再经旋蒸后加入甲醇或乙醇，然后在60-70℃的温度下充分溶解并混合均匀；在搅拌的条件下迅速降温使其结晶；再用抽滤机对结晶的产品进行抽滤，滤液作为母液回收使用，滤渣经过冷冻干燥4-6h后转移到45℃的常压鼓风干燥箱中干燥8-12h得到吐纳麝香。

本实施例中,步骤(1)所述催化剂相与原料相的混合溶液中乙酰氯与hmt的摩尔比为4:1。

本实施例中,步骤(1)中催化剂相溶液的流速为1ml/min，原料相溶液的流速为0.05-5ml/min。

本实施例中,步骤(1)中反应模块内反应时间为10min，反应温度为-5℃，压力为0.1mpa。

本实施例中,步骤(2)中反应液与冰盐水的体积比在2。

本实施例中,所述微通道反应器中反应模块为直型微通道结构，其内径为0.5mm，总体积为5ml。

本实施例中,所述的微结构混合器中淬灭模块为直型微通道结构，其内径为0.5mm，总体积为5ml。

通过gc分析hmt的转化率与产品的收率，本实施例中hmt的转化率为99.5%，ahmt的收率为97.3%，纯度为98.5%。

比较例1

在0℃下，往500ml带搅拌装置的反应釜中加入33.68g二氯乙烷(ar)和16g无水氯化铝作为催化剂，在恒压滴液漏斗中储存22.31ghmt(97%)、25.48g二氯乙烷(ar)和9.42g乙酰氯(ar)，恒压滴液漏斗的下口设预冷导液管伸入反应釜底部，整个反应釜通过冷阱维持在2℃，控制hmt的滴加时间为1h，滴完后立马加入大量的冰水淬灭反应，继续搅拌0.5h后停止反应，然后萃取分层，通过色谱分析反应后得到的物料，确定hmt的转化率为99.5%，ahmt的收率为95.2%，其余生成少许杂质。

实施例2

本实施例与实施例1的操作步骤一致,仅仅将乙酰氯、催化剂alcl3和二氯乙烷的摩尔比更改为1:2:5。通过gc分析hmt的转化率与产品的收率，本实施例中hmt的转化率为99.5%，ahmt的收率为95.3%，纯度为98.5%。

比较例2

在0℃下，往500ml带搅拌装置的反应釜中加入33.68g二氯乙烷(ar)和16g无水氯化铝作为催化剂，在滴液漏斗中储存22.31ghmt(97%)和21.23g二氯乙烷(ar)和18.84g乙酰氯(ar)，恒压滴液漏斗的下口设预冷导液管伸入反应釜底部，整个反应釜通过冷阱维持在2℃，控制hmt的滴加时间为1h，滴完后立马加入大量的冰水淬灭反应，继续搅拌0.5h后停止反应，然后萃取分层，通过色谱分析反应后得到的物料，确定hmt的转化率为99.9%，ahmt的收率为95%，其余生成少许杂质。

实施例3:

本实施例与实施例1的操作步骤一致,仅仅将乙酰氯、催化剂alcl3和二氯乙烷的摩尔比更改为1:0.5:7。通过gc分析hmt的转化率与产品的收率，本实施例中hmt的转化率为99.5%，ahmt的收率为93.6%，纯度为98.5%。

比较例3

在0℃下，往500ml带搅拌装置的反应釜中加入33.68g二氯乙烷(ar)和16g无水氯化铝作为催化剂，在滴液漏斗中储存22.31ghmt(97%)和25.48g二氯乙烷(ar)和9.42g乙酰氯(ar)，恒压滴液漏斗的下口设预冷导液管伸入反应釜底部，整个反应釜通过冷阱维持在2℃，控制hmt的滴加时间为2h，滴完后立马加入大量的冰水淬灭反应，继续搅拌0.5h后停止反应，然后萃取分层，通过色谱分析反应后得到的物料，确定hmt的转化率为99.9%，ahmt的收率为90.2%，其余生成少许杂质。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围不经限于此，凡依本发明申请专利范围所做的均等变化与修饰，皆应属本发明的涵盖范围。