一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法与流程

本发明公开了一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，属于g/i line光引发剂的合成领域。

背景技术：

1、g/i line光引发剂主要是由重氮萘醌型光敏化合物和多酚型化合物反应而成，多酚型化合物结构多样，不同结构对应的光引发剂性能大不相同。一般来说，重氮萘醌型化合物结构主要分为2-重氮-1-萘醌-4-磺酰氯(nac-4)和2-重氮-1-萘醌-5-磺酰氯(nac-5)两种，两者主要区别是磺酰氯基团的取代位置不同。nac-5是主流的光敏化合物，公开的合成工艺流程包括亚硝化、还原、重氮化以及磺氯化，nac-4作为功能同样优秀的光敏化合物，其合成工艺与nac-5类似，两者合成过程均会出现大量危险废水、废气，较高的工艺危险性一直受到关注，亟待优化改善。

2、微通道反应器是一种具有小体积容量，可以进行低温、高温、高压、真空等极端条件的反应，微通道反应器参与的反应类型包括加成、重氮化、氧化、烷基化等，其具有高效热转化和更低的能量消耗，可通过放大单位尺寸或串并联数量来实现工业化生产，这是一种较理想的反应器。但是，微通道反应器的连续化操作很难实现反应物在水相和有机相之间的交换，并且容易造成堵塞，成套的微通道技术成本较高。

3、本发明主要通过nas-5的水解和选择性磺氯化实现nac-4的制取。水解脱去磺酸基是最重要的工艺步骤，稀硫酸水解简单高效，并降低废液危险性。并且，整个流程涉及与微通道反应器搭配，其高效换热比和混合比可以有效提高工艺散热效果，同时减少能量损耗和反应、置换时间。

技术实现思路

1、本发明力致于解决上述问题，提出了一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法。

2、一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，工艺流程为：

3、(1)水解：稀硫酸与nas-5在水解微通道反应器中进行水解反应，得到含有中间体2-重氮-1-萘醌的混合溶液；

4、(2)萃取分离：将步骤(1)得到的混合溶液与二氯甲烷通入萃取分离微通道混合器，提取有机相；

5、(3)磺氯化：将步骤(2)所得的有机相经干燥塔干燥后与氯磺酸、氯化亚砜通入磺氯化微通道反应器，反应后通入析晶罐，加入活性炭析晶处理，得到产品nac-4。

6、一种光引发剂的重要成分2-重氮-1-萘醌-4-磺酰氯(nac-4)的合成方法，其合成路线为：

7、

8、稀硫酸的质量浓度为10％～70％；nas-5的浓度为0.25kg/l；二氯甲烷的纯度为99％；氯磺酸的纯度为97％；氯化亚砜纯度为99％。

9、稀硫酸和nas-5的投料质量比为1.25～8.75:1；nas-5:氯磺酸:氯化亚砜的摩尔比为2～8:1:1。

10、所述的步骤(1)中，稀硫酸和nas-5向水解微通道反应器m1输送的总流速为18.0～90.0l/h；稀硫酸和nas-5在水解微通道反应器中的停留时间6.6～33.0min。

11、所述的步骤(2)中，混合溶液泵入萃取分离微通道混合器m2的流速为18.0～90.0l/h；二氯甲烷泵入萃取分离微通道混合器m2的流速为9.0～45.0l/h；混合溶液与二氯甲烷在萃取分离微通道混合器中停留时间为4.4～22.0min。

12、所述的步骤(3)中，有机相进入磺氯化微通道反应器m3的流速为1.5～4.0l/h；氯磺酸和氯化亚砜泵入磺氯化微通道反应器m3的流速分别为7.5～16.0l/h和1.5～4.0l/h；有机相、氯磺酸和氯化亚砜在磺氯化微通道反应器中的停留时间为15.0～30.0min。

13、所述的步骤(3)中，磺氯化微通道反应器m3出液泵入析晶罐的流速为15.0l/h，实现缓慢析晶的过程，还加入有活性炭，其中活性炭根据设备的型号大小设置，在一些实施例中活性炭的质量设置为2kg，搅拌速度为70～130rpm，搅拌时间30min。

14、步骤(1)的水解过程的温度为140～160℃，步骤(3)的磺氯化过程温度为40～60℃，步骤(2)的萃取反应均在常温状态下进行。

15、本发明有益效果如下：

16、1.2-重氮-1-萘醌-5-磺酸钠(nas-5)作为合成nac-5的重要中间体，通过水解和磺氯化，可制取nac-4，稀硫酸水解简单高效，并降低废液危险性，这是一条具有创新性的合成路线。已公开的nac-4和nac-5合成工艺中的中间体结构均不相同，很难共成一条生产线，本发明工艺可在nac-5的合成工艺中从nas-5开始分成两条路线同时进行nac-4和nac-5的生产，完成两种产品的批量生产，丰富产品种类，降低生产成本。

17、2.向间歇式反应工艺中加入微通道反应器，提高水解和磺氯化的反应效率，增加装置散热，减少能量消耗，同时间减少副产物的生成，工艺中不引入任何金属离子，最终产品的金属杂质浓度可达17ppm以下，经过重结晶工艺能制备成电子级产品，提高产品竞争力。

技术特征：

1.一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，所述工艺流程为：

2.根据权利要求1所述一种重氮萘醌化合物的工艺合成方法，其特征在于，稀硫酸的质量浓度为10% ~ 70%；nas-5的浓度为0.25 kg/l；二氯甲烷的纯度大于99%；氯磺酸的纯度大于97%；氯化亚砜纯度大于99%。

3.根据权利要求1所述一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，稀硫酸和nas-5的投料质量比为1.25 ~ 8.75 : 1； nas-5 : 氯磺酸 : 氯化亚砜的摩尔比为2~ 8 : 1 : 1。

4.根据权利要求1所述一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，所述的步骤（1）中，稀硫酸和nas-5向水解微通道反应器m1输送的总流速为18.0 ~ 90.0 l/h；稀硫酸和nas-5在水解微通道反应器中的停留时间为6.6~ 33.0 min。

5.根据权利要求1所述一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，所述的步骤（2）中，混合溶液泵入萃取分离微通道混合器m2的流速为18.0 ~ 90.0 l/h；二氯甲烷泵入萃取分离微通道混合器m2的流速为9.0 ~ 45.0 l/h；混合溶液与二氯甲烷在萃取分离微通道混合器中停留时间为4.4 ~ 22.0 min。

6.根据权利要求1所述一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，有机相进入磺氯化微通道反应器m3的流速为1.5 ~ 4.0 l/h；氯磺酸和氯化亚砜泵入磺氯化微通道反应器m3的流速分别为7.5 ~ 16.0 l/h和1.5 ~ 4.0 l/h；有机相、氯磺酸和氯化亚砜在磺氯化微通道反应器中的停留时间为15.0 ~ 30.0 min。

7.根据权利要求1所述一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，其特征在于，所述的步骤（3）中，磺氯化微通道反应器m3出液泵入析晶罐的流速为15.0 l/h，搅拌速度为70 ~130 rpm，搅拌时间10-30 min。

8.根据权利要求1所述一种重氮萘醌化合物的工艺合成方法，其特征在于，步骤（1）水解过程的温度为140~160℃；步骤（2）的萃取分离为常温条件；步骤（3）磺氯化过程温度为40~ 60℃。

技术总结
本发明公开了一种重氮萘醌磺酰氯化合物的工艺合成方法，利用微通道反应器，将2‑重氮‑1‑萘醌‑5‑磺酸钠（NAS‑5）通过水解和磺氯化反应制备2‑重氮‑1‑萘醌‑4‑磺酰氯（NAC‑4）产品。本发明工艺缩短了产品线的工艺周期，产率最高达到83.7%，纯度控制在99%以上，最终产品2‑重氮‑1‑萘醌‑4‑磺酰氯经过两次析晶，将所有金属杂质含量稳定在17ppb以下，有面向电子级产品的潜力。

技术研发人员：李少平,粟鹏,贺兆波,叶瑞,张庭,周钢翔,吴翔,胡聪,周悦尔,李欣
受保护的技术使用者：湖北兴福电子材料股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/21