4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸的连续流合成与盐酸胍的纯化

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精细化工是当今化工行业中最具活力的领域之一,是新材料重要组成部分,精细化工率高低是衡量一个国家化学工业的科技水平高低的重要标志,精细化工已成为众多国家化学工业发展的战略重点之一。精细化工涉及到硝化、重氮化、氯化等诸多危险反应工艺,安全性成为制约精细化工行业发展的关键瓶颈之一,本质安全的连续流微反应合成技术成为精细化工新技术发展的重要方向,微化工技术已成为化工学科的前沿方向和化工产业发展的目标之一,微化工技术更是化学品绿色、安全的关键技术,是化工过程强化的重要手段之一。4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸是一种重要的精细化学品,用作有机合成中间体,可以制备原料药3,4-二氨基苯甲酸、合成抗癌药物和苯并咪唑类衍生物,还可用于肠胃药物、酰胺基苯甲酸衍生物及流行性感冒唾液酸苷酶抑制剂等多种药物的生产。其合成用到硝化反应,传统合成方法采用釜式合成工艺,属于重大危险反应工艺。针对之一问题,开展了 4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸的连续流微反应工艺研究:(1)4-乙酰氨基-3-硝基苯甲酸连续流微反应工艺研究:分别用常规玻璃管反应和微通道反应开展硝化反应工艺研究。首先选用高压柱塞泵、微通道固定床反应器、接收装置组成连续流微通道反应装置。之后分别选用玻璃反应管和连续流微通道反应器作为反应器进行探究,分别考察反应温度、停留时间、物料比等因素,得到不同反应器的较优条件。然后使用量子化学方法,运用密度泛函理论,优化了硝化反应中间体σ-络合物,验证之前推测的反应机理。最后,分析比较了两种反应器的优缺点。常规玻璃反应管的最优条件:4-乙酰氨基苯甲酸与硝酸的摩尔比为1:1.8,与硫酸的摩尔比为1:10.0,反应温度为0℃,反应时间为2.5 h,收率为83%;微通道反应器的最优条件:4-乙酰氨基苯甲酸与硝酸的摩尔比为1:4.2,与硫酸的摩尔比为1:21.2,反应温度为20℃,停留时间为5.3 min,收率为61%。(2)盐酸胍精制:分别使用溶析结晶和降温结晶方法对粗品盐酸胍进行纯化操作,以纯度以为标准进行方法探究,使用苦味酸滴定法进行沉淀分析,发现使用降温结晶法可以较好达到预定目标。在水中,仅经过一次重结晶的纯度较低,仅为94.92%。盐酸胍3次结晶,纯度可提高至99.50%。
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