CN102887884A

CN102887884A - 一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法

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Publication number: CN102887884A
Application number: CN2012103813315A
Authority: CN
Inventors: 曾爱武; 佟天下
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2012-10-10
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2013-01-23
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: CN102887884B

Abstract

本发明公开了一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法，包括如下步骤：（1）反应工段：滴流床反应器中装有催化剂床层，在温度为20～160℃，压力为0.05～15MPa的条件下，将噻吩和酰化试剂送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品；（2）精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行精馏分离提纯，得到高纯度的2-乙酰噻吩产品。本发明具有工艺流程操作简单，反应条件温和，投资成本低，产品纯度高等优点；同时，反应器结构简单，操作稳定，便于控制，易于实现规模化和连续化生产。

Description

一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法

技术领域

本发明属于医药和化工技术领域。涉及一种以滴流床反应器生产合成医药中间体2-乙酰噻吩的的方法。

背景技术

2-乙酰噻吩是α位取代噻吩衍生物中应用较广的一种，是生产其它噻吩衍生物的重要中间体。2-乙酰噻吩在医学、化学和食品行业中得到广泛应用。在医学领域，是合成广谱抗菌药头孢噻吩、头孢噻啶和头孢西丁的中间体2-噻吩乙酸、非甾体消炎镇痛药噻洛芬酸、具有抗肿瘤活性的2-乙酰噻吩吖嗪及其过渡金属Cu²⁺、Fe³⁺配合物等的重要原料；在化学领域，它是重要的化学试剂，也是合成有机中间体噻吩查尔酮的重要原料；在食品行业，由于它特殊的类似洋葱的味道而被用作食品调香料。2-乙酰噻吩是由噻吩和乙酰化试剂在催化剂作用下进行反应生成的。国内外合成2-乙酰噻吩的研究仅局限于实验室基础研究阶段，关于噻吩通过Friedel-Crafts酰基化反应的工业化案例很少。

目前，合成2-乙酰噻吩的传统方法主要是由噻吩与乙酸酐在磷酸作催化剂的条件下得到。生产过程是：将乙酸酐、85%的磷酸和噻吩混合投入反应锅中搅拌，加热至回流温度为96～97℃，并保持回流2小时，反应结束，将反应产液冷却、水洗，除去水层；将所得油层进行常减压蒸馏，分离并提纯得到高浓度的2-乙酰噻吩。为了改进2-乙酰噻吩的生产工艺，研究人员尝试应用分子筛、酸性树脂等作为催化剂进行噻吩的酰基化反应，但只有少部分催化剂（如CT-175，NKC-9等）可使噻吩的转化率达到90%以上，而且过程所采用的反应器均为间歇釜式反应器或微反应器，这些技术难以克服传统方法存在的处理量小、过程不能连续、对环境污染大等缺陷，不能满足工业规模化生产的需要。由于技术上的缺陷，必将导致以间歇釜为反应器的工艺技术将会为社会发展的趋势所淘汰，而结构简单，操作稳定，便于控制，设计造价成本低，易于实现规模化和连续化生产等优点的反应器及其工艺技术将是未来生产2-乙酰噻吩的趋势。而涉及噻吩在滴流床反应器中的酰化反应未曾见报道。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的反应不充分以及反应投资消耗大、经济效益差等不足，提供一种可使反应过程规模化、绿色环保、在规模上有利于实现工业化生产的以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法。

本发明的具体技术方案概述如下：

一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法，包括如下步骤：

（1）反应工段：滴流床反应器中装有催化剂床层，在温度为20～160℃，压力为0.05～15MPa的条件下，将噻吩和酰化试剂送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品；

（2）精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行精馏分离提纯，得到高纯度的2-乙酰噻吩产品。

较好的噻吩和酰化试剂是按摩尔比为1:0.8～10.0的比例预先混合均匀送入所述滴流床反应器或分别送入所述滴流床反应器。

在所述反应工段向滴流床反应器中还送入溶剂。

所述溶剂优选乙酸、苯、1，2-二氯乙烷、环丁砜、氯苯或甲苯，最好是环丁砜。

步骤（1）中，所述的催化剂床层装填方式为散堆型或规整型。

温度较好的是30～100℃，最好是80℃。

压力较好的是0.1～10MPa，最好是0.1MPa。

噻吩与酰化试剂的摩尔比更好的是1:1.2～8.0，最好是1:2。

酰化试剂可以是乙酰氯，乙酸酐，乙酸，乙酰乙酸乙酯或乙酸乙酯，还可以采用其它的酰化试剂，最好选乙酰氯或乙酸酐。

精馏可以是连续精馏或间歇精馏。

本发明的优点：

本发明具有工艺流程操作简单，反应条件温和，投资成本低，产品纯度高等优点；同时，反应器结构简单，操作稳定，便于控制，易于实现规模化和连续化生产。

附图说明

图1为第一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩（精制工段采用连续精馏）的流程示意图。图中：1为反应液储罐，2为送料泵装置，3为滴流床反应器上入口，4为热源介质出口，5为催化剂床层，6为滴流床反应器，7为热源介质进口，8为反应产液储罐，9为第一送料泵，10为第二送料泵，11为第一储液罐，12为轻组分回收塔，13,14,21,22均为管线，15为副产品精制塔，16为第二储液罐，17为第三送料泵，18为第四送料泵，19为第三储液罐，20为酰化试剂回收塔，23为2-乙酰噻吩精制塔，24为第四储液罐，25为第五送料泵。

图2为第二种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的精制工段示意图。图中：31为精馏塔釜，32为电热包，34为2-乙酰噻吩精制精馏塔，35为塔头，39为回流比控制器，40为出料口，41为真空泵。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的说明。

第一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩（精制工段采用连续精馏）的方法。（见图1）

（1）反应工段：

滴流床反应器中装有催化剂床层5，在一定温度和压力的条件下，将噻吩和酰化试剂在反应液储罐1中混合均匀，通过送料泵装置2，经滴流床反应器上入口3送至滴流床反应器6中进行酰化反应，得到2-乙酰噻吩粗品进入反应产液储罐8中，在滴流床反应器的下部设置有热源介质进口7，在滴流床反应器的上部设置有热源介质出口4，热源介质可以选用导热油或脱盐水等；

（2）精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行连续精馏分离提纯，得到高纯度的2-乙酰噻吩产品。

连续精馏的流程是：

将反应工段得到的贮存在反应产液储罐8中的2-乙酰噻吩粗品经第一送料泵9送到轻组分回收塔12中，精馏得到的轻组分噻吩从轻组分回收塔的塔顶经管线13送至第四储液罐24中；轻组分回收塔的塔釜得到的酰化试剂和副产物以及2-乙酰噻吩粗品进入第一储液罐11中。

在第一储液罐11贮存的物料经第二送料泵10送到副产品精制塔15中，精馏得到的副产物从副产品精制塔的塔顶经管线14采出；副产品精制塔的塔釜得到的酰化试剂和2-乙酰噻吩粗品进入第二储液罐16中。

在第二储液罐16贮存的物料经第三送料泵17送到酰化试剂回收塔20中，精馏得到的酰化试剂从酰化试剂回收塔的塔顶经管线21送至第四储液罐24中；酰化试剂回收塔的塔釜得到的2-乙酰噻吩粗品进入第三储液罐19中。

在第三储液罐19贮存的物料经第四送料泵18送到2-乙酰噻吩精制塔23中，精馏得到的2-乙酰噻吩从2-乙酰噻吩精制塔的塔顶经管线22采出。

在第四储液罐24中贮存的回收物料（噻吩和酰化试剂）经第五送料泵25送到反应液储罐1中循环利用。

下面的实施例1-5是采用的第一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩（精制工段采用连续精馏）的方法。设备连接如图1。

实施例1

反应工段：滴流床反应器中装有Mont-K10催化剂床层，催化剂床层装填方式为散堆型；在温度为80℃，压力为0.5MPa的条件下，将按摩尔比为1:1.2的噻吩和乙酸酐预先混合均匀，送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品，噻吩的转化率为99.9%，2-乙酰噻吩的收率为99%；

精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行连续精馏分离提纯，得到纯度为99.9%的2-乙酰噻吩产品。

实施例2

反应工段：滴流床反应器中装有CT-175树脂催化剂床层，催化剂床层装填方式为散堆型；在温度为30℃，压力为0.1MPa的条件下，将按摩尔比为1:3的噻吩和乙酰氯预先混合均匀，送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品，噻吩的转化率为98%，2-乙酰噻吩的收率为98.3%；

精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行连续精馏分离提纯，得到纯度为99.5%的2-乙酰噻吩产品。

实施例3

反应工段：滴流床反应器中装有H-ZSM-5催化剂床层，催化剂床层装填方式为散堆型；在温度为100℃，压力为10MPa的条件下，将摩尔比为1:8的噻吩和乙酸分别送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品，噻吩的转化率为99.2%，2-乙酰噻吩的收率为98.5%；

精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行连续精馏分离提纯，得到纯度为99.1%的2-乙酰噻吩产品。

实施例4

反应工段：滴流床反应器中装有HY催化剂床层，催化剂床层装填方式为规整型；在温度为20℃，压力为0.05MPa的条件下，将摩尔比为1:0.8:0.5的噻吩、乙酰乙酸乙酯和溶剂环丁砜预先混合均匀后，送入滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品，乙酰乙酸乙酯的转化率为99.5%，2-乙酰噻吩的收率为99.3%；

实施例5

反应工段：滴流床反应器中装有负载Zn²⁺的ZSM-5催化剂床层，催化剂床层装填方式为规整型；在温度为160℃，压力为15MPa的条件下，将摩尔比为1:10:0.5的噻吩、乙酸乙酯和1，2-二氯乙烷预先混合均匀，送至滴流床反应器中进行酰化反应得到2-乙酰噻吩粗品，噻吩的转化率为92%，2-乙酰噻吩的收率为99.0%；

实验证明，用乙酸、苯、氯苯或甲苯替代本实施例中的1，2-二氯乙烷也可以得到2-乙酰噻吩产品。

第二种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩（精制工段采用间歇精馏）的方法。

（1）反应工段：

同第一种方法的反应工段；

（2）精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行间歇精馏分离提纯，得到高纯度的2-乙酰噻吩产品。（见图2）

间歇精馏的流程是：

将反应工段得到的贮存在反应产液储罐8中的2-乙酰噻吩粗品装入精馏塔釜31中，经电热包32加热，物料经2-乙酰噻吩精制精馏塔34分离，在回流比控制器39的控制下，在塔头35的出料口40处采出产品2-乙酰噻吩；塔头与真空泵41连接。

下面的实施例6-10是采用的第二种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩（精制工段采用间歇精馏）的方法。设备连接如图2。

实施例6

反应工段：同实施例1

精制工段：将所述2-乙酰噻吩粗品进行间歇精馏分离提纯，得到纯度为99.9%的2-乙酰噻吩产品。

实施例7

反应工段：同实施例2

实施例8

反应工段：同实施例3

实施例9

反应工段：同实施例4

实施例10

反应工段：同实施例5

Claims

1.一种以滴流床反应器生产2-乙酰噻吩的方法，其特征是包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述噻吩和酰化试剂是按摩尔比为1:0.8～10.0的比例预先混合均匀送入所述滴流床反应器或分别送入所述滴流床反应器。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在所述反应工段向滴流床反应器中还送入溶剂。

4.根据权利要求1-3之一所述的方法，其特征在于所述步骤（1）中，所述的催化剂床层装填方式为散堆型或规整型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述温度为30～100℃。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述压力为0.1～10MPa。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于所述噻吩与酰化试剂的摩尔比为1:1.2～8.0。

8.根据权利要求1、2或7所述的方法，其特征在于所述酰化试剂为乙酰氯，乙酸酐，乙酸，乙酰乙酸乙酯或乙酸乙酯。

9.根据权利要求3所述的方法，其特征在于所述溶剂为乙酸、苯、1，2-二氯乙烷、环丁砜、氯苯或甲苯。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于所述精馏为连续精馏或间歇精馏。