[发明专利]一种基于微通道连续流技术快速制备炔酸及其衍生物的方法

说明书

本发明公开了一种基于微通道连续流技术快速制备炔酸及其衍生物的方法，包括锂氢交换反应和亲核加成反应，锂氢交换反应：将末端炔烃溶液和丁基锂溶液按一定当量比例泵入第一段微通道反应器中，在一定温度下进行锂氢交换反应，反应一定时间生成端炔基锂；亲核加成反应：锂氢交换反应中得到的端炔基锂通入第二段微通道反应器中，与一定当量比例的CO₂气体混合，在一定温度下反应一定时间生成端炔基羧酸锂盐，产物经酸化后得到产品末端炔基羧酸产品。本发明通过耦合微通道连续流技术，提供了一种绿色、高效、低成本廉、条件温和且底物普适性强的合成方法。本发明大大降低了含锂试剂的危险系数，使反应在可控的连续化条件下获得较高的产物纯度。

技术领域

本发明属于有机合成技术领域，具体的说是涉及一种利用微通道连续流技术快速制备炔酸及其衍生物的方法。

背景技术

炔酸类化合物作为一类重要的有机中间体，在医药分子、精细化学品、功能材料等领域有着广泛的应用，具有极高的附加价值。传统炔酸类化合物的制备一般以目标炔酸对应的末端炔烃为原料，以一氧化碳或甲醛为羧基化试剂，在釜式反应器进行氧化羧基化反应。该方法中一氧化碳及甲醛均有较高成本，且毒性较大也是限制因素之一。近些年，利用催化剂催化CO2与末端炔烃反应制备炔酸，也是热度较高的方向之一。2012年，Yugen Zhang课题组开发出一种负载于银纳米粒子的N-杂环卡宾聚合物(poly-NHC-Ag)催化剂，该催化体系在常温常压下反应20h，可得较为理想的产率[Yu et al.,Adv.Synth.Catal,2012,354,969-974]。利用催化剂虽有较高的催化效率，但反应时间较长，且催化剂多涉及过渡金属或价格昂贵的金属，且多有复杂、庞大的配体结构，催化剂自身的合成困难及成本高昂是目前的一大限制因素。

此外还可利用格氏试剂(锂试剂)与端炔进行格氏交换(氢锂交换)反应，再通入CO2进行亲核加成反应，将末端炔烃羧化。此合成路径可与微通道连续流技术相耦合，使合成过程连续化、简单化、安全化，并可提高产品质量。发明专利申请文件CN111747844A公开了一种利用微反应器连续快速制备丙炔酸及其衍生物的方法，由于格氏试剂不可久置，该方法需先制备格氏试剂，再进行连续流条件下的合成反应，而格氏试剂的制备条件严苛，少量水分的存在就可能导致危险事故，较难实现工业化。因此，基于现有技术中存在的上述缺陷，针对现有炔酸类化合物合成中存在的技术性、安全性等诸多不足之处，有必要开发出一种绿色、高效、成本低廉、条件温和且底物普适性强的方法，用于合成炔酸类化合物。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种利用微通道连续流技术快速制备炔酸及其衍生物的方法，从而可以迅速、高效、安全地合成炔酸类化合物。

本发明是通过以下技术方案实现的：本发明公开了一种基于微通道连续流技术快速制备炔酸及其衍生物的方法，该制备方法包括锂氢交换反应和亲核加成反应共两步反应，具体步骤如下：

(1)锂氢交换反应：

将末端炔烃溶液和丁基锂溶液按一定当量比例泵入第一段微通道反应器中，在一定温度下进行锂氢交换反应，反应一定时间生成端炔基锂；

(2)亲核加成反应：

将步骤(1)中得到的端炔基锂通入第二段微通道反应器中，与一定当量比例的CO₂气体混合，在一定温度下反应一定时间生成端炔基羧酸锂盐，产物经酸化后得到产品末端炔基羧酸产品；

反应路线如下：

将下式化合物用作步骤(1)中的末端炔烃：

其中R选自氢及取代/未取代的烷基、烷氧基或苯基，其中取代基选自烷基、卤素或苯基。