[发明专利]一种基于微通道反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法

说明书

本发明公开了一种基于微通道反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法，包括碱水解反应和亲电加成反应，碱水解反应：将N‑甲基‑N‑亚硝基脲溶液和氢氧化钾溶液按一定当量比例泵入第一段微通道反应器中，在一定温度下进行碱水解反应，反应一定时间生成重氮甲烷和氰酸钾；亲核加成反应：碱水解反应中得到的重氮甲烷通入第二段微通道反应器中，与一定当量比例的烯烃化合物混合，在一定温度下反应一定时间生成环丙烷衍生物，产物经柱层析后得到环丙烷衍生物产品。本发明通过耦合微通道反应技术，提供了一种绿色、高效、低成本低廉、条件温和且底物普适性强的合成方法。本发明大大降低了合成重氮甲烷操作的危险系数，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

本发明属于环丙烷类化合物的合成方法，具体的说是涉及一种基于微通道反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法。

背景技术

环丙烷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、功能材料等领域中有着广泛的应用，具有极高的附加价值。传统环丙烷类化合物的制备一般以目标环丙烷对应的烯烃为原料，以重氮甲烷作为烷基化试剂，在釜式反应器中进行加成烷基化反应。但该方法因生成的重氮甲烷制备过程中性质非常活泼、易爆且剧毒而导致重氮甲烷的制备和转移在工业生产中非常困难，因此其使用成本较高，受到很大的限制。发明专利201910589163.0公开了一种环丙烷类化合物连续合成的方法及装置，但该发明的缺陷在于第一反应器中的反应产物还需进入分离器中进行分层，增加了其得到的重氮甲烷前体溢出的隐患。

发明内容

本发明为了克服现有技术存在的不足，提供一种基于微通道反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法，从而可以迅速、高效、安全地合成环丙烷类化合物。

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反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法，该制备方法包括碱水解反应和亲电加成反应共两步反应，具体步骤如下：

(1)碱水解反应：

将N-甲基-N-亚硝基脲溶液和氢氧化钾溶液按一定当量比例泵入第一段微通道反应器中，在一定温度下进行碱水解反应，反应一定时间生成重氮甲烷；

(2)亲核加成反应：

将步骤(1)中得到的重氮甲烷通入第二段微通道反应器中，与一定当量比例的烯烃溶液混合，在一定温度下反应一定时间生成环丙烷类化合物产品；

反应路线如下：

将下式化合物用作步骤(1)中的重氮甲烷：

其中

R₁＝硼酸酯；

R₂＝取代/未取代的芳基或杂芳基，其中取代基选自烷基、烷氧基、卤素、氰基或酯基中的至少一种；

R₃＝氢、C_1-6烷基、酯基；

R₄＝氢或氘。

步骤(1)所述N-甲基-N-亚硝基脲溶液中所用溶剂为二乙二醇单乙醚、甲基叔丁基醚、甲醇、乙醇，或上述溶剂的任意组合；所述氢氧化钾溶液所用溶剂为乙醇、异丙醇、水，或上述溶剂的任意组合；所述烯烃化合物溶液所用溶剂为四氢呋喃、二乙二醇单乙醚、异丙醇、甲醇、乙醇、乙酸乙酯，或上述溶剂的任意组合。

步骤(1)中所述的一种基于微通道反应技术快速制备环丙烷衍生物的方法，其特征在于：步骤(1)中所述N-甲基-N-亚硝基脲与所述氢氧化钾的当量比为1～4:2；步骤(1)或(2)中第一段微通道反应器中和第二段微通道反应器中的内径为1～5mm。