[发明专利]一种合成四丁基溴化铵的方法

说明书

本发明涉及有机合成技术领域，具体一种合成四丁基溴化铵的方法。本发明提供的合成四丁基溴化铵的方法，通过向反应体系中加入特定的催化剂，以及将微通道反应器的反应单元分为两个温区进行反应，有效缩短了反应时间，将传统的数小时的反应时间缩短至30min左右，显著提高了反应效率，且双温区反应温度的设置，还能有效降低副反应的发生，从而有利于提高四丁基溴化铵产品的纯度和收率；同时，将反应所得的四丁基溴化铵粗品在特定条件下进行降温结晶，可进一步提高四丁基溴化铵产品的质量和收率，制备得到的四丁基溴化铵产品的纯度可达99.6％以上，收率可达95％以上，有助于提高企业的市场竞争力，推广应用价值较高。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种合成四丁基溴化铵的方法。

背景技术

四丁基溴化铵是一种优秀的相转移催化剂，可使反应物在有机相和水相之间相互转化，还具有改变粒子的溶剂化程度、增大反应速度以及增大离子反应活性等作用。在有机合成中作为高效的相转移催化剂应用于烷基化反应、氧化还原反应、酯类水解、氰卤离子置换反应、缩合反应、加成反应、聚合反应、碳烯环加成反应以及消除反应等方面。其次，四丁基溴化铵还可作为离子对试剂应用于液相色谱分析电离能力比较强的样品，使阴离子的保留值增加，从而有利于阴离子与共存离子进行分离。再者，四丁基溴化铵还是苄基三乙基氯化铵、肉桂酸乙酯、假性紫罗兰酮等药物中间体的合成，也常用于抗感染药物巴氨西林、舒他西林等有机药物的合成反应中。四丁基溴化铵应用领域广泛，因此，其合成工艺收到了工业界的广泛关注。

目前，四丁基溴化铵主要是由三正丁胺和溴代正丁烷在传统釜式反应器中进行反应制备得到，存在反应时间长，反应温度高，且产品收率低等缺陷。虽然有文献报道采用微通道反应器代替传统釜式反应器，可将反应时间缩短至3-5h，但是，反应时间依然较长，且收率最高仅为90％，产品纯度也较低，因此，目前四丁基溴化铵合成工艺的反应效率和产品质量仍待进一步提高。

发明内容

针对现有合成四丁基溴化铵的工艺存在的反应时间长、产品的收率和纯度较低的问题，本发明提供一种合成四丁基溴化铵的方法，其主要是通过在反应体系中加入特定的催化剂，以及将微通道反应器的反应单元分为两个温区进行反应，有效缩短了反应时间，降低了反应能耗，且配合特定条件下的结晶，有效提高了产品的收率和纯度。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种合成四丁基溴化铵的方法，包括如下步骤：

步骤a，将溴丁烷、反应溶剂和固体酸催化剂混合均匀，得反应料液；

将所述反应料液和三丁胺分别连续通入微通道反应器中，反应，固液分离，得四丁基溴化铵反应液；

步骤b，将所述四丁基溴化铵反应液蒸馏，得四丁基溴化铵粗品；

步骤c，向所述四丁基溴化铵粗品中加入精制溶剂，升温溶解，蒸馏脱除精制溶剂，降温析晶，固液分离，得四丁基溴化铵产品；

其中，所述微通道反应器的反应单元由物料进口到出口依次包括温度为50℃～60℃的第一反应区和70℃～80℃的第二反应区；

所述固体酸催化剂为SiO₂-Al₂O₃催化剂、SiO₂-MgO催化剂或SiO₂-ZnO催化剂中至少一种；

所述精制溶剂包括第一溶剂和第二溶剂，其中，第一溶剂为乙醇，第二溶剂为N,N-二甲基甲酰胺、丙酮或石油醚。