间硝基苯乙酮的微通道合成法

介绍

间硝基苯乙酮，化学式为C8H7NO3，外观通常呈现为黄色针状结晶，易溶于热水和乙醚，微溶于乙醇，并且能够随水蒸气挥发。它是一种重要的反应中间体，在化工、医药领域具有广泛的用途。

图一 间硝基苯乙酮

合成

目前合成间硝基苯乙酮的路线主要是苯乙酮和混酸直接硝化法，如苯乙酮与硝酸-浓硫酸构成的混酸硝化法[4-5]; 苯乙酮与硝酸－醋酐硝化法[6]; 苯乙酮与 KNO3-浓硫酸硝化法[6]。硝化反应是强放热反应，会产生大量的热，温度不易控制，经常会造成飞温失控现象，因此需将反应温度控制在 0°C 甚至更低[7-9]。所以苯乙酮硝化反应需要具有稳定且快速传热效果的反应器来控制反应温度。

王晓东[10]提出利用微通道合成法合成间硝基苯乙酮，实验试剂与器材和实验操作如下：

1.1 实验试剂与器材

苯乙酮( 99%) ，GC 级，北京伊诺凯科技有限公司生产; 浓 硝 酸 ( 97%) 、浓 硫 酸 ( 98%) ，均 为 分 析纯，国药集团化学试剂有限公司生产。GL124 型分析 天 平，德 国 赛 多 利 斯 生 产; HＲ －50N 型恒温换热循环器，无锡冠亚恒温制冷技术有限公司生产; MP1010C 型液相计量泵，上海三为科学仪器生产; GC－6890A 型气相色谱仪，日本岛津生产。微通道反应器系统由豪迈 CS1005 型碳化硅微通道反应器及相关连接件组成，主要由原料罐、微通道反应器、物料输送泵、恒温换热器、冷却器组合。微通道管径尺寸为 1 mm，反应片总持液量为 10 mL。

1. 2 实验操作

室温下，将反应物料苯乙酮和浓硝酸 / 浓硫酸混酸分别置于原料罐 1 和原料罐 2 中; 将微通道反应器内与反应片集成在一起的换热片与外部的恒温换热器连接，换热片内的换热介质为导热油，通过恒温换热器设定微通道反应器的反应温度。待反应器达到预期温度后，启动计量泵调至设定流速，将原料罐1、原料罐 2 中的反应物料按设定摩尔比同时流入反应器，在微通道模块中混合、反应、停留一段时间后，在反应器出口经冷却、收集间硝基苯乙酮，然后送气相色谱仪进行分析，实验在常压下进行。反应流程如图二所示。最优反应条件为: n ( 苯乙酮)：n ( 硝酸)：n ( 硫酸) = 1：1.5：2、反应体系温度为 10°C 、停留时间为110 s，此时收率可达 90. 2%。

图二 间硝基苯乙酮连续流反应装置流程

参考文献

[1]黄雪峰,李玉艳,尤启冬.扎赖普隆的合成[J].中国药师,2002(05).

[2]蔡照胜;杨春生;王锦堂;.一种改进的制备间硝基苯乙酮方法[J].精细化工,2006(11).

[3]苑兴彪.间羟基苯乙酮的合成[J].辽宁化工,1997(05).

[4]Kluge;;Sicker.Synthesis of 4-acetylbenzoxazolin-2(3H)-one reported from zea mays[J].Journal of natural products,1998(6).

[5]陈新志;.间羟基苯乙酮的合成[J].杭州化工,1998(04).

[6]Yizheng Chen;Yuchao Zhao;Mei Han.Safe, efficient and selective synthesis of dinitro herbicides via a multifunctional continuous-flow microreactor: one-step dinitration with nitric acid as agent[J].Green chemistry,2013.

[7]殷国强;龚党生;鄢冬茂;.微通道反应器在危险工艺中的应用研究[J].染料与染色,2020(01).

[8]陈光文;.微化工技术研究进展[J].现代化工,2007(10).

[9]陈光文,袁权.微化工技术[J].化工学报,2003(04).

[10]王晓东,刘健,蒋涛,等.间硝基苯乙酮在微通道反应器中的连续流合成研究[J].现代化工,2021,41(09):165-167.