[發明專利]硝基乙酸乙酯及其中間體的制備方法

在審

• 申請號: 201610243874.9
• 申請日: 2016-04-19
• 公開（公告）號: CN107304165A
• 公開（公告）日: 2017-10-31
• 發明（設計）人: 馮亞兵;潘嵩;姜海霞;李金華;朱文峰
• 申請（專利權）人: 上海博璞諾科技發展有限公司
• 主分類號: C07C205/51
• 分類號: C07C205/51;C07C201/08;C07C201/12
• 代理公司: 上海弼興律師事務所31283
• 代理人: 薛琦,王衛彬

技術領域

本發明涉及一種硝基乙酸乙酯及其中間體的制備方法。

背景技術

硝基乙酸乙酯是有機合成中重要的原料化合物，但因為其合成條件常需用到強酸及強氧化劑，同時伴隨劇烈放熱，對設備要求較高，且產率不高，因而在相當程度上影響了硝基乙酸乙酯的廣泛應用。

目前合成硝基乙酸乙酯主要從乙酰乙酸乙酯出發，主要有如下三種方法：

(1)乙酰乙酸乙酯先和亞硝酸鈉反應得到α-肟基乙酰乙酸乙酯化合物，再由重鉻酸鈉氧化生成硝基乙酸乙酯；由于重鉻酸鹽會產生重金屬污染，給三廢處理帶來不便，對環境造成嚴重污染；

(2)乙酰乙酸乙酯在硝酸銨和濃硝酸的作用下生成硝基乙酸乙酯，由于硝酸銨本身是一種炸藥，在高溫、高壓和有可被氧化的物質(如還原劑)存在及電火花下會發生爆炸，因此不適合工業上大規模使用；

(3)乙酰乙酸乙酯和被醋酐活化的濃硝酸反應生成硝基乙酸乙酯；

另外，還有用α-碘代乙酸乙酯和亞硝酸銀反應生成硝基乙酸乙酯，但該反應反應時間較長，需48h，且α-碘代乙酸乙酯及亞硝酸銀價格相對較高， 不利于工業化應用。

上述提到的用乙酰乙酸乙酯和被醋酐活化的濃硝酸反應生成硝基乙酸乙酯的工藝是現在生產上比較成熟的工藝，但是該路線采用了傳統的釜式反應器，由于常規攪拌傳質傳熱效率相對比較低，且該工藝過程中放熱劇烈，所以可能出現反應局部過熱，濃度不均勻等不利于反應進行的現象，因此活化硝酸的滴加溫度要控制在零下三十度，然后保持在零下十度進行反應，該工藝的收率為60％，且難以實現規?；糯蟆?/p>

發明內容

本發明所要解決的技術問題是為了克服現有的采用傳統釜式反應器制備硝基乙酸乙酯的反應中局部過熱出現飛溫現象、濃度不均勻、條件苛刻、收率低、安全性差、存在重金屬污染、難以規?；糯蟮热秉c，而提供一種硝基乙酸乙酯及其中間體的制備方法。利用微通道反應器制備硝基乙酸乙酯時，不僅可以大大縮短反應時間，提升反應效率，而且可以減少副產物的生成，增加了安全性，減少了生產成本，可以適用于工業化生產。

由于乙酰乙酸乙酯的硝化反應是一個強放熱反應，傳統釜式反應需要保持體系反應溫度在-10～-30℃，以避免反應過程中出現飛溫現象而導致反應雜質增多，因此傳統釜式反應需要的反應時間比較長，通常在12～24小時。本申請中，發明人創造性使用了微反應器(又名微通道反應器，即利用精密加工技術制造的特征尺寸在10到300微米(或者1000微米)之間的微型反應器)，把化學反應控制在微小空間的反應器。本申請采用微反應器合成了硝基乙酸乙酯的關鍵中間體2-硝基乙酰乙酸乙酯，2-硝基乙酰乙酸乙酯進一步反應生成了硝基乙酸乙酯，該硝基乙酸乙酯的制備路線可以適用于工業化放大生產。

本發明提供了一種2-硝基乙酰乙酸乙酯的制備方法，包括以下步驟：將乙酰乙酸乙酯和經過活化的硝酸試劑分別從不同的管道進入微通道反應器，進行反應；反應溫度為5～50℃；

本發明所述的2-硝基乙酰乙酸乙酯的制備方法中，所述的經過活化的硝酸試劑一般指按照本領域該類反應常規的方式進行活化的硝酸試劑，本發明中優為經過醋酐或濃硫酸活化的硝酸試劑。所述的醋酐可為本領域活化硝酸時中常規使用的醋酐。所述的濃硫酸可為本領域活化硝酸時常規使用的濃硫酸，一般為質量濃度為90％～100％濃硫酸水溶液；所述的硝酸可為本領域該類反應中常規使用的硝酸，一般指質量濃度為60％～98％(例如65％)硝酸水溶液。所述的經過活化的硝酸試劑的制備方法可為：將醋酐或濃硫酸，與硝酸混合均勻，即可；所述混合的方式一般為將所述的硝酸加入至所述的“醋酐或濃硫酸”中；所述的加入的方式優選滴加；所述混合的溫度可按照本領域常規進行選擇，本發明優選0～10℃。其中，所述的經過活化的硝酸試劑中，所述的硝酸的質量濃度優選5％～50％，更優選6.17％～15％，進一步優選9％～15％。