[發明專利]一種2-甲基-1,4-萘醌的全連續流合成工藝

有效

• 申請號: 201810130845.0
• 申請日: 2018-02-08
• 公開（公告）號: CN108299177B
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 馬兵;馬陳雷;劉學;潘帥
• 申請（專利權）人: 上海惠和化德生物科技有限公司
• 主分類號: C07C46/02
• 分類號: C07C46/02;C07C50/12
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務所有限公司 33100
• 代理人: 劉曉春

本發明涉及一種2?甲基?1,4?萘醌的全連續流合成工藝以及實現該工藝的一體化連續流反應器，所述的合成工藝以2?甲基萘、乳化劑溶液、重鉻酸鈉溶液、硫酸溶液為原料，所述的合成工藝在一體化連續流反應器中進行，在所述一體化連續流反應器的進料口不間斷加入2?甲基萘、乳化劑溶液、重鉻酸鈉溶液、硫酸溶液，連續經過瞬態乳化過程和氧化過程，在所述一體化連續流反應器出料口不間斷得到2?甲基?1,4?萘醌，反應時間等于或小于700s。本工藝是一種快速、安全、高效、通用性強和易于大規模生產的2?甲基?1,4?萘醌的連續合成工藝。

技術領域

本發明涉及化學領域，具體涉及一種2-甲基-1，4-萘醌的全連續流合成工藝。

背景技術

2-甲基-1，4-萘醌簡稱β-甲萘醌或2-甲萘醌，是一種脂溶性維生素，是合成K系維生素的關鍵中間體。2-甲萘醌應用領域廣泛，在臨床、農林、涂料等領域均有廣泛應用。天然2-甲萘醌提取困難，因此目前2-甲萘醌主要依賴于人工合成。化學合成2-甲萘醌的方法有多種：氣相氧化法、化學氧化法等。氣相氧化法是2-甲基萘在氣態下使用空氣進行氧化，產品的收率低、雜質多。化學氧化法根據使用的氧化劑的不同主要有雙氧水法和鉻鹽法，雙氧水法氧化劑用量大，收率偏低，反應過程中有爆炸的危險。有資料表明，雙氧水非常不穩定，在室溫下也會緩慢分解，并且隨著溫度的升高而加速。溫度較低時雙氧水分解較慢，但是氧化反應的速度也很慢，并且收率很低。為提高收率及加快反應的進行，通常使用貴金屬催化劑，但是催化劑價格昂貴、難以回收，重金屬殘留對產品品質有很大影響。溫度較高時，每升高10℃，雙氧水的分解速度就會增加2.2倍，雙氧水的劇烈分解不但消耗大量的雙氧水，更會有爆炸的風險；微量的金屬離子也會使雙氧水劇烈分解，從而更加增大爆炸的風險。因此，雙氧水法難以在工業上進行推廣，工業上采用相對安全的鉻鹽法。

目前，工業上生產2-甲萘醌的方法主要是在酸性條件下使用鉻鹽氧化2-甲基萘的方法，生產工藝采取間歇釜式工藝。該過程是一個劇烈放熱的過程，由于油溶性的甲基萘與氧化劑的水溶液之間傳質系數的局限，反應混合過程中很難混合均勻，從而導致局部的氧化液濃度過高。反應過程中局部氧化液濃度過高或者產生的熱量不及時移出會使甲萘醌進一步氧化成順丁烯二酸酐、鄰苯二甲酸酐、萘甲醇、萘甲醛、萘甲酸等副產品，造成甲萘醌收率低、純度低。鉻鹽法生產2-甲萘醌的反應方程式如下：

鉻鹽法生產2-甲萘醌反應過程中主要的副產品結構如下：

目前，工業上大多采用間歇工藝生產2-甲萘醌。間歇工藝(batch process)是將原料加入反應器后，等待一定時間(包括每個步驟反應的時間、降溫時間、升溫時間、保溫時間、以及各操作的間隔等待時間等)，反應達到一定要求后，一次卸出產品，即產品的生產方式是間隔成批次的，并且每批次只能生產有限的固定數量的產品(其數量取決于反應器容積的大小)。間歇工藝的反應總時間是指從原料到制得產品的總時間，包括每個步驟的加料時間，反應時間，卸料時間，轉料時間，降溫時間、升溫時間、保溫時間以及各操作的間隔等待時間等。間歇工藝操作過程中反應器內物料(包括中間產物、最終產物)的組成、溫度等狀態參數會隨時間變化，是非穩態過程，生產過程和產品質量具有很大的不確定性，直接導致下游產品的質量不穩定，難以控制。

間歇工藝最重要的特征有兩點，一是過程中存在“停留”或“中斷”，二是產品生產是間隔開的，即產品存在批次并且一個批次生產只能得到固定數量的產品。也就是，對于每一批次的生產，固定數量的原料按照反應步驟的順序進行反應，最終得到有限的固定數量的產品(產物)；然后再投入固定數量的原料，按照同樣的步驟進行下一批次的反應，制得有限的固定數量的產品。