[發明專利]一種利用微流場反應技術制備3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法

有效

• 申請號: 202011244293.X
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112341403B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 郭凱;孫蘄;覃龍州;邱江凱;袁鑫;段秀
• 申請（專利權）人: 南京工業大學
• 主分類號: C07D271/08
• 分類號: C07D271/08;B01J19/00
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 肖明芳

本發明公開了一種利用微流場反應技術制備3?氨基?4?偕胺肟基呋咱的方法，包括如下步驟：(1)將丙二腈溶液和亞硝酸鈉水溶液分別同時泵入微流場反應裝置中的第一微混合器中，混合后通入第一模塊進行第一反應；(2)在步驟(1)進行的同時，將鹽酸羥胺水溶液和第一模塊流出液分別同時泵入微流場反應裝置中的第二微混合器中混合；(3)在步驟(2)進行的同時，將氫氧化鈉水溶液和第二微混合器流出液分別同時泵入微流場反應裝置中的第三微混合器中，混合后通入第二模塊進行第二反應，即得含有3?氨基?4?偕胺肟基呋咱的反應液。本發明克服了傳統加料過程繁瑣，反應時間長，以及冰浴能耗等問題。

技術領域

本發明屬于化學合成領域，具體涉及一種利用微流場反應技術制備3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法。

背景技術

呋咱化合物是高能量密度化合物以及高含氮化合物的重要類型，它同時具有高能量密度、成燴、高氮含量等優點。呋咱環為一個含有2個碳原子、2個氮原子、1個氧原子的五元環平面結構，分子式為C₂N₂OH₂，又稱為惡二唑環，其含氮量為37％，含碳量為34％，含氧量為23％，環上六個電子形成一個共軛大π鍵，具有一定的芳香性，其能量來源是基于分子中含有大量的碳氮、氮氮鍵；對于設計含有C,H,O,N原子的高能量密度化合物，呋咱環是一種非常有效的結構單元。鑒于呋咱含能衍生物由于具有高能量密度、高標準生成焓(ΔHf)、高氮含量等優點，其已成為國內外備受關注的研究方向之一。此外，研究表明氧化呋咱環為“潛硝基”內側環結構，一個環內含有2個活性氧原子，含氧量和分子的結晶密度更高。而3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)是合成新型呋咱含能化合物的一種重要前驅體。從AAOF出發，經重氮化、1,3偶極化反應可得到3,4-二氨基呋咱基氧化呋咱(DATF)。由DATF可衍生出系列新型呋咱類含能化合物，包括新型高能量密度材料化合物3,4-二(硝基呋咱基)氧化呋咱(BNFF)；AAOF經過氧化鉛氧化得到3-氨基-4-氰基呋咱(CNAF)。由CNAF經氧化、分子間催化脫氧化氮、醚化合成3,3'-二氰基二呋咱基醚(FOF-2)。

目前報道的合成AAOF的方法中，通常是由丙二腈為起始原料，經亞硝化和重排反應，再鹽酸羥胺作用下再經肟化、脫水縮合等一系列的反應步驟最終得到目標產物，且一般是在釜式反應器中進行的。然而，該反應是一個強放熱反應，因此需要對反應過程實施控溫處理，在規模化的生產過程中增加了能耗的同時且造成了安全隱患。此外，該反應還存在反應時間長、產物收率低、加料操作步驟繁瑣、“三廢”排放嚴重等問題。為了解決3-氨基-4-氨基肟基呋咱(AAOF)規模化的制備的問題，亟需引入高效的過程強化技術—微流場反應技術。

發明內容

發明目的：本發明所要解決傳統的合成方法過程中操作過程繁瑣、反應劇烈、強放熱、安全性不可控、產生大量廢水等問題，本發明提供一種利用微流場反應技術制備3-氨基-4-偕胺肟基呋咱(AAOF)的方法。

為了解決上述技術問題，本發明公開了一種利用微流場反應技術制備3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的方法，其化學反應式如下：

具體地，如圖1所示，包括如下步驟：

(1)將丙二腈溶液和亞硝酸鈉(NaNO₂)水溶液分別同時泵入微流場反應裝置中的第一微混合器中，混合后通入第一模塊(低溫模塊)進行第一反應；

(2)在步驟(1)進行的同時，將鹽酸羥胺(NH₂OH﹒HCl)水溶液和第一模塊流出液分別同時泵入微流場反應裝置中的第二微混合器中混合；

(3)在步驟(2)進行的同時，將氫氧化鈉(NaOH)水溶液和第二微混合器流出液分別同時泵入微流場反應裝置中的第三微混合器中，混合后通入第二模塊(高溫模塊)進行第二反應，即得含有3-氨基-4-偕胺肟基呋咱的反應液。