连续流工艺合成TBN的方法和优势

亚硝酸叔丁酯(TBN)，作为一种比较常见医药中间体和催化剂，其合成过程有着广泛的研究。传统制备TBN的方法是使用釜式工艺进行合成，今天我们尝试采用连续流工艺来进行合成，并对比一下两种合成方式的差异性，看哪种工艺方式更优。

本次对比实验使用的原料为叔丁醇、亚硝酸钠和盐酸，实验需要注意的有三点，一是是亚硝酸不稳定易分解，反应放热快，需要缓慢地加入盐酸;二是TBN在反应介质中停留时间过长，会分解，从而导致产率降低;三是需要严格控制盐酸滴加速率和反应温度，以避免剧毒氮氧化物的释放;四是叔丁醇在25°C以下凝固，因此要用等体积的水稀释，使反应可以在低温(0℃-5℃)下进行。

1.釜式工艺合成TBN

合成实验在一个2L三颈圆底烧瓶中进行，烧瓶中依次装入228g亚硝酸钠、350ml水和230ml叔丁醇，用冰/丙酮浴搅拌并冷却至-5℃. 然后将260ml浓盐酸冷却至0℃. 将盐酸缓慢加入圆底烧瓶中，加入用时4小时，并搅拌反应液，同时保持温度在-5℃和0℃之间。加入完成后，让溶液搅拌30min，然后倒入分离漏斗中，分离有机相，HPLC检测，(TBN，210 g)收率达到85%。

釜式工艺合成TBN存在三个问题，一是温度过高时，就会产生NO有毒气体，对操作人员有很大的危险;二是反应剧烈，需缓慢滴加盐酸，导致反应时间长;三是产物的收率不高，纯度也比较低。

2.连续流工艺合成TBN

本次实验使用是板式微通道反应器，它是连续流反应器中的一种。实验过程中先取一定量叔丁醇，加水配置5.2mol/L叔丁醇水溶液，标注为A液;再取一定量亚硝酸钠，加水配置7.3mol/L亚硝酸钠水溶液，标注为B液;然后再取一定量浓盐酸，加水配置10mol/L盐酸，标注为C液;通过设定和测量物料的摩尔比、反应温度、保留时间、反应器容积、密度等条件，进而确定A、B和C溶液的速率，将三组原料用三台高压进料泵打入到微通道反应器中进行反应。例子：A液为4.15mi/min;B液为3.55ml/min;C液为2.28ml/min，摩尔比为1：1.2：1.1，保留时间30s，反应器容积5ml，HPLC检测，做出的产物收率能达到99%。

通过对比，亚硝化连续流工艺有如下优势:

1.连续流工艺反应停留时间只需要几十秒钟，大大提高反应效率，更利于反应快速工业化生产。

2.连续流工艺是瞬时微量反应，极大减少有毒气体NO的释放，很大程度上避免了硝化反应中造成的安全事故。

3.连续流工艺精确控制反应进程、温度等，快速确定反应最佳条件。

4.微通道反应时间短，一定程度避免TBN的分解，进一步提高收率和纯度。