一种DMPT的微通道制备方法

摘要

本发明涉及一种DMPT的微通道制备方法，该方法包括以下步骤：(1)将二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液泵入微通道反应装置中反应，反应结束后，得到溴化DMPT溶液；(2)将溴化DMPT溶液分离后得到溴化DMPT晶体。与现有技术相比，本发明具有反应时间短、选择性和产率高等优点。

权利要求

1.一种DMPT的微通道制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1) 将二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液泵入微通道反应装置中混合、反应，反应结束后，得到溴化DMPT溶液；所述的二甲硫醚水溶液的浓度为4‑5 mol/L，所述的3‑溴丙酸水溶液的浓度为4‑5 mol/L；所述的二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为(1‑2): 1；

步骤(1)的具体步骤为：

(1‑1) 将第一料罐（1）中的二甲硫醚水溶液与第二料罐（2）中的3‑溴丙酸水溶液泵入微结构混合器（11）中，均匀混合；

(1‑2) 将混合后的液体导入微通道反应器（22）中反应，反应后得到的溴化DMPT溶液通入反应物储罐（3）中；混合液体在微通道反应器（22）中的反应温度为35‑50℃，反应保留时间为5‑10 h；

(2) 将溴化DMPT溶液分离后得到溴化DMPT晶体。

2.根据权利要求1所述的一种DMPT的微通道制备方法，其特征在于，所述的混合液体在微通道反应器（22）中的反应温度为40℃。

3.根据权利要求1所述的一种DMPT的微通道制备方法，其特征在于，所述的混合液体在微通道反应器（22）中的反应保留时间为8‑10 h。

4.根据权利要求1所述的一种DMPT的微通道制备方法，其特征在于，所述的微通道反应器（22）的直径为1‑2 mm，体积为100‑200 ml。

5.根据权利要求1所述的一种DMPT的微通道制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)的具体步骤为：将溴化DMPT溶液静置沉淀，并用冰乙醚洗涤所得沉淀固体，最后用甲醇溶液重结晶，得到溴化DMPT晶体。

说明书

一种DMPT的微通道制备方法

技术领域

[0001] 本发明涉及化工合成领域，尤其是涉及一种DMPT的微通道制备方法。

背景技术

[0002] DMPT(S,S‑二甲基‑β‑丙酸噻亭)，其天然产物存在于海洋浮游植物体内，对多种海、淡水鱼类以及虾类的生长、摄食均具有不同程度的促进作用，并能提高饲料利用率，增强鱼类对不良环境的抵抗力。DMPT的存在方式有两种：一种是二甲基‑β‑丙酸噻亭盐酸盐，CAS：4337‑33‑1，分子式C5H11SO2Cl，分子量170.66。另一种是二甲基‑β‑丙酸噻亭氢溴酸盐，CAS：20986‑22‑5，分子式C5H11SO2Br，分子量216.12，本发明着力于后一种。由于天然提取法生产DMPT的成本高、纯度低，不便于工业化，科学家们聚焦于发展人工合成DMPT的方法。

[0003] 现有技术合成DMPT的方法为使用二甲基硫醚和3‑溴丙酸反应得到DMPT氢溴酸盐，但该反应对温度非常敏感，同时由于作为底物的3‑溴丙酸价格很高，传统的反应釜并不能很好的利用3‑溴丙酸而高效率合成DMPT。

发明内容

[0004] 本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种反应时间短、选择性和产率高的DMPT的微通道制备方法。

[0005] 本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

[0006] 本发明的第一个目的是提供了一套微通道反应装置，包括存储二甲硫醚水溶液的第一料罐、存储3‑溴丙酸水溶液的第二料罐、微结构混合器、微通道反应器和反应物储罐。

[0007] 第一料罐和第二料罐分别于微结构混合器相连，构成两个支路；微结构混合器、微通道反应器和反应物储罐依次相连。

[0008] 进一步地，微结构混合器为slitplatemixer LH25(HastelloyC)；购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH，型号为0109‑4‑0004‑F；微通道反应器为meander reactor HC、sandwich reactor HC、fixed bed meander reactor HC；优选sandwich reactor HC，购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH，型号分别为0211‑2‑0314‑F、0222‑2‑2004‑F；微通道反应器中温度控制模块，购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH，型号为
0501‑2‑1004‑F。

[0009] 微通道反应器作为一种高效的模块化反应反应器，现今已经广泛的应用于各个领域的化工生产中。微通道反应器具有体积小可模块化的灵活性，同时其比表面积打，传热传质效果好，微通道内的反应物与壁面可以高效的进行热交换，从而可以精准的控制反应温度，有效的避免反应局部过热、过冷和传热不均匀等热效问题，避免有些副反应的发生，从而更加有利于设定的目标产物的合成，使反应选择性提高。

[0010] 本发明的第二个目的是提供了一种DMPT的微通道制备方法，该方法包括以下步骤：

[0011] (1)将二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液泵入微通道反应装置中混合、反应，反应结束后，得到溴化DMPT溶液；

[0012] (2)将溴化DMPT溶液分离后得到溴化DMPT晶体。

[0013] 进一步地，所述的步骤(1)的具体步骤为：

[0014] (1‑1)将第一料罐中的二甲硫醚水溶液与第二料罐中的3‑溴丙酸水溶液泵入微结构混合器中，均匀混合；

[0015] (1‑2)将混合后的液体导入微通道反应器中反应，反应后得到的溴化DMPT溶液通入反应物储罐中，反应式为：

[0016] (CH3)2S+Br(CH2)2COOH→[(CH3)2S+CH2CH2COOH]Br‑

[0017] 进一步地，所述的混合液体在微通道反应器中的反应温度为35‑50℃。

[0018] 进一步地，所述的混合液体在微通道反应器中的反应温度为40℃。

[0019] 进一步地，所述的混合液体在微通道反应器中的反应保留时间为5‑10h。

[0020] 进一步地，所述的混合液体在微通道反应器中的反应保留时间为8‑10h。

[0021] 进一步地，所述的微通道反应器的直径为1‑2mm，体积为100‑200ml。

[0022] 进一步地，所述的二甲硫醚水溶液的浓度为4‑5mol/L，所述的3‑溴丙酸水溶液的浓度为4‑5mol/L。

[0023] 进一步地，混合时，所述的二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为(1‑2)∶1。

[0024] 进一步地，所述的步骤(2)的具体步骤为：将溴化DMPT溶液静置沉淀，并用冰乙醚洗涤所得沉淀固体，最后用甲醇溶液重结晶，得到溴化DMPT晶体。

[0025] 与现有技术相比，本发明具有以下优点：

[0026] (1)本发明利用传质效应好的微通道反应装置，使得反应时间较短；

[0027] (2)本发明DMPT的连续生产的产率均优于现有技术。

附图说明

[0028] 图1为本发明合成装置路线图；

[0029] 图中标号所示：第一料罐1、第二料罐2、微结构混合器11、微通道反应器22、反应物储罐3。

具体实施方式

[0030] 下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

[0031] 实施例1

[0032] 本实施例中的微通道反应装置，如图1，包括存储二甲硫醚水溶液的第一料罐1、存储3‑溴丙酸水溶液的第二料罐2、微结构混合器11、微通道反应器22和反应物储罐3。第一料罐1和第二料罐2分别于微结构混合器11相连，构成两个支路；微结构混合器11、微通道反应器22和反应物储罐3依次相连。

[0033] 其中，微结构混合器11为slitplatemixer LH25(HastelloyC)；购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH,型号为0109‑4‑0004‑F；微通道反应器22为sandwich reactor HC，购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH，型号为0211‑2‑0314‑F，直径为
1.5mm，体积为150ml；微通道反应器22中温度控制模块，购自于EhrfeldMikrotechnik BTS GmbH，型号为0501‑2‑1004‑F。

[0034] 一种DMPT的微通道制备方法，该方法包括以下步骤：

[0035] (1‑1)将第一料罐1中浓度为5mol/L的二甲硫醚水溶液与第二料罐2中浓度为4mol/L的3‑溴丙酸水溶液泵入微结构混合器11中，按体积比为1∶1均匀混合，其中；

[0036] (1‑2)将混合后的液体导入微通道反应器22中反应，反应后得到的溴化DMPT溶液通入反应物储罐3中，其中，反应温度为40℃，反应保留时间为8h。反应式为：

[0037] (CH3)2S+Br(CH2)2COOH→[(CH3)2S+CH2CH2COOH]Br‑

[0038] (2)将溴化DMPT溶液静置沉淀，并用冰乙醚洗涤所得沉淀固体，最后用甲醇溶液重结晶，得到溴化DMPT晶体。

[0039] 对比例1

[0040] 与实施例1的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0041] 实施例2

[0042] 与实施例1的不同之处在于，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0043] 对比例2

[0044] 与实施例2的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0045] 实施例3

[0046] 与实施例1的不同之处在于，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为2∶1。

[0047] 对比例3

[0048] 与实施例3的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0049] 实施例4

[0050] 与实施例1的不同之处在于，反应温度为35℃，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0051] 对比例4

[0052] 与实施例4的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0053] 实施例5

[0054] 与实施例1的不同之处在于，反应温度为45℃，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0055] 对比例5

[0056] 与实施例5的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0057] 实施例6

[0058] 与实施例1的不同之处在于，反应温度为50℃，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0059] 对比例6

[0060] 与实施例6的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0061] 实施例7

[0062] 与实施例1的不同之处在于，反应保留时间为5h，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0063] 对比例7

[0064] 与实施例7的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0065] 实施例8

[0066] 与实施例1的不同之处在于，反应保留时间为10h，二甲硫醚水溶液与3‑溴丙酸水溶液的体积比为1.5∶1。

[0067] 对比例8

[0068] 与实施例8的不同之处在于，本实施例使用直接化学方法合成DMPT。

[0069] 与本发明使用微反应器相比，使用相同原料直接化学方法合成DMPT的产率普遍低于微反应器的情况，同时直接化学方法合成相较于微反应器不能实现工业上连续生产的要求，且使用微反应器制备DMPT更容易控制反应条件，使反应可以在恒定条件下稳定的、连续合成DMPT，更加符合工业生产的需求。此外我们可以控制反应底物的流量进而达到工业生产中控制产品生产规模的控制，具体数据如下所示：

[0070] 各个实施例的DMPT转化率如表1所示。

[0071] 表1

[0072]

[0073] 各个对比例的DMPT转化率如表2所示。

[0074] 表2

[0075]

[0076] 上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进、修饰、替代和组合等均应为等效的置换方式，都应该在本发明的保护范围之内。