一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法
阅读说明：本技术 一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法 (Preparation method of 1,3, 5-trimethoxy-2, 4, 6-trinitrobenzene ) 是由 李鹏 杨光成 张祯琦 王银 刘志伟 胡林强 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法,包括如下步骤：S1取1,3,5-三甲氧基苯、浓硫酸混合得第一物料,取发烟硝酸的第二物料；S2将第一物料泵入微通道反应器的预冷模块中预冷0.5～2分钟；S3将第二物料与预冷后的第一物料同时泵入微通道反应器的混合模块进行均匀混合0.5～2分钟；S4将步骤S3中得到的混合后的溶液泵体微通道反应器的反应模块反应0.5～10分钟；S5将步骤S4中得到的反应后的溶液加入到微通道反应器的收集模块进行降温析晶,搅拌、过滤、干燥,得目标产物。本发明反应时间大大缩短,可精确控制反应过程,终产物合成选择性高,副产物少,明显提高了产物收率和纯度。(The invention discloses a preparation method of 1,3, 5-trimethoxy-2, 4, 6-trinitrobenzene, which comprises the following steps: s1, mixing 1,3, 5-trimethoxybenzene and concentrated sulfuric acid to obtain a first material, and taking a second material of fuming nitric acid; s2, pumping the first material into a pre-cooling module of the microchannel reactor for pre-cooling for 0.5-2 minutes; s3, pumping the second material and the pre-cooled first material into a mixing module of the microchannel reactor simultaneously for uniform mixing for 0.5-2 minutes; s4, reacting the reaction module of the mixed solution pump body microchannel reactor obtained in the step S3 for 0.5-10 minutes; s5, adding the reacted solution obtained in the step S4 into a collection module of the microchannel reactor, cooling, crystallizing, stirring, filtering and drying to obtain a target product. The invention greatly shortens the reaction time, can accurately control the reaction process, has high synthesis selectivity of the final product and few byproducts, and obviously improves the yield and the purity of the product.)
技术领域
本发明涉及化合物合成工艺技术领域，具体涉及一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法。
背景技术
1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯是合成TATB(三氨基三硝基苯)的重要中间体，而TATB是一种安全炸药，被广泛应用。因此研究1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法很有必要。
目前，1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的生产工艺流程主要是采用1,3,5-三甲氧基苯直接硝化法。现有的是采用发烟硝酸或混酸做硝化试剂、通过两步反应得到1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯，这样反应得到的1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的选择性低，容易生成其它副产物，得到的1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯纯化困难，收率低。
同时现有的1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯均是采用釜式反应进行硝化，选择性低，容易生成其它副产物；而且在该方法在釜式反应中采用两步反应得到1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的反应时间长、后处理时间长，操作繁琐且收率低，不能满足市场对时效性的需求。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是现有合成1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的方法选择性低、容易生产其他副产物，导致后续纯化困难、收率低且耗时长，目的在于提供一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，解决了现有合成1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的方法选择性低、容易生产其他副产物，导致后续纯化困难、收率低且耗时长的问题。
本发明通过下述技术方案实现：
一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，包括如下步骤：
S1：取1,3,5-三甲氧基苯、浓硫酸混合得第一物料，取发烟硝酸的第二物料；
S2：将第一物料泵入微通道反应器的预冷模块中预冷0.5～2分钟；
S3：将第二物料与预冷后的第一物料同时泵入微通道反应器的混合模块进行均匀混合0.5～2分钟；
S4：将步骤S3中得到的混合后的溶液泵体微通道反应器的反应模块反应0.5～10分钟；
S5：将步骤S4中得到的反应后的溶液加入到微通道反应器的收集模块进行降温析晶，搅拌、过滤、干燥，得目标产物。
优选地，所述1,3,5-三甲氧基苯与发烟硝酸的质量比为100：(80-150)，更优选地为100：(120-150)，最优选地为100：80或100：135。
优选地，所述1,3,5-三甲氧基苯与浓硫酸的质量体积比为1：(12-25)g/mL，更优选地为1：20g/mL。
优选地，所述步骤S2中预冷温度为0-20℃，更优选地为10℃。
优选地，所述步骤S3中混合温度为0-20℃，更优选地为10℃。
优选地，所述步骤S4中的反应温度为10-55℃，更优选地为10℃。
优选地，所述发烟硝酸的质量分数大于等于95％，更优选地为95％；所述浓硫酸的质量分数大于等于98％，更优选地为98％。
优选地，所述收集模块中承装有析晶液，将步骤S4中得到的反应后的溶液加入到收集模块的析晶液中进行降温析晶。
优选地，所述析晶液为水，所述水的温度为0℃～10℃。
优选地，所述浓硫酸与水的体积比1：(3～10)，更优选地为1：(4～5)。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
本发明实施例提供的一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，将原料在微通道反应器内以连续流的方式进行硝化，反应时间从反应釜工艺的数小时缩短到几十秒至几分钟，显著提高了反应效率。且采用连续流的方式可以精确控制反应温度、原料和溶剂配比、反应时候等参数；且反应过程中发烟硝酸用量大大减少，显著减少了废酸的产生。
相比于反应釜工艺，本发明实施例提供的一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法明显提高了合成1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的选择性，副产物产生少，明显提高了目标产物的收率和纯度，收率在98％以上、纯度在99％以上。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例，对本发明作进一步的详细说明，本发明的示意性实施方式及其说明仅用于解释本发明，并不作为对本发明的限定。
实施例1
一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，具体步骤如下：
S1：分别量取2000mL 98％浓硫酸、100g 1，3，5-三甲氧基苯倒入2L烧杯A中得第一物料；称取80g质量分数为95％的发烟硝酸倒入200mL烧杯B中，得第二物料。
S2：分别将烧杯A和烧杯B连接计量泵P1和计量泵P2；先启动计量泵P1，将第一物料进料到微通道反应器的预冷模块，在10℃下预冷1分钟。
S3：然后启动计量泵P2，将第二物料与预冷后的第一物料同时进料到微通道反应器的混合模块，在混合模块混合均匀；混合模块设置的混合温度为10℃，混合时间为1分钟。
S4：将在混合模块中混合均匀的溶液进料到微通道反应器的反应模块中继续反应，反应模块设置温度为10℃，反应时间为1分钟。
S5：将步骤S4反应后得到的溶液流入装有6L冰水的微通道反应器的收集模块中，维持收集模块中温度为0℃进行降温析晶，搅拌1h。搅拌完成后将收集模块中的体系过滤，取固体干燥，得到最终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯，称重为174.6g，总收率98％以上。经高效液相色谱测定终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的纯度为99％以上。
实施例2
一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，此实施例与实施例1的区别在于，发烟硝酸的用量为135g，其余与实施例1相同。
经测量最终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯重量为174g，总收率98％以上。经高效液相色谱测定终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的纯度为99％以上。
实施例3
一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，此实施例与实施例1的区别在于，发烟硝酸的用量为150g，其余与实施例1相同。
经测量最终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯重量为174g，总收率98％以上。经高效液相色谱测定终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的纯度为99％以上。
实施例4
一种1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，此实施例与实施例1的区别在于，浓硫酸的体积为1500mL，其余与实施例1相同。
经测量最终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯重量为174g，总收率98％以上。经高效液相色谱测定终产物1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的纯度为99％以上。
本发明属于申请人创新性地研究三氨基三硝基苯合成路线中的制备中间体1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备方法，申请人创新性地研究三氨基三硝基苯合成路线不同于现有的合成路线，是采用间苯三酚先烷氧基化、再硝化得到1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯，最后由1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯胺化得到三氨基三硝基苯。相比于现有的三氨基三硝基苯的合成路线，后延了硝化反应，即为本专利申请1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯的制备过程。且本发明申请利用连续流，在微通道反应器中制备1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯，还未见有报道采用此方法制备1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯。本发明以上实施例提供的合成方法反应速度快，副反应少，传热传质效率高，反应选择性高，后处理方便，产物纯度高、收率高，在工业化合成1,3,5-三甲氧基-2,4,6-三硝基苯中具有广阔的应用前景。
以上所述的具体实施方式，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施方式而已，并不用于限定本发明的保护范围，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。