在流动反应器中制备二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的方法

文档序号:1548997 发布日期:2020-01-17 浏览:25次 >En<

阅读说明:本技术 在流动反应器中制备二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的方法 (Process for preparing dibenzoyl (alkyl) acrylates and substituted dibenzoyl (alkyl) acrylates in a flow reactor ) 是由 鲁道夫·J·达姆斯 鲁迪·W·范坎彭豪特 于 2018-06-07 设计创作,主要内容包括:本发明提供了一种制备二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的方法,该方法包括向微流动反应器的混合室中加入二苯甲酮醇、包含至少一个羟基部分的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇、一种或多种碱、极性液体、(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤、以及与极性液体不可混溶的有机液体;以及产生包含一种或多种二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和该一种或多种碱的一种或多种盐的产物流;其中该产物流具有有机部分和极性部分,该产物流的有机部分包含二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物;并且其中进一步地包括以下情况中的任一者:(a)该有机液体包括式(I)的化合物;或(b)该方法还包括将式(I)的化合物加入到产物流中;或(c)该有机液体包括式(I)的化合物,并且该方法还包括将式(I)的化合物加入到产物流(I)中,&lt;Image he="207" wi="469" file="DDA0002305875640000011.GIF" imgContent="drawing" imgFormat="GIF" orientation="portrait" inline="no"&gt;&lt;/Image&gt;其中R&lt;Sub&gt;1&lt;/Sub&gt;为H或C&lt;Sub&gt;1&lt;/Sub&gt;至C&lt;Sub&gt;4&lt;/Sub&gt;烷基;并且R&lt;Sub&gt;2&lt;/Sub&gt;为任选地插入有一个或多个O原子的C&lt;Sub&gt;1&lt;/Sub&gt;至C&lt;Sub&gt;12&lt;/Sub&gt;烷基。(The present invention provides a method of preparing a dibenzoyl (alkyl) acrylate, the method comprising adding to a mixing chamber of a microfluidic reactor a benzophenone alcohol, a benzophenone alcohol or substituted benzophenone alcohol comprising at least one hydroxyl moiety, one or more bases, a polar liquid, an (alkyl) acryloyl halide or 3-haloalkyl carboxyl halide, and an organic liquid immiscible with the polar liquid; and producing a product stream comprising one or more dibenzoyl (alkyl) acrylates and one or more salts of the one or more bases; wherein the product stream has an organic portion and a polar portion, ofThe organic moiety comprises dibenzoyl (alkyl) acrylate, unreacted benzophenone alcohol or substituted benzophenone alcohol, and organic by-products in the product stream; and wherein further comprising any of the following: (a) the organic liquid comprises a compound of formula (I); or (b) the process further comprises adding a compound of formula (I) to the product stream; or (c) the organic liquid comprises a compound of formula (I), and the process further comprises adding the compound of formula (I) to the product stream (I), wherein R is 1 Is H or C 1 To C 4 An alkyl group; and R is 2 Is C optionally interrupted by one or more O atoms 1 To C 12 An alkyl group.)

具体实施方式

在整个本公开中,为方便起见,常常使用单数形式诸如“一种”、“一个”和“该/所述”;然而,应当理解,除非上下文明确规定或清楚指示仅为单数,否则单数形式意指包括复数。

本申请中使用的术语中的一些具有如本文所定义的特殊含义。所有其它术语将是技术人员已知的,并且具有本领域的技术人员在本发明申请时已赋予它们的含义。

如果两种或更多种液体或溶剂在室温和大气压力下以任何比例彼此溶解,则它们是“可混溶的”。因此,两种可混溶液体或溶剂在以任何比率混合时都会形成溶液。

如果两种或更多种液体在室温和大气压力下以所有比例彼此不溶解,则它们是“不可混溶的”。不可混溶的液体或溶剂彼此可能仍然有一定的溶解度。例如,***可在水中形成至多约10重量%的溶液,但仍然不可混溶于水,因为它不以所有比例形成溶液。

当参考一个或多个可变要素的特性而使用时,“独立地”意指在规定限制内每次出现的可变要素中的任一个可具有相同或不同的特性,而不管任何其它出现的参考要素的特性如何。因此,如果存在两次出现的要素“E”,并且要素E可独立地选自特性Y或特性Z,则两次出现的E中的每个在任何组合(例如,YY、YZ、ZY或ZZ)中可为Y或Z。

“烷基”是指脂族烃基。烷基基团可具有任何数量的碳原子;在本公开中通常用符号“Cn”表示碳原子数,其中“n”是与碳原子数相对应的整数。因此,C1表示一个碳原子,C2表示两个碳原子,C3表示三个碳原子等。典型的烷基基团为C30或更小,诸如C26或更小、C24或更小、C22或更小、C20或更小、C18或更小、C16或更小、C14或更小、C12或更小、C10或更小、C8或更小、C6或更小、C4或更小或者C2或更小。一些烷基基团为C1。典型的烷基基团为C2或更大、C4或更大、C6或更大、C8或更大、C10或更大、C12或更大、C14或更大、C16或更大、C18或更大、C20或更大、C22或更大、C24或更大、C26或更大或者C28或更大。示例性烷基基团包括甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、环己基、环戊基、2-乙基己基、异辛基、正辛基、十二烷基、十六烷基、二十二烷基等。

“醇”是指具有羟基基团或去质子化羟基基团的化合物。

“卤离子”和它的其它形式,如“卤代”用于指氯离子、溴离子或碘离子基团。本文使用的卤离子最常见地为氯离子。

“羟基”是指OH基团。

“芳基”是指完全共轭的环状烃单基。芳基基团的示例包括苯基、萘基等。

“亚芳基”是指完全共轭的环状烃双基。亚芳基基团的示例包括亚苯基、亚萘基等。取代的芳基中的双基中的每个可位于共轭环上或取代基上。

“取代的芳基”是指芳基单基,其中氢原子中的一个或多个被取代基取代。典型的取代基包括烷基、烯基、氧烷基、羟基等。示例性取代的芳基包括甲苯酰基、二甲苯基、羟基芳基、烷基羟基芳基等。

“羧基”是指C(O)双基。

“羧基卤”是指以碳为中心的基团O=C-X,其中X为卤离子。

“烷基羧基卤”是指以至少两个碳原子的烷基基团和羧基卤之间的化学键为特征的化合物。

“3-卤代烷基羧基卤”是指带有卤化物基团的烷基羧基卤化物,卤化物基团与3位碳原子(即相对于羰基的β位碳原子)共价键合。烷基基团通常为C2烷基基团,在这种情况下,3-卤代烷基羧基卤为3-卤代丙酰卤,诸如3-氯代丙酰卤或3-氯代丙酰氯。3-卤代烷基羧基卤中的烷基基团可为取代或未取代的;然而,当被取代时,存在至少一个与2位上的碳(即,相对于羰基的α位中的碳原子)键合的氢原子。典型的取代基包括烷基、氧烷基、氧烷基氧烷基、醚、芳基、杂芳基、烷芳基、烷杂芳基、氧芳基、氧杂芳基、芳烷基、杂芳烷基、氧芳基烷基、氧杂芳烷基等。3-卤代烷基羧基卤中的烷基基团也可为未取代的,这是更常见的。

“丙烯酰卤”意指丙烯酰氯、丙烯酰溴或丙烯酰碘。

“(烷基)丙烯酰卤”意指丙烯酰卤或带有与3位碳原子(即相对于羰基的β位中的碳原子)共价键合的烷基基团的丙烯酰卤。

“二苯甲酰基”和“取代的二苯甲酰基”分别指二苯甲酮或取代的二苯甲酮的单基。二苯甲酰基基团具有化学结构C6H4C(O)C6H5。自由基可居中在芳环的任何碳上(但不在羰基碳上),尽管其最常位于4位处。取代的二苯甲酰基通常被烷基或氧烷基取代,但也可被芳基、取代的芳基、氧芳基、取代的氧芳基、杂芳基、氧杂芳基、烯基、羟基等取代。当取代基为烷基时,其最常见的是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、环己基、环戊基、2-乙基己基、异辛基、正辛基、十二烷基、十六烷基或二十二烷基。当取代基为氧烷基时,其最常见的是氧甲基、氧乙基、氧丙基、氧异丙基、氧正丁基、氧叔丁基、氧仲丁基、氧异丁基、氧环己基、氧环戊基、氧2-乙基己基、氧异辛基、氧正辛基、氧十二烷基、氧十六烷基或氧二十二烷基。当取代基为芳基时,其最常见的是苯基或萘基。当取代基为氧芳基时,其最常见的是氧苯基或氧萘基。当取代基为取代的芳基时,其最常见的是甲苯酰基或二甲苯基。当取代基为取代的氧芳基时,其最常见的是氧甲苯酰基或氧二甲苯基。当取代基为杂芳基时,其最常见的是呋喃基或吡啶基。羟基取代基也是可能的。取代基可在任何位置上,但最通常在4'位,尤其是当自由基居中在4位时。

“二苯甲酮醇”和“取代的二苯甲酮醇”分别是指具有式HO-C6H4-C(O)-C6H5的化合物,或其取代的型式。醇部分可居中在任何芳基碳上,但最通常在4碳上。当二苯甲酮醇被取代时,其通常被烷基或氧烷基取代,但也可被芳基、取代的芳基、氧芳基、取代的氧芳基、杂芳基、氧杂芳基、烯基、羟基等取代。当取代基为烷基,最常见的是甲基、乙基、丙基、异丙基、正丁基、叔丁基、仲丁基、异丁基、环己基、环戊基、2-乙基己基、异辛基、正辛基、十二烷基、十六烷基或二十二烷基。当取代基为氧烷基,最常见的是氧甲基、氧乙基、氧丙基、氧异丙基、氧正丁基、氧叔丁基、氧仲丁基、氧异丁基、氧环己基、氧环戊基、氧2-乙基己基、氧异辛基、氧正辛基、氧十二烷基、氧十六烷基或氧二十二烷基。当取代基为芳基时,其最常见的是苯基或萘基。当取代基为氧芳基时,其最常见的是氧苯基或氧萘基。当取代基为取代的芳基时,其最常见的是甲苯酰基或二甲苯基。当取代基为取代的氧芳基时,其最常见的是氧甲苯酰基或氧二甲苯基。当取代基为杂芳基时,其最常见的是呋喃基或吡啶基。羟基取代基也是可能的。取代基可在任何位置上,但最通常在4'位,尤其是当自由基居中在4位时。合适的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇包括4-羟基二苯甲酮、4-羟乙基二苯甲酮、2-羟基二苯甲酮、3-羟基二苯甲酮、4-醇4'-羟基二苯甲酮、5-溴2-羟基二苯甲酮、5-氯2-羟基二苯甲酮等。最常见的是,二苯甲酮醇为4-羟基二苯甲酮。

“二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯”是二苯甲酮醇和(烷基)丙烯酸酯的酯缩合产物。

“取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯”是取代的二苯甲酮醇和取代的(烷基)丙烯酸酯的酯缩合产物。

两种物质的“摩尔流速比”是以单位时间内物质的摩尔为单位的两种物质的流速的比率。本领域的普通技术人员可通过将每种物质的浓度(以摩尔浓度为单位)除以其流速并然后确定两个结果值的比率来计算摩尔流速比。例如,如果物质“X”以2mmol/mL的浓度存在于液体中并且以1mL/min的速率流动并且物质“Y”以4mmol/mL的浓度以液体形式存在于液体中并且以2mL/min的速率流动,则X与Y的摩尔流速比为1比1(即((2mmol/mL X)/(1mLX/min)):((4mmol/mL Y)/(2mL Y/min))。当摩尔流速比部分地指酸、碱或醇时,则碱的摩尔数被认为是酸性或碱性等价物的摩尔数。例如,如果Ca(OH)2以2mmol/mL的浓度存在于液体中并且以1mL/min的速率流动并且醇以4mmol/mL的浓度存在于液体中并且以2mL/min的速率流动,则Ca(OH)2与醇的摩尔流速比为2比1(即(2mmol/mL Ca(OH)2×2mol OH/mol Ca(OH)2)/(1mL Ca(OH)2/min):((4mmol/mL Y)/(2mL Y/min))。摩尔流速比有时表示为“N比至少M”,其中N和M是值。这个符号表示值M可为规定的值或更大。因此,如果X与Y的摩尔流速比为“1比至少1”,则摩尔流速比可为1比1或更大的任何值,例如1比1、1比1.5、1比2、1比10等。

二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯可通过在微流动反应器的混合室内发生的化学反应来制备。二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇、足以至少部分地去质子化苯醇或取代的苯醇的一种或多种碱、极性液体、(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤、以及与极性液体不可混溶且以足以溶解(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的量存在的有机液体可作为该反应的成分加入微反应器中。

可使用任何微流动反应器。典型地,微流动反应器将具有至少第一添加口和第二添加口,用于将液体加入到微流动反应器的混合室。在很多情况下,可存在更多的添加口。在很多情况下,只有两个、三个或四个添加口用于向混合室中添加材料。当存在未使用的添加口时,未使用的添加口通常会被堵塞以防止或减轻从混合室外部吸入任何不需要的物质以及从混合室损失反应物或产物。添加口中的一个或多个添加口可具有止回阀以防止回流,但这在大多数情况下不是必需的,因为通过添加口的反应物流的压力通常足以防止回流。微流动反应器的混合室通常还将具有至少一个用于产物流离开的出口。

一些微流动反应器将具有内部容积不超过10mL,诸如不超过5mL、不超过0.9mL、不超过0.8mL、不超过0.75mL、不超过0.6mL、不超过0.5mL、不超过0.4mL、不超过0.3mL、不超过0.25mL、不超过0.1mL或不超过0.05mL的混合室。微流动反应器通常具有用于促进加入到反应室中的成分的混合的混合几何形状。在许多情况下,混合室可被设计成产生成分的流动塞,使得微流动反应器中的材料与随后加入到微流动反应器中的材料的回混被减轻。混合室可具有任何合适的几何形状,诸如T形、星形、迂回管形等。合适的微流动反应器例如可以商品名IDEX 91(比利时的ACHROM(ACHROM,Belgium))和LABTRIX START 1805-L-2(英国的Chemtrix BV(Chemtrix BV,UK))商购获得,其中的后者可装配有玻璃微芯片,诸如可以商品名TPE 3223(Chemtrix BV)购得的那些,其可用作混合室。其它微流动反应器已在例如美国专利6,228,434和6,192,596中有所描述。

可使用冲击式流动微反应器。此类反应器设计为具有添加口,该添加口引导反应物流在一定体积的冲击流动反应器中混合以形成产物流。在这种情况下,反应物流混合的一定体积的冲击流动反应器是混合室。通过入口的反应物流的压力推动产物流通过混合室并离开出口。

可使用任何二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,只要其包含在反应条件下能够与(烷基)丙烯酰氯(诸如丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯)或与3-卤代烷基羧基卤(诸如3-卤代丙酰卤、3-氯代丙酰卤或3-氯代丙酰氯)反应的至少一个羟基基团即可。

在大多数情况下,使用二苯甲酮醇。最常见的二苯甲酮醇为4-羟基二苯甲酮。通常仅使用单一的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,并且不包括在反应条件下反应以形成酯的其它醇。这是最常见的,因为通常所需产物是单一的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯。但是,也可使用多于一种二苯甲酮醇的混合物。在这种情况下,产物将是(烷基)丙烯酸酯的混合物,其中的至少一种是具有不同酯部分的苯基。不同产物的摩尔比将通常与加入到微流动反应器的混合室中的醇的摩尔比相似。例如,当所得混合物一起聚合成单一共聚物时,在同一微流动反应器中同时制备多于一种(烷基)丙烯酸酯(其中的至少一种是二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯)可能是有用的。在这种情况下,产物流可通常通过出口端口离开微流动反应器以形成产物流,所述产物流可直接或在分离水之后进料到另一个反应器中,例如用于聚合产物混合物的反应器。

羟基二苯甲酮或取代的羟基二苯甲酮可为任何合适的羟基二苯甲酮或取代的羟基二苯甲酮。合适的羟基二苯甲酮或取代的羟基二苯甲酮是可在反应条件下与(烷基)丙烯酰氯(诸如丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯),或与3-卤代烷基羧基卤(诸如3-卤代丙酰卤、3-氯代丙酰卤或3-氯代丙酰氯)反应以形成(烷基)丙烯酸酯的那些。示例包括4-羟基二苯甲酮、烷基取代的4-羟基二苯甲酮、芳基取代的4-羟基二苯甲酮等。4-羟基二苯甲酮是最常采用的。

一种或多种碱可为足以使二苯甲酮醇至少部分地去质子化的任何碱。通常,一种或多种碱包括胺碱。常见的胺碱包括三乙胺、二甲乙胺、三甲胺、甲基二乙胺等。三乙胺是最常使用的胺碱。碱金属氢氧化物如氢氧化钠或氢氧化钾也可单独使用或与胺碱如三乙胺组合使用。也可使用碱土金属氢氧化物,如氢氧化钙,尽管这种情况不常见。

极性液体常见地为水,最通常为去离子水。偶尔使用其它溶剂。当溶剂不是水时,它通常不是醇或任何其它与反应物之一反应的溶剂,因为此类溶剂可能参与反应。在一些情况下,醇可用作极性液体和反应物,尤其是当使用两种醇时,其中一种为苯醇,并且另一种为液体醇。在此类情况下,液体醇通常与水混合。

在大多数情况下,极性液体将溶解所有的或部分一种或多种碱。最常见的是,极性液体将溶解所有的一种或多种碱。当一种或多种碱在反应温度(其通常是室温)下不是液体时尤其如此。因此,在大多数情况下,将一种或多种碱作为在极性液体(其最通常为水)中的溶液加入到微流动反应器的混合室中。最常见使用的碱、碱金属氢氧化物和三乙醇胺是高度水溶性的,因此可以这种方式加入到微流动反应器的混合室中。当碱也溶于有机液体中时,可将该碱作为在有机液体中的溶液加入微流动反应器的混合物室中。当碱在反应温度(其通常是室温)下为液体时,也可将该碱纯净地加入到微流动反应器的混合物室中,尽管这不是典型的。

二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加上可能存在的任何其它醇与微流动反应器的混合室内的(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤中的至少一种反应。在某些情况下,可使用(烷基)丙烯酰卤和3-卤代烷基羧基卤两者,但这并不常见。

当使用(烷基)丙烯酰卤时,其通常为丙烯酰卤。当烷基基团存在时,烷基基团可为任何烷基基团。最常见地,烷基基团为C10或更小,如C9或更小、C8或更小、C7或更小、C6或更小、C5或更小、C4或更小、C3或更小、C2或更小、或C1。烷基基团最通常为甲基。因此,最常见的(烷基)丙烯酰卤为丙烯酰卤和甲基丙烯酰卤,具体地丙烯酰氯和甲基丙烯酰氯。

当使用3-卤代烷基羧基卤时,烷基可为任何合适的烷基。最常见的是,烷基基团为C10或更小,诸如C9或更小、C8或更小、C7或更小、C6或更小、C5或更小、C4或更小、C3或更小、或C2。在许多情况下,3-卤代烷基羧基卤为3-卤代丙酰卤,诸如3-卤代丙酰氯、3-氯代丙酰卤或3-氯代丙酰氯。3-氯代丙酰氯是最常见的。

有机液体通常适于溶解大部分(如果不是所有)(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤以及大部分(如果不是所有)反应产物。此外,为了促进与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的反应,苯醇通常在有机液体中具有一定的溶解度。有机液体也适于溶解所有或一些至少一种碱,但这不是必需的。

有机液体方便地与极性液体不可混溶。这种不可混溶性有助于将通常主要存在于有机液体中的苯基或取代的苯基(烷基)丙烯酸酯产物与盐和其它极性液体可溶性副产物分离。由于极性液体通常是水,因此有机液体通常与水不可混溶。示例性有机液体包括二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基丁基酮等。也可使用与水不可混溶的(烷基)丙烯酸酯。

实际上,将本文所述的材料加入到微流动反应器的混合室中。添加通常通过至少两个添加口。因此,通常通过第一添加口加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,并且通常通过第二添加口加入(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤。通过与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤不同的口加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇防止这些反应物在混合室外发生化学反应。

最常见的是,使用两个添加口。在这种情况下,极性液体诸如水、一种或多种碱(诸如三乙胺、碱金属氢氧化物或两者)和醇通常通过第一口加入。最常见地以其中一种或多种碱和醇溶解在极性液体中的溶液形式加入混合物。(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤和有机液体通常通过第二添加口加入。通常,将(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤作为在有机液体中的溶液加入。

也可使用三个或四个添加口。当使用三个添加口时,可通过第一添加口通常作为溶液加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇、一种或多种碱和极性液体,可通过第二添加口加入(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,并且可通过第三添加口加入有机液体。另选地,可通过第一添加口加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,可通过第二添加口加入极性液体,并且可通过第三添加口通常作为溶液加入(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤。当使用四个添加口时,可通过第一添加口加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和一种或多种碱,可通过第二添加口加入(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,可通过第三添加口加入极性液体,并且可通过第四添加口加入有机液体。

当使用三个或更多个添加口时,其它变型也是可能的。在一种此类变型中,可将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到有机液体中而不是极性液体中。在该变型的一个示例中,可通过第一添加口作为在第一有机液体中的溶液加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,可通过第二添加口作为在第二有机液体中的溶液加入(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,并且可通过第三添加口作为在极性液体(通常为水)中的溶液加入一种或多种碱。第一有机液体或第二有机液体可相同或不同,并且可选自本文所讨论的有机液体中的任一种。其它变型也是可能的,其中的大多数将保持(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤与混合室外的有机液体分离,以避免不需要的化学反应。

可以任何合适的流速将成分加入到微流动反应器的混合室中。流速根据混合室的内部体积和几何形状变化。示例性的流速在0.1μL/min至10μL/min之间,例如大于0.1μL/min,大于0.2μL/min,大于0.3μL/min,大于0.4μL/min,大于0.5μL/min,大于0.6μL/min,大于0.7μL/min,大于0.8μL/min,大于0.9μL/min,大于1.0μL/min,大于1.1μL/min,大于1.2μL/min,大于1.3μL/min,大于1.4μL/min,大于1.5μL/min,大于1.6μL/min,大于1.7μL/min,大于1.8μL/min,大于1.9μL/min,大于2.0μL/min,大于2.1μL/min,大于2.2μL/min,大于2.3μL/min,大于2.4μL/min,大于2.5μL/min,大于2.6μL/min,大于2.7μL/min,大于2.8μL/min,大于2.9μL/min,大于3.0μL/min,大于3.25μL/min,大于3.5μL/min,大于3.75μL/min,大于4.0μL/min,大于4.5μL/min,大于5.0μL/min,大于5.5μL/min,大于6.0μL/min,大于6.5μL/min,大于7.0μL/min,大于7.5μL/min,大于8.0μL/min,大于8.5μL/min,大于9.0μL/min,或大于9.5μL/min。合适的流速也可至多10μL/min,至多9.5μL/min,至多9.0μL/min,至多9.0μL/min,至多8.5μL/min,至多8.0μL/min至多7.5μL/min,至多7.0μL/min,至多6.5μL/min,至多6.0μL/min,至多5.5μL/min,至多5.0μL/min,至多4.75μL/min,至多4.5μL/min,至多4.25μL/min,至多4.0μL/min,至多3.75μL/min,至多3.5μL/min,至多3.25μL/min,至多3.0μL/min,至多2.9μL/min,至多2.8μL/min,至多2.7μL/min,至多2.6μL/min,至多2.5μL/min,至多2.4μL/min,至多2.3μL/min,至多2.2μL/min,至多2.1μL/min,至多2.0μL/min,至多1.9μL/min,至多1.8μL/min,至多1.7μL/min,至多1.6μL/min,至多1.5μL/min,至多1.4μL/min,至多1.3μL/min,至多1.2μL/min,至多1.1μL/min,至多1.0μL/min,至多0.9μL/min,至多0.8μL/min,至多0.7μL/min,至多0.6μL/min,或至多0.5μL/min。其它流速也可以是合适的,取决于所使用的微流动反应器的几何形状和内部体积。本领域技术人员将能够根据本文提供的指导结合他们对本领域的了解确定适当的流速。

选择适当的一些组分的摩尔流速比对获得最佳结果可能很重要。在本文中定义了术语摩尔流速比。本发明人已经发现使用正确的摩尔流速比在任何情况下对于以高产率获得所需产物可能是关键的。因此,二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有的一种或多种碱之和的摩尔流速比通常为1比至少1、至少1.5,或1比至少1.7,尤其是当使用(烷基)丙烯酰卤诸如(烷基)丙烯酰氯或(甲基)丙烯酰氯时。在一些情况下,二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有的一种或多种碱之和的摩尔流速比可为甚至更高,诸如1比至少2、1比至少2.5、或甚至1比至少2.7。除非另有说明,否则不需要这种较高的摩尔流速比,但当使用3-卤代烷基羧基卤作为反应物时,它们通常是有益的。

二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比通常为1比至少1.1。当摩尔流速比较低时,产物流中所需产物的量通常为不可接受地低。在某些情况下也可使用更高的摩尔流速比。因此,醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比可为1比至少1.2、1比至少1.3、1比至少1.4、1比至少1.5、1比至少1.6、1比至少1.7、1比至少1.8、1比至少1.9、1比至少2、1比至少2.1、1比至少2.2、1比至少2.3、1比至少2.4、或1比至少2.5。除非另有说明,否则不需要这种较高的摩尔流速比。

当使用每分子具有多于一个羟基基团的二苯甲酮多元醇或取代的二苯甲酮多元醇时,为了使每个羟基基团与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的分子反应,可使用上面讨论的摩尔流速比,除了摩尔流速比将基于羟基基团而不是多元醇的摩尔当量之外。

在微流动反应器中,醇和(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的反应通常产生一种或多种碱的一种或多种盐。如果这些盐沉淀,则它们可能堵塞微流动反应器而导致工艺失败。因此,通常为水的极性液体必须以足以溶解基本上所有的盐的量存在。在这种情况下,“基本上所有的”意味着足够的盐溶解,使得任何未溶解的盐在过程中不会堵塞微流动反应器。实现这一结果所需的流速可能会有很大的不同,并取决于所使用的微流动反应器的体积和几何形状。按照本文的指导方针并结合他们对本领域的了解,本领域的普通技术人员将能够确定极性液体(诸如水)的适当流速,以确保所有盐都被溶解。因此,如果盐以特定的流速堵塞微流动反应器,可通过几种方式改善问题。如果加入极性液体作为溶液的溶剂,例如具有二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,一种或多种碱或两者作为溶质,则可增加该溶液的流速或减少一种或多种溶质的浓度。如果这两者都不可行,例如由于需要保持适当的摩尔流速比或其它原因,则通过使用多于两个添加口并通过第三或第四个添加口加入极性液体(诸如水)可改善堵塞问题。通过对极性液体和二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇或一种或多种碱使用不同的添加口,可控制例如增加的极性液体流速,而不需要改变其它成分的流速以维持必要的摩尔流速比。

实际上,可能需要在开始反应之前冲洗微流动反应器。在微流动反应器离线之前,在微流动反应器离线之后重新启动工艺时,或两者兼而有之,再次进行冲洗步骤。冲洗通常包括使溶剂(通常为本文所述的有机液体或极性液体)流过微流动反应器。冲洗步骤期间极性液体的流速可为任何合适的流速,这将取决于微流动反应器的体积。冲洗步骤在使用时经常进行一段时间,以适合除去积聚在微流动反应器内的任何盐、污染物或杂质。这个时间根据微流动反应器的体积而变化,但通常为1分钟至1小时,并且最通常为1分钟至15分钟。然后溶剂离开微流动反应器并可从出口收集。在所有情况下都不需要冲洗步骤。

涂漆步骤也可在开始反应之前进行。如果采用冲洗和涂漆步骤,则通常在冲洗步骤之后执行涂漆步骤。涂漆步骤通常包括将可任选地溶解在极性液体或有机液体中的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇泵送通过包括混合室的微流动反应器,然后在其穿过出口之后将其收集。通常在涂漆步骤中使用的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇被丢弃。在涂漆步骤期间,二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇的流速可与上面所讨论的关于在反应过程中加入二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇的流速相同。涂漆步骤可进行任何合适的时间长度,通常为1分钟至1小时,诸如1分钟至15分钟。

一旦完成了任何冲洗或涂漆步骤,可在本文所述的条件下将成分加入到微流动反应器的混合室中,并使得在混合室内混合以形成产物流。产物流然后可通过出口离开混合室。将管子连接到出口通常很方便。该管子可用于一个或多个目的。例如,管子可用于冷却反应混合物,以使得完成反应的空间能够将产物流输送到期望的位置,例如收集产物或充当另一个反应器诸如另一个微流动反应器的进料,或前述的任何组合。可使用任何合适的泵将各种成分泵入反应器中。对于小规模和短时间运行,可使用注射泵。其它泵,如齿轮泵、多活塞泵等可适用于更大规模或更长运行时间。在短暂的初始启动时间之后,产物料流中的(烷基)丙烯酸酯产物将通过出口离开微流动反应器的混合室,同时通过添加口加入成分。

虽然二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的反应通常是高度放热的,但在本文所述的过程期间,通常不需要冷却或以其它方式调节微流动反应器的温度。因此,反应可在不对微流动反应器进行任何冷却特别是不需要冷却微流动反应器的混合室的情况下进行。相反,该过程可在室温下进行,而无需对微流动反应器进行任何温度控制。室温是技术人员理解的,但通常包括对实验室或生产工厂设备典型的那些温度,诸如20℃至25℃。

从微流动反应器的出口排出的产物流通常具有极性部分和有机部分。因为极性液体和有机液体是不可混溶的,所以有机液体和极性液体可在产物流中分离成两相。然而,在实践中,当产物为二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯时,这两相通常被不当地定义并且没有明确限定的相界。当将典型的溶剂如乙酸乙酯用作有机液体时,尤其如此。这可能导致两个问题。首先,在极性部分和有机部分中均可存在反应副产物,如(烷基)丙烯酸,其可例如通过当水为极性液体时,过量的(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤与水的反应而形成。其次,在此类情况下(即,当相之间的相界不明显时),可能难以分离有机相和极性相,从而导致产物的损失和较低效率的过程。

通过使用式(I)的(烷基)丙烯酸酯化合物,可方便地解决这些问题。在式(I)的化合物中,R1为烷基或H,并且R2为C1至C12烷基,任选地***有一个或多个O原子,并且最常见地***有0或1个O原子。

Figure BDA0002305875630000131

在式(I)的化合物中,R1通常为H或C1至C4烷基,诸如H或C1至C2烷基,或甚至H或甲基。R2通常为C1-C12烷基,诸如C4-C12烷基,或C4H3O(即,四氢呋喃基)基团。

式(I)的化合物为(烷基)丙烯酸酯。令人惊奇的是,最有效促进相分离的(烷基)丙烯酸酯是具有相对短R2的那些,具体地是其中R2为C1至C12烷基,任选***有一个或多个O原子的那些。较长链的R2部分是不太有效的。例如,当R2为C18时,它在促进清晰的相界方面不如当R2为正丁基(即,C4)时有效。

这个结果是令人惊讶和意外的。本领域的技术人员理解,较长的链烷基基团比较短链的烷基基团更疏水,因此期望具有较长链烷基酯基团的(烷基)丙烯酸酯在诱导干净的相分离和清晰的相界方面更有效,因为它们将更有效地提高有机液体的疏水性,从而使其与极性液体区分开。意外且令人惊讶的是,情况并非如此。当使用具有大于C12的烷基酯的(烷基)丙烯酸酯时,它们实际上证明对于此目的不如C12或更低的基团(即,不如式(I)的化合物)有效。

式(I)的化合物的具体示例包括甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸四氢呋喃酯、丙烯酸2-乙基己酯和丙烯酸2-甲基庚酯。也可使用其它式(I)的化合物。

式(I)的化合物可以各种方式使用以解决上述相分离问题。在第一示例中,可使用式(I)或(II)的化合物作为极性液体。在这种情况下,式(I)的化合物用于溶解二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇原料。然后将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇原料在式(I)的化合物中的溶液加入到如本文所述的微流动反应器的混合室中。

当式(I)的化合物用作有机液体以分散二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇时,二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇在式(I)的化合物中的浓度将根据二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇在式(I)的化合物中的溶解度而变化。在大多数情况下,二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇将溶解于式(I)的化合物中,因此所述浓度可为二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇在式(I)的化合物中形成溶液的任何浓度。典型的浓度为0.01重量%至30重量%的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇。可根据需要在溶解度极限内调节浓度,以便能够实现二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与本文所述的其它原料的适当摩尔流速比。

可将水加入到产物流中以帮助从有机液体中除去任何副产物。这可按任何合适的方式完成。例如,产物流可离开微流动反应器的混合室并行进到管材中,所述管材随后可与附加的管材连接,通过所述管材由Y或T连接器泵送水。

有机相和极性相(其中的后者可为水相,尤其是在使用水洗时)可例如用可用于在流动过程中分离不同相的已知设备分离。这种设备可通过提供仅可由有机相和极性相中的一者润湿的膜来起作用,所述有机相和极性相中的后者可为水相。设备可在整个膜上提供压差,使得仅润湿膜的相可穿过该膜。在典型的设备中,膜是疏水的并允许有机相穿过。

因此,设备可通过提供产物流的入口来起作用,所述入口具有有机相和极性相的组合,所述有机相和极性相中的后者可为水相。设备还可具有两个出口,每个出口与如本文所述的膜的相对侧连通。在使用中,具有两相(有机相和极性相)的产物流可通过入口进入设备。两相中的一相(通常为有机相)穿过膜,并且随后通过第一出口离开设备。另一相(通常为极性相,其可为水相)不穿过膜,并且随后通过第二出口离开设备。

用于分离如本文所述的有机相和极性相的装置可例如以商品名SEP-10、SEP-200-SS和SEP-200-HS从美国马萨诸塞州坎布里奇的Zaiput流技术公司(Zaiput FlowTechnologies,Cambridge,MA,USA)商购获得。

在使用式(I)的化合物的第二示例中,可以在分批处理步骤中将该化合物加入到产物流中。在该示例中,在向其添加式(I)的化合物和任选的水的容器中收集产物流。加入的式(I)的化合物的量应足以溶解所收集的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯反应产物。在间歇方法中,然后将包含有机液体如乙酸乙酯、二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和式(I)的化合物的有机部分与极性液体分离,所述极性液体通常包含盐、副产物和水。这可通过本领域已知的方法如分液漏斗或Dean Stark捕集器来实现。如果需要,可例如通过蒸发除去任何挥发性有机液体,诸如乙酸乙酯。

在许多情况下,使用如本文所述的式(I)的化合物可提供一个或多个有用的优点。首先,如上所述,其可在有机相和极性相之间实现良好的相分离和清晰的相界,从而有利于两相的分离以及产物从有机相中的回收。这种干净的分离还从有机液体中除去副产物和盐,因此可提供二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯与式(I)的化合物的混合物,其准备好用于后续方法中。例如,因为式(I)的化合物具有丙烯酸酯部分,所以它们可随后与在微流动反应器的混合室中形成的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯共聚合。因此,可将本文所述方法的产物流直接进料到另一反应器如微流动反应器中,以用于随后的聚合。当将式(I)的化合物用作有机液体并且在连续方法中如本文所述连续除去极性液体时,本发明所述的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和式(I)的化合物的反应和随后的聚合可作为连续方法进行。

因此,当产物流包含基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的原料和产物流中的有机副产物的总重量计(但不包括产物流中任何式(I)的化合物的重量)不小于80重量%的量二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯时,本文所述的方法被认为是工业上可接受的。产率较低不适合工业用途,并且被认为是不可接受的。在许多情况下,产率甚至更高,但这不是需要的。在一些情况下,在每种情况下均基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的原料和产物流中的有机副产物的总重量计(但不包括产物流中的任何式(I)的化合物的重量),二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的量为85重量%或更大、90重量%或更大、或甚至95重量%或更大。产物流的这些组分的重量可通过任何合适的手段例如通过气相色谱法来测量。当使用气相色谱法时,产物流中的化合物可通过比较它们在同一色谱柱上的保留时间与标准物的保留时间来确定。可使用标准软件或甚至手动计算峰的面积,然后使用校准曲线将其转换为浓度。校准曲线可通过具有已知浓度的化合物的标准样品建立。确定产物流的各种组分的重量%的其它合适的手段包括液相色谱法(诸如HPLC)和气相色谱法(诸如GC/MS)。

二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的这种高产率可在本文讨论的反应条件下获得是令人惊讶的。(烷基)丙烯酰卤和3-卤代烷基羧基卤与极性液体如水高度反应以提供相应的酸是众所周知的。尽管期望极性液体如水的存在会快速水解(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,但本文所述的方法使用极性液体,通常为水,但令人惊讶的是,水解不是主要反应,并且可实现产率高的产物。此外,已知(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤之间的反应是高度放热的,因此需要外部冷却以避免危险的热释放、不想要的副反应或两者。令人惊奇的是,本文所公开的方法即使在室温下进行并且不使用微流动反应器的冷却装置也能以高产率进行。

例示性实施方案的列表

以下列表示出了本公开的具体实施方式,但并非旨在限制。此处未示出的其它实施方式也是可预期的。

1.一种制备二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的方法,该方法包括:

将以下物质加入到微流动反应器的混合室中:

包含至少一个羟基部分的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,

一种或多种碱,该一种或多种碱足以使二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇至少部分地去质子化,

极性液体,

(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,以及

与极性液体不可混溶的有机液体,该有机液体的量足以溶解(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,其中

所有羟基部分与所有一种或多种碱之和的摩尔流速比为1比至少1.1;以及

产生包含一种或多种二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和该一种或多种碱的一种或多种盐的产物流;并且其中

加入到混合室中的极性液体足以溶解所述一种或多种盐;并且

该产物流具有有机部分和极性部分,基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物的总重量计,该产物流的有机部分包含至少80重量%的量的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯;并且其中进一步地包括以下情况中的任一者:

(a)有机液体包括式(I)的化合物;或

(b)该方法还包括将式(I)的化合物加入到产物流中;或

(c)有机液体包括式(I)的化合物,并且该方法还包括将式(I)的化合

物加入到产物流中

Figure BDA0002305875630000171

其中

R1为H或C1-C4烷基;并且

R2为任选地***有一个或多个O原子的C1至C12烷基。

2.一种制备二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的方法,该方法包括:

将以下物质加入到微流反应器的混合室中:

包含至少一个羟基部分的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇,

一种或多种碱,该一种或多种碱足以使二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇至少部分地去质子化,

极性液体,

(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,以及

与极性液体不可混溶的有机液体,该有机液体的量足以溶解(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤,其中

所有羟基部分与所有一种或多种碱之和的摩尔流速比为1比至少1.1;以及

产生包含一种或多种二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯和该一种或多种碱的一种或多种盐的产物流;并且其中

加入到混合室中的极性液体足以溶解所述一种或多种盐;并且

该产物流具有有机部分和极性部分,基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物的总重量计,该产物流的有机部分包含至少80重量%的量的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯;

该方法的特征在于下列中的任一个:

(a)有机液体包括式(I)的化合物;或

(b)该方法还包括将式(I)的化合物加入到产物流中;或

(c)有机液体包括式(I)的化合物,并且该方法还包括将式(I)的化合物加入到产物流中

其中

R1为H或C1-C4烷基;并且

R2为任选地***有一个或多个O原子的C1至C12烷基。

3.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中有机液体包括式(I)的化合物。

4.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中该方法还包括将式(I)的化合物加入到该产物流中。

5.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物的总重量计,该产物流中的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的量为至少85重量%。

6.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物的总重量计,该产物流中的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的量为至少90重量%。

7.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中基于二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯、未反应的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和该产物流中的有机副产物的总重量计,该产物流中的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯或取代的二苯甲酰基(烷基)丙烯酸酯的量为至少95重量%。

8.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中极性液体包括水、甲醇、乙醇、丙醇或它们的混合物。

9.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中极性液体包括水。

10.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中极性液体为水。

11.根据实施方案10所述的方法,其中水为去离子水、蒸馏水或反渗透水。

12.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇为仅具有一个羟基基团的一元醇。

13.根据实施方案1至11中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇为具有多于一个羟基基团的多元醇。

14.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇为4-羟基二苯甲酮、4-羟乙基二苯甲酮、2-羟基二苯甲酮、3-羟基二苯甲酮、4-醇4'-羟基二苯甲酮、5-溴2-羟基二苯甲酮、5-氯2-羟基二苯甲酮等。

15.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇为4-羟基二苯甲酮。

16.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中一种或多种碱包括以下中的至少一种:三乙胺、二甲胺、三甲胺、甲基二乙胺、碱金属氢氧化物和碱土金属氢氧化物。

17.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中一种或多种碱包括三乙胺。

18.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中一种或多种碱包括氢氧化钾、氢氧化钠或它们的混合物。

19.根据前述实施方案中任一项所述的方法,还包括将水加入到产物流中的步骤。

20.根据实施例19所述的方法,其中在产物流离开微流动反应器的混合室的出口之后以连续方式将水加入到产物流中。

21.根据实施方案19至20中任一项所述的方法,其中加入到产物流中的水为蒸馏水、去离子水或反渗透水。

22.根据实施方案19至21中任一项所述的方法,其中将产物流的极性部分与有机部分连续地分离。

23.根据实施方案22所述的方法,其中连续地分离极性部分的步骤包括使产物流穿过设备,该设备包括:

可被极性相或有机相中的仅一者润湿的膜,和

跨该膜的压差

使得极性部分或有机部分中的仅一者穿过膜,从而将产物流的极性部分与有机部分分离。

24.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括将第二醇加入到微流动反应器的混合室中。

25.根据实施方案1至24中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括将仅一种类型的二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇以及无其它醇加入到微流动反应器的混合室中。

26.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇在极性液体中的溶液加入到微流动反应器的混合室中。

27.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中有机液体包括以下中的一种或多种:二氯甲烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基乙基酮、甲基丁基酮或一种或多种式(I)的化合物。

28.根据实施方案27所述的方法,其中有机液体包括一种或多种式(I)的化合物。

29.根据实施方案27所述的方法,其中有机液体为一种或多种式(I)的化合物。

30.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中在式(I)的化合物中,R2为C1-C12烷基。

31.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中R1为甲基或H。

32.根据实施方案31所述的方法,其中R1为甲基。

33.根据实施方案31所述的方法,其中R1为H。

34.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中R2为C1。

35.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C2。

36.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C3。

37.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C4。

38.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C5。

39.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C6。

40.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C7。

41.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C8。

42.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C9。

43.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C10。

44.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C11。

45.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为C12。

46.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为2-乙基己醇。

47.根据实施方案1至33中任一项所述的方法,其中R2为2-甲基庚醇。

48.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤是(烷基)丙烯酰卤。

49.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C10或更小的烷基基团。

50.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C9或更小的烷基基团。

51.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C8或更小的烷基基团。

52.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C7或更小的烷基基团。

53.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C6或更小的烷基基团。

54.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C5或更小的烷基基团。

55.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C4或更小的烷基基团。

56.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C3或更小的烷基基团。

57.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤包含C2或更小的烷基基团。

58.根据实施方案48所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤是丙烯酰卤或甲基丙烯酰卤。

59.根据实施方案48至58项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤的卤是氯。

60.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤为丙烯酰氯或甲基丙烯酰氯。

61.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤是丙烯酰氯。

62.根据实施方案1至60中任一项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤是甲基丙烯酰氯。

63.根据实施方案1至47中任一项所述的方法,其中(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤是3-卤代烷基羧基卤。

64.根据实施方案63所述的方法,其中3-卤代烷基羧基卤的卤素基团是氯。

65.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C30或更小。

66.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C30或更小。

67.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C24或更小。

68.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C22或更小。

69.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C20或更小。

70.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C18或更小。

71.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C16或更小。

72.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C12或更小。

73.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C10或更小。

74.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C8或更小。

75.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C7或更小。

76.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C6或更小。

77.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C5或更小。

78.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C4或更小。

79.根据实施方案63或64所述的方法,其中卤代烷基基团为C3或更小。

80.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中3-卤代烷基羧基卤的卤是氯。

81.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中3-卤代烷基羧基卤是3-氯代丙酰氯。

82.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇和所述一种或多种碱中的至少一种碱的混合物加入到微流动反应器的混合室中。

83.根据实施方案82所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所述一种或多种碱中的至少一种碱的混合物作为溶液加入极性液体中。

84.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括通过第一添加口将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中。

85.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤加入到微流动反应器的混合室的步骤包括通过第二添加口将(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤加入到微流动反应器的混合室。

86.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括通过第一添加口将二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇、极性液体和所述一种或多种碱的混合物加入到微流动反应器的混合室中。

87.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中将(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤加入到微流动反应器的混合室中的步骤包括通过第二添加口将(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤在有机液体中的溶液加入到微流动反应器的混合室中。

88.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.1。

89.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.2。

90.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.3。

91.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.4。

92.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.5。

93.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.6。

94.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.7。

95.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.8。

96.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少1.9。

97.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.0。

98.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.1。

99.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.2。

100.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.3。

101.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.4。

102.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与(烷基)丙烯酰卤或3-卤代烷基羧基卤的摩尔流速比为1比至少2.5。

103.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少1.5。

104.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少1.8。

105.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少1.9。

106.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.0。

107.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.1。

108.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.2。

109.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.3。

110.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.4。

111.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇与所有至少一种碱之和的摩尔流速比为1比至少2.5。

112.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器在该方法期间不受温度控制。

113.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过5mL的内部体积。

114.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过1mL的内部体积。

115.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过800μL的内部体积。

116.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过750μL的内部体积。

117.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过600μL的内部体积。

118.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过500μL的内部体积。

119.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过400μL的内部体积。

120.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过300μL的内部体积。

121.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过250μL的内部体积。

122.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过200μL的内部体积。

123.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过100μL的内部体积。

124.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室具有不超过50μL的内部体积。

125.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中该方法还包括在添加步骤之前发生的冲洗步骤,该冲洗步骤包括使冲洗溶剂流过微流动反应器的混合室并离开出口。

126.根据实施方案125所述的方法,其中冲洗溶剂包括水、乙醇、丙醇或它们的混合物。

127.根据实施方案126所述的方法,其中冲洗溶剂是水。

128.根据实施方案125所述的方法,其中冲洗溶剂被选择为与极性液体相同。

129.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中该方法还包括在添加步骤之前发生的涂漆步骤,该涂漆步骤包括使醇流过微流动反应器的混合室并离开出口。

130.根据实施方案129所述的方法,其中涂漆步骤由以下组成:使二苯甲酮醇或取代的二苯甲酮醇的溶液流过微流动反应器的混合室并离开出口。

131.根据实施方案129至130中任一项所述的方法,其中涂漆步骤在冲洗步骤之后发生。

132.根据实施方案131所述的方法,其中冲洗步骤是根据实施方案125至128中任一项所述的冲洗步骤。

133.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器是冲击流动反应器。

134.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器不被冷却设备冷却。

135.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中微流动反应器的混合室不被冷却设备冷却。

136.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中该方法在室温下进行。

137.根据前述实施方案中任一项所述的方法,其中:微流动反应器的混合室包括出口;并且其中该方法还包括在添加步骤的同时从出口除去(烷基)丙烯酸酯的步骤。

实施例

除非另外说明或是显而易见的,否则所有材料可例如从美国威斯康星州密尔沃基的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company,Milwaukee,WI,USA)商购获得或是本领域的技术人员已知的。

在本部分中使用以下缩写:NMR=核磁共振,MHz=兆赫,mL=毫升,μL=微升,sec=秒,min=分钟,g=克,μm=微米,mm=毫米,cm=厘米,m=米,ppm=份每百万份,mol=摩尔,mol%=摩尔百分比。表A中提供了本部分所用材料的缩写以及材料的描述。

材料

表A

Figure BDA0002305875630000301

微型反应器描述

下面描述的实施例的反应使用具有混合装置的微反应器进行,该混合装置具有5个内部体积为大约23μL的添加口,以商品名“IDEX 91”购自比利时的ACHROM。以商品名Chemyx Fusion 100Touch购自英国柴郡的KR分析公司(KR Analytical,Cheshire,Uk)的HPLC泵使用购自ACHROM的连接器将来自至少两个容器的至少两种反应物流通过以商品名“IDEX1512L”购自ACHROM的内径为0.5mm的PFA管材递送至混合装置的至少两个添加口。该至少两种反应物流在形成有产物流的混合装置的内部体积内结合。产品流通过产物口离开混合装置,并流过购自ACHROM的内径为1cm、切割成10cm的长度、使用购自ACHROM的连接器连接至产物口的PFA管材,然后流进购自ACHROM的内径为0.7mm、切割成150cm的长度、使用购自ACHROM的连接器连接至1cm直径管材的PFA管材,进入收集容器。

摩尔比

本部分通篇使用术语“摩尔比”意指加入到用于包含成批反应的容器中的指示反应物的摩尔数比。例如,如果将1摩尔组分C和2摩尔组分D加入到反应容器中,则组分C与组分D的摩尔比为1:2。

%组成

在本部分中通篇使用术语“%组成”意指通过气相色谱(GC)法进行的产物流的有机部分中特定化合物相对于在产物流的有机部分中鉴定的所有组分的组合的重量百分比,不包括溶剂。如下所述,在“表征”下通过GC确定浓度。在实验期间由收集产物流的收集容器中的有机层收集样品。在实验中开始流动之后,丢弃前五个或更多个反应器体积的产物流并且不包括在取样用于分析的体积中。

表征

GC

使用火焰离子化检测器,使用可以商品名“6890N”购自美国安捷伦科技公司(Agilent Technologies,USA)的气相色谱仪(GC)测定来自实验中微反应器的产物流中的溶质浓度。使用的柱是30m长、0.32mm直径、0.25μm膜厚的95%聚二甲基硅氧烷/5%聚二苯基硅氧烷,可以商品名“HP-5”得自美国安捷伦科技公司(Agilent Technologies,USA)。氢气用作载气。使用针对已知浓度的化合物标准物建立的校准曲线将通过保留时间鉴定的化合物的峰面积转化为浓度值。

NMR

使用配备有Bruker 5mm BBFO 300MHz Z-梯度高分辨率ATM探针的Bruker Avance300数字NMR光谱仪通过NMR进行分析。将样品置于可以商品名“WG-5M-ECONOMY”得自比利时Aldrich公司(Aldrich,Belgium)的NMR管中。加入TMS(四甲基硅烷,可得自比利时Aldrich公司(Aldrich,Belgium))作为零ppm参考。质子NMR谱采用以下参数获得:

脉冲角度:30°

扫描次数:128

采集时间:5.3sec

驰豫时间:2.0sec

除了注意到的地方,NMR证实了所需产物的种类。

实施例1至4(EX-1至EX-4)

对于EX-1,使用上述微反应器,利用混合装置在环境温度下进行以下程序。容器I含有100g BP、50g TEA、20G NaOH和147g水。容器II含有40g ACl和80g EtOAc。将每个容器连接到泵,并且控制泵速度以按以下速率将混合物递送到容器中:容器I;14mL/min,或0.022mol/min的BP,容器II:7mL/min,或0.028mol/min的ACl。用塞子密封混合装置的两个未使用的添加口。泵送到混合装置的BP:NaOH:TEA:ACl的摩尔流速比为大约1:1:1:1.24。在收集容器中观察到水相和有机相的分离。观察到有机相具有模糊的外观。将水层从收集容器中取出。通过GC和NMR分析有机层的结果呈现在表1中。

将15g IOA加入到来自反应器的30g产物流中,并且使用Dean Stark捕集器连续除去所得水相。观察到更快的分离,并且观察到有机层看起来不那么模糊。通过蒸馏从有机相中除去溶剂。用IOA洗涤和蒸馏后的有机相的NMR分析结果呈现在表2中。

对于EX-2至EX-4,实施针对EX-1所述的程序,不同的是使反应物流的流速变化以达到表1中所示的保留时间。未测量用IOA洗涤和蒸馏后通过NMR的有机相组成。

表1

Figure BDA0002305875630000321

表2:用含水IOA溶液洗涤和蒸馏后EX-1有机相的NMR分析结果

Figure BDA0002305875630000331

实施例5至12(EX-5至EX-11)和比较例1至2(CE-1至CE-2)

对于EX-5至EX-12,CE-1和CE-2,实施针对EX-1所述的程序,不同的是将来自流动反应器的30g反应产物与下表3中所示的丙烯酸酯混合。用于待观察的相分离的混合后的时间(以sec计)以及相分离质量的观察结果示于表3中。基于目视观察,相分离的质量被认为是“一般”或“优异”。“一般”指示观察到两个相,但相界不是明显可见的或不是清晰的。“优异”指示观察到两个相,并且两个相之间的边界明显可见且清晰。

表3:用丙烯酸酯和水洗涤后的相分离观察结果

Figure BDA0002305875630000332

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