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1、(19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请号 201610231291.4 (22)申请日 2016.04.14 (71)申请人 南京工业大学 地址 210009 江苏省南京市新模范马路5号 (72)发明人 应汉杰朱晨杰郭凯沈涛 濮玲玲 (74)专利代理机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 代理人 肖明芳 (51)Int.Cl. C07F 9/09(2006.01) (54)发明名称 一种利用微通道反应装置连续生产乙酰磷 酸盐的方法 (57)摘要 本发明公开了一种利用微通道反应装置连 续生产乙酰磷酸盐的方法。
2、， 包括如下步骤： (1)磷 酸溶液、 乙酸酐溶液分别同时泵入微结构混合器 中， 混合均匀后， 再泵入微通道反应器 中反应， 得到乙酰磷酸溶液； (2)将乙酰磷酸溶液、 碱溶液 分别同时泵入微结构混合器II中， 再泵入微通道 反应器II中反应， 得到乙酰磷酸盐溶液； (3)将乙 酰磷酸盐溶液静置、 析晶、 过滤、 干燥， 得到乙酰 磷酸盐。 本发明对磷酸的转化率100， 乙酰磷酸 盐的产率为93以上。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 105906662 A 2016.08.31 CN 105906662 A 1.一种利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在于， 包括如。
3、下步骤： (1)磷酸溶液、 乙酸酐溶液分别同时泵入微通道反应装置中的微结构混合器I中， 混合 均匀后， 再泵入微通道反应装置中的微通道反应器I中反应， 得到乙酰磷酸溶液； (2)将乙酰磷酸溶液、 碱溶液分别同时泵入微通道反应装置中的微结构混合器II中， 再 泵入微通道反应装置中的微通道反应器II中反应， 得到乙酰磷酸盐溶液； (3)将乙酰磷酸盐溶液静置、 析晶、 过滤、 干燥， 得到乙酰磷酸盐。 2.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(1)中， 所述的磷酸溶液， 其溶剂为甲醇， 溶质磷酸的浓度为35mol/L。 3.根据权利要求1所述的利用微。
4、通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(1)中， 所述的乙酸酐溶液， 其溶剂为乙酸乙酯， 溶质乙酸酐的浓度为35mol/L。 4.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(1)中， 在微通道反应器I中反应时， 磷酸与乙酸酐的摩尔比为1:12。 5.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(1)中， 在微通道反应器I中反应时， 反应温度为-55， 停留时间为2040min。 6.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(2)中， 所述的碱。
5、溶液为氢氧化钠水溶液、 氢氧化锂水溶液或氨水溶液。 7.根据权利要求6所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 所述氢氧化钠水溶液中， 溶质氢氧化钠的浓度为25mol/L； 所述氢氧化锂水溶液中， 溶 质氢氧化锂的浓度为25mol/L； 氨的体积分数为2040。 8.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(2)中， 乙酰磷酸与碱的摩尔比为1:23。 9.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 步骤(2)中， 微通道反应器II中反应时， 反应温度为1030， 停留时间为4060mi。
6、n。 10.根据权利要求1所述的利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 其特征在 于， 所述的微通道反应装置包括： 微结构混合器I、 微通道反应器I、 微结构混合器II、 微通道 反应器II， 所述的微结构混合器I、 微通道反应器I、 微结构混合器II、 微通道反应器II依次 串连通， 所述的微通道反应器I和微通道反应器II的直径为1.5mm， 体积为150ml。 权利要求书 1/1 页 2 CN 105906662 A 2 一种利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法 技术领域 0001 本发明属于化学合成及工艺领域， 具体涉及一种用微通道反应装置利用磷酸、 乙 酸酐和相应盐的碱溶液。
7、连续生产乙酰磷酸盐的方法。 背景技术 0002 乙酰磷酸(ACP)作为一种高能磷酸化合物， 它的高能磷酸键能够在酶的作用使辅 因子ATP原位再生， 避免了以消耗昂贵的ATP代价得到产物， 从而大幅度降低了样品的生产 成本， 因而被广泛应用于生物催化领域。 由于乙酰磷酸稳定性差， 室温快速降解为乙酸和磷 酸， 实际应用中通常做成乙酰磷酸盐的形式， 与乙酰磷酸相比， 乙酰磷酸盐具有稳定性好， 运输储存陈本低， 且使用方便等优点， 常用的乙酰磷酸盐包括乙酰磷酸二锂盐， 乙酰磷酸二 钠盐， 乙酰磷酸二铵盐。 0003 目前合成乙酰磷酸盐的方法主要由化学合成法， 其中美国专利US4088675发布了 一。
8、种合成乙酰磷酸二铵盐的方法， 其过程为以乙烯酮和磷酸为原料， 在无水溶剂中进行酰 化反应制备乙酰磷酸， 将无水氨气通入乙酰磷酸溶液中进行反应得到乙酰磷酸二铵盐， 其 反应路线见图1。 0004 文献J.Org.Chem.1983,48,3130-3132说明了一种制备乙酰磷酸钠的方法， 将磷酸 与乙酸酐按照一定摩尔比在冰浴下反应制备成乙酰磷酸， 再向其中加入碳酸氢钠溶液制备 制备成乙酰钠， 调节pH使乙酰磷酸钠析出， 过滤得到产品， 其反应路线见图2。 0005 中国生化药物杂志， 2003， 24， 198-199， 该期刊介绍了乙酰磷酸二锂盐的制备方 法， 其过程为醋酐在吡啶水溶液里能迅速。
9、与磷酸盐生成乙酰磷酸盐,然后将乙酰磷酸钾溶 液遇到氢氧化锂后进一步反应生成乙酰磷酸二锂盐,于冷稀乙醇中析出， 反应路线见图3。 0006 这些制备乙酰磷酸盐的方法， 反应过程较为繁琐， 且使用时存在安全隐患， 并且反 应得到的产物的纯度和产率也不高， 不利于工业化生产。 最重要的是由于乙酰磷酸及其盐 的热稳定性非常差， 而上述所有方法中的反应过程均伴随着放热过程， 从而造成制备过程 中乙酰磷酸或其盐的分解。 然而微通道反应器具有分子间扩散距离短， 微通道比表面积大， 传热和传质速率快等优点， 所以利用微通道反应器的高效传质与传热的优势， 生产乙酰磷 酸盐能够克服以上缺点。 发明内容 0007 。
10、本发明要解决的技术问题是提供一种利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐 的方法， 以解决现有技术中反应产物的纯度和产率也不高的问题。 0008 为解决上述技术问题， 本发明采用如下技术方案： 0009 一种利用微通道反应装置连续生产乙酰磷酸盐的方法， 包括如下步骤： 0010 (1)磷酸溶液、 乙酸酐溶液分别同时泵入微结构混合器 中， 混合均匀后， 再泵入微 通道反应器 中反应， 得到乙酰磷酸溶液； 0011 (2)将乙酰磷酸溶液、 碱溶液分别同时泵入微结构混合器II中， 再泵入微通道反应 说明书 1/5 页 3 CN 105906662 A 3 器II中反应， 得到乙酰磷酸盐溶液； 0012 。
11、(3)将乙酰磷酸盐溶液静置、 析晶、 过滤、 干燥， 得到乙酰磷酸盐。 0013 步骤(1)中， 所述的磷酸溶液， 其溶剂为甲醇， 溶质磷酸的浓度为35mol/L， 溶质 磷酸的浓度优选为5mol/L。 0014 步骤(1)中， 所述的乙酸酐溶液， 其溶剂为乙酸乙酯， 溶质乙酸酐的浓度为3 5mol/L， 溶质乙酸酐的浓度为5mol/L。 0015 步骤(1)中， 在微通道反应器 中反应时， 磷酸与乙酸酐的摩尔比为1:12， 优选磷 酸与乙酸酐的摩尔比为1:1。 0016 步骤(1)中， 在微通道反应器 中反应时， 反应温度为-55， 反应温度优选为0 ； 停留时间为2040min,停留时间优。
12、选30min。 0017 步骤(2)中， 所述的碱溶液为氢氧化钠水溶液、 氢氧化锂水溶液或氨水溶液。 其中， 所述氢氧化钠水溶液中， 溶质氢氧化钠的浓度为25mol/L； 所述氢氧化锂水溶液中， 溶质 氢氧化锂的浓度为25mol/L； 氨的体积分数为2040。 0018 步骤(2)中， 乙酰磷酸与碱的摩尔比为1:23， 乙酰磷酸与碱的摩尔比优选为1： 2。 0019 步骤(2)中， 微通道反应器II中反应时， 反应温度为1030， 反应温度优选为20 ； 停留时间为4060min， 停留时间优选为50min。 0020 其中， 所述的微通道反应装置包括： 微结构混合器 、 微通道反应器 、 微。
13、结构混合 器II、 微通道反应器II， 所述的微结构混合器 、 微通道反应器 、 微结构混合器II、 微通道反 应器II依次串连通， 所述的微通道反应器和微通道反应器II的直径为1 .5mm， 体积为 150ml。 0021 有益效果： 0022 与现有技术相比， 本发明的主要优势有： 0023 本发明提供的乙酰磷酸盐制备方法中不需要通入气体， 并且反应时间较短， 反应 过程由于微通道反应器的传质效应好， 反应器的的选择性和产率均优于之前的制备方法， 反应对磷酸的转化率100， 乙酰磷酸盐的产率为93左右。 附图说明 0024 图1为传统乙酰磷酸铵的合成路线图。 0025 图2为传统乙酰磷酸钠。
14、的合成路线图。 0026 图3传统乙酰磷酸锂的合成路线图。 0027 图4本发明反应路线示意图。 0028 图5乙酰磷酸盐的1HNMR， 1.1左右的峰为甲基上面氢出的峰， 积分结果为3， 匹配， 3.6左右的峰为-OH上的氢， 积分结果为2， 匹配， 4.87为D2O的氢峰。 。 0029 图6乙酰磷酸盐的13CNMR， 位移16.75与57.35分别对应元素上面的甲基上面的碳 与羰基上面的碳， 与结构匹配。 具体实施方式 0030 根据下述实施例， 可以更好地理解本发明。 然而， 本领域的技术人员容易理解， 实 施例所描述的内容仅用于说明本发明， 而不应当也不会限制权利要求书中所详细描述的。
15、本 说明书 2/5 页 4 CN 105906662 A 4 发明。 0031 本发明中所述的微通道反应装置包括： 微结构混合器 、 微通道反应器 、 微结构混 合器II、 微通道反应器II， 所述的微结构混合器 、 微通道反应器 、 微结构混合器II、 微通道 反应器II依次串连通， 所述的微通道反应器 和微通道反应器II的直径为1.5mm， 体积为 150ml。 0032 以下实例所使用的微通道反应装置各部件的型号为： 0033 混合器为slitplatemixerLH25(HastelloyC)， 购自于EhrfeldMikrotechnik BTSGmbH,型号为0109-4-0004。
16、-F。 0034 微通道反应器为meanderreactorHC、 sandwichreactorHC、 fixedbed meanderreactorHC， 优选sandwichreactorHC， 购自于EhrfeldMikrotechnikBTS GmbH,型号分别为0211-2-0314-F； 0222-2-2004-F。 0035 管状温度控制模块， 购自于EhrfeldMikrotechnikBTSGmbH， 型号为0501-2- 1004-F。 0036 本发明主要经过两步反应， 第一步是磷酸和乙酸酐的酰化反应生成乙酰磷酸， 第 二步是乙酰磷酸与相应盐的碱溶液制备乙酰磷酸盐。 0。
17、037 实施例1： 0038 在第一原料储罐中配置磷酸的甲醇溶液， 磷酸与甲醇的配比为1mol:300ml， 在第 二原料储罐中配置乙酸酐的乙酸乙酯溶液， 乙酸酐与乙酸乙酯的配比为1mol:200ml。 等待 泵入微结构混合器中， 进入微通道反应器反应。 0039 实施例23： 0040 将第一原料储罐(磷酸的甲醇溶液)与第二原料储罐(乙酸酐的乙酸乙酯溶液)按 照体积流量比为1:2(实施例2)、 1:4(实施例3)泵入微通道反应器中， 在0反应条件下， 保 留10min， 取微通道反应器I出来的反应液检测。 0041 表1实施例23的选择性和转化率 0042 实施例 磷酸转化率 乙酰磷酸选择性。
18、 2 100 94 3 100 93 0043 实施例46： 0044 将第一原料储罐(磷酸的甲醇溶液)与第二原料储罐(乙酸酐的乙酸乙酯溶液)按 照体积流量比为1:2.5泵入微通道反应器中， 在-5(实施例4)、 0(实施例5)、 5(实施例 6)反应条件下， 保留10min， 取微通道反应器I出来的反应液检测。 0045 表2实施例46的选择性和转化率 0046 实施例 磷酸转化率 乙酰磷酸选择性 4 100 90 5 100 92.4 6 100 87.6 0047 实施例79： 说明书 3/5 页 5 CN 105906662 A 5 0048 将第一原料储罐(磷酸的甲醇溶液)与第二原料。
19、储罐(乙酸酐的乙酸乙酯溶液)按 照体积流量比为1:3泵入微通道反应器中， 在0反应条件下， 保留5min(实施例7)、 15min 0049 (实施例8)、 20min(实施例9)取微通道反应器I出来的反应液检测。 0050 表3实施例79的选择性和转化率 0051 实施例 磷酸转化率 乙酰磷酸选择性 7 96.5 92 8 100 94.4 9 100 94.3 0052 实施例1012： 0053 将第三原料储罐中配置成2mol/L的相应盐的碱溶液， 2mol/L的氢氧化钠溶液(实 施例10)、 2mol/L的氢氧化锂溶液(实施例11)、 30的氨水溶液(实施例12)， 等待泵入结构 混合。
20、器II中与微通道反应器I中出来的乙酰磷酸溶液混合进入微通道反应器II中反应。 0054 实施例1320： 0055 将配置的第三原料储罐(氢氧化锂溶液)与微通道反应器按照下列的体积流量比 在不同的反应温度下反应一定的时间， 取从微通道反应器II出来的固渣检测乙酰磷酸盐的 选择性。 具体实施例和配比见下表所示。 0056 表4实施例1320的选择性和转化率 0057 0058 实施例2122： 0059 将配置的第三原料储罐(氢氧化钠溶液(实施例21)、 氨水(实施例22)与微通道反 应器按照1： 2体积流量比在25下反应3min， 取从微通道反应器II出来的固渣和反应液检 测乙酰磷酸盐的选择性。 0060 表5实施例2122的选择性和转化率 0061 实施例 磷酸转化率 乙酰磷酸盐产率 21 100 90 说明书 4/5 页 6 CN 105906662 A 6 22 100 94 0062 实施例23 0063 收集从微通道反应器II出来的反应液， 将该溶液静置析晶， 过滤， 收集滤渣， 滤渣 在30-40下真空干燥。 取样品做核磁检测， 见图5。 说明书 5/5 页 7 CN 105906662 A 7 图1 图2 图3 图4 说明书附图 1/2 页 8 CN 105906662 A 8 图5 图6 说明书附图 2/2 页 9 CN 105906662 A 9 。