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以一取代苯型芳香烴為底物的硝化反應(yīng)

氯苯的硝化為快速強放熱反應(yīng)，在傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器中，反應(yīng)液攪拌不均勻、反應(yīng)放出的熱量無法及時導(dǎo)出、反應(yīng)溫度不能精確控制，導(dǎo)致副反應(yīng)發(fā)生，不能保障生產(chǎn)安全。

微通道反應(yīng)器具有良好的傳熱、傳質(zhì)能力，可以有效解決上述問題。余武斌等[2]利用微通道反應(yīng)器研究了反應(yīng)溫度、原料配比、體積流速等主要因素對氯苯硝化（圖1）的選擇性、轉(zhuǎn)化率的影響。

• 結(jié)果：

  在最佳條件下單硝化產(chǎn)物n（對硝基氯苯）∶n（鄰硝基氯苯）＝1：0.56，與釜式反應(yīng)器相比，副產(chǎn)物明顯減少，轉(zhuǎn)化率明顯提高，生產(chǎn)能力提高了4個數(shù)量級，并且可以實現(xiàn)工藝的連續(xù)化操作

苯甲醇硝化合成鄰硝基C7H6O和間硝基C7H6O

硝基C7H6O是許多精細(xì)化學(xué)品的重要中間體。Russo等[3]采用微通道反應(yīng)器在高溫和強酸條件下，由苯甲醇合成鄰硝基C7H6O和間硝基C7H6O（圖2）；并將動力學(xué)模型應(yīng)用在該工藝開發(fā)過程，通過優(yōu)化反應(yīng)條件來提高反應(yīng)選擇性。

• 結(jié)果：

  在最佳條件下反應(yīng)溫度提高到68℃，鄰硝基C7H6O和間硝基C7H6O的收率分別提高到42%和96%，這是傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器不可能達(dá)到的，該方法為硝基C7H6O的工業(yè)化生產(chǎn)提供了一個很好的選擇。

4-（三氟甲氧基）硝基苯（NFBM）是三氟甲氧基苯胺的原料，是農(nóng)藥、藥品和液晶材料的中間體。在用混合酸硝化三氟甲氧基苯的反應(yīng)（圖3）中， Wen等[4]應(yīng)用微通道反應(yīng)器進(jìn)行工藝開發(fā)，基于其優(yōu)異的傳熱性能和低滯留率，提出了一個準(zhǔn)均相反應(yīng)動力學(xué)模型，用于研究三氟甲氧基苯連續(xù)硝化的動力學(xué)和傳質(zhì)特性；并應(yīng)用動力學(xué)模型對高硫酸強度下的反應(yīng)進(jìn)行了預(yù)測。

2

以二取代苯型芳香烴為底物的硝化反應(yīng)

3-氟三氟甲苯硝化

Chen等[5]在連續(xù)流微通道反應(yīng)器中，以3-氟三氟甲苯為反應(yīng)物、混合酸為硝化劑合成了5-氟-2-硝基三氟甲苯（圖４）；通過建立傳熱平衡模型來探索反應(yīng)條件。

• 結(jié)果：

  在最佳條件下，對叔丁基苯酚的轉(zhuǎn)化率達(dá)到98.7%，鄰硝基對叔丁基苯酚的收率達(dá)到79.9%。在提高反應(yīng)選擇性的同時也提高了反應(yīng)安全性。

選擇性快速硝化1-甲基-4-（甲基磺?；┍?/span>

1-甲基-4-（甲基磺酰基）-2-硝基苯是合成除草劑甲基磺草酮的重要原料。Yu等[7]采用微通道反應(yīng)器選擇性快速硝化1-甲基-4-（甲基磺酰基）苯（圖6）。

• 結(jié)果：

  在最佳條件下，5-硝基愈創(chuàng)木酚的收率達(dá)到90.7%，與傳統(tǒng)釜式反應(yīng)器相比，微通道反應(yīng)器具有收率高、選擇性高、反應(yīng)時間短、硝酸用量少等優(yōu)點。該方法為乙酰基愈創(chuàng)木酚的硝化策略奠定了基礎(chǔ)。