一种连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法及合成系统

技术特征：
1.一种连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，使用连续流工艺，反应过程中所得中间体无需分离，包括以下步骤：木糖和乙酰化试剂在碱性条件下，在连续流反应器中进行取代反应和还原反应，接着经过淬灭后再进行萃取、分液，脱溶后即得。2.如权利要求1所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，使用连续流工艺，包括以下步骤：第一混合步骤：木糖溶液、酰化试剂溶液、以及碱性溶液分别通过木糖溶液进料系统、酰化试剂溶液进料系统以及碱性溶液进料系统泵入第一混合器中，混合，得到第一混合物；取代反应步骤：所述第一混合物进入第一反应器中进行取代反应，反应一定时间后，得到第二混合物；第二混合步骤：所述第二混合物进入第二混合器，并向所述第二混合器泵入还原剂，反应一定时间后，得到第三混合物；还原反应步骤：所述第三混合物进入第二反应器中进行还原反应，得到第四混合物；淬灭反应步骤：所述第四混合物进入第三混合器中进行酸淬灭反应，得到第五混合物；分离步骤：所述第五混合物进入油水连续分离器中进行萃取、分液，然后脱溶，即得。3.如权利要求2所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液的溶质为木糖，溶剂为水、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、乙二醇、丙三醇、1,3-丁二醇中的一种或任意组合；所述酰化试剂溶液中，酰化试剂为乙酰丙酮和/或乙酰乙酸乙酯，溶解酰化试剂的溶剂为四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、正丁醇、甲苯、二甲苯、氯苯、二氯甲烷中的一种或任意组合；所述碱性溶液中所用的碱为氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、碳酸铯、氢氧化镁、氢氧化钙、碳酸氢钠、碳酸氢钾、磷酸钠、磷酸钾、磷酸氢二钠、磷酸氢二钾中的一种或任意组合；在所述第二混合步骤中，所述还原剂为硼氢化钠、硼氢化钾、三乙酸硼氢化钠、氰基硼氢化钠、氢化铝锂中的一种或任意组合，溶解或悬浮所述还原剂的溶剂为水、四氢呋喃、2-甲基四氢呋喃、乙二醇二甲醚、丙酮、乙腈、甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇、正丁醇、乙二醇、1,3-丁二醇中的一种或任意组合；在所述淬灭反应步骤中，淬灭反应所用的酸水溶液为盐酸水溶液、硫酸水溶液、硫酸氢钠水溶液、磷酸水溶液、柠檬酸水溶液中的一种或任意组合；在所述分离步骤中，萃取所用的有机相为正丁醇、乙酸乙酯、乙酸异丙酯、甲苯、二甲苯、氯苯中的一种或任意组合。4.如权利要求2所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液的溶质为木糖，溶剂为水、甲醇、乙醇或正丁醇；所述酰化试剂溶液中，溶解酰化试剂的溶剂为四氢呋喃、甲醇、乙醇或正丁醇；所述碱性溶液中所用的碱为氢氧化钠、氢氧化钾或碳酸钠；在所述第二混合步骤中，溶解或悬浮所述还原剂的溶剂为水、甲醇、乙醇或正丁醇；在所述淬灭反应步骤中，淬灭反应所用的酸水溶液为盐酸水溶液；在所述分离步骤中，萃取所用的有机相为正丁醇。5.如权利要求2所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液中的溶剂体积为溶质木糖体积的2～15倍，所述酰化试剂溶液
中，所用溶剂的体积为酰化试剂体积的1～15倍；在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液、所述酰化试剂溶液和所述碱性溶液中溶质的摩尔比为1:(1.0～2.5):(1.0～2.0)；在所述取代反应步骤中，反应温度为80～180℃，反应时间为30～300秒；在所述还原反应步骤中，所述木糖溶液中木糖与所述还原剂的摩尔比为1:(1.0～5)，反应温度为20～80℃，反应时间为30～300秒。6.如权利要求2所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液中的溶剂体积为溶质木糖体积的10～12倍；所述酰化试剂溶液中，所用溶剂的体积为酰化试剂体积的3倍；在所述第一混合步骤中，所述木糖溶液、所述酰化试剂溶液和所述碱性溶液中溶质的摩尔比为1:1.2:1.2；在所述取代反应步骤中，反应温度为120～150℃，反应时间为30～300秒；在所述还原反应步骤中，当所述还原剂为硼氢化钠或硼氢化钾时，木糖的摩尔比与所述还原剂的摩尔比为1:(1.0～1.5)；当所述还原剂为三乙酰氧基硼氢化钠时，木糖的摩尔比与所述还原剂的摩尔比为1:(3.0～5.0)；反应温度为30～50℃，反应时间为30～300秒。7.如权利要求2所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，其特征在于，所述第一混合器、所述第二混合器和所述第三混合器均为微通道反应器、y型混合器、t型混合器或三通混合器；所述第一反应器和所述第二反应器均为微通道反应器、管道反应器、碳化硅集束式反应器或折流板反应器；所述油水连续分离器为油水分离器；或者，所述油水连续分离系统包括蒸馏器和萃取器。8.一种连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成系统，其特征在于，用于权利要求1-7任一项所述的合成方法，包括依次串联的进料系统、第一混合器、第一反应器、第二混合器、第二反应器、第三混合器和油水连续分离器；所述进料系统包括木糖溶液进料系统、酰化试剂溶液进料系统以及碱性溶液进料系统，所述木糖溶液进料系统、所述酰化试剂溶液进料系统以及所述碱性溶液进料系统分别与所述第一混合器连接。9.如权利要求8所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成系统，其特征在于，所述油水连续分离器为油水分离器；或者，所述油水连续分离系统包括蒸馏器和萃取器。10.如权利要求8所述的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成系统，其特征在于，所述第一混合器、所述第二混合器和所述第三混合器均为微通道反应器、y型混合器、t型混合器或三通混合器；所述第一反应器和所述第二反应器均为微通道反应器、管道反应器、碳化硅集束式反应器或折流板反应器。

技术总结
本发明公开了一种连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法和合成系统，使用连续流工艺，反应过程中所得中间体无需分离，包括以下步骤：木糖和乙酰化试剂在碱性条件下，在连续流反应器中进行取代反应和还原反应，接着经过淬灭后再进行萃取、分液，脱溶后即得。本发明所提供的连续流制备羟丙基吡喃三醇的合成方法，反应时间短，操作简便，自动化程度高，试剂廉价易得，所得产品(式I化合物)纯度好，焦糖等杂质少，刺激性气味少，透明度高，异构体比例少，单一构型占比高。同时制备方法安全性高，产能大，收率高，可降低环保污染，具有良好的工业应用前景。前景。前景。


技术研发人员：陆敏垒 皮红军 杨爱岗 吴江 周威 陈跃龙 沈南星 朱文涛
受保护的技术使用者：北京大学生命科学华东产业研究院
技术研发日：2022.04.28
技术公布日：2022/6/10