一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法

1.本发明属于光催化有机化学合成技术领域，涉及一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法。


背景技术：

2.异丁苯丙酸，又叫做布洛芬，是第一批国家非处方药，属于解热镇痛类，非甾体抗炎药。本品通过抑制环氧化酶，减少前列腺素的合成，产生镇痛、抗炎作用；通过下丘脑体温调节中枢而起解热作用。在新冠病毒广泛传播的当下，布洛芬已成为必不可少的居家治疗用药。除此之外，布洛芬由于其具有消炎镇痛作用强，副作用小的特点，还适用于治疗风湿性关节炎、骨关节炎、强直性脊椎炎等炎症。
3.目前异丁苯丙酸已实现工业化的是boots和bhc法，但存在反应效率低，能耗高，反应体系复杂等缺陷。此外还有报道的格氏反应法，氰化物法，环氧羧酸酯法等。这些合成路线存在各种问题，如需要贵金属催化剂、原子利用率低、副产物多、污染严重且存在安全隐患，从而使这些合成方法受到极大限制，也不符合当今绿色化学发展的要求。因此开发条件温和且高效的异丁苯丙酸合成新方法具有重大的意义。


技术实现要素：

4.本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种利用微通道技术以异丁基苯和2-溴丙酸甲酯为原料，通过光催化反应及后续水解反应实现异丁苯丙酸的高效连续化合成。
5.为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案如下：
6.本发明公开了一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法，包括如下步骤：
7.(1)将异丁基苯和2-溴丙酸甲酯溶于溶剂，得到溶液a；将光催化剂和碱溶于溶剂，得到溶液b；将溶液a与溶液b分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中混合，随后泵入微通道模块反应装置的第一微结构反应器中进行光反应，得到第一反应液；
8.(2)将步骤(1)得到的第一反应液与酸性水溶液分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中混合，随后泵入微通道模块反应装置的第二微结构反应器中进行水解反应，得到第二反应液；
9.(3)将步骤(2)得到的第二反应液水洗、萃取、分离纯化，即得异丁苯丙酸。
10.在一些实施例中，步骤(1)中，所述溶剂为乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲醇、甲苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和水中的任意一种或几种的组合，优选为乙腈、二甲基亚砜和水任意比例的混合物，进一步优选为乙腈与水体积比为7～8：2～3的混合物，更优选为乙腈与水体积比为8：2的混合物。
11.在一些实施例中，步骤(1)中，所述光催化剂为曙红y(eosin y)、三联吡啶氯化钌六水合物(ru(bpy)3cl2)、三(2-苯基吡啶)合铱(ir(ppy)3)、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟
甲基吡啶][2-2-联(4-叔丁基吡啶)]铱二(六氟磷酸)盐(ir[df(cf3)(ppy)]2(dtbbpy)
·
pf6)、玫瑰红(rose bengal)、2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈(4-czipn)、亚甲蓝三水合物(methylene blue)和罗丹明b(rhodamine b)中的任意一种或几种的组合，优选为曙红y(eosin y)或三(2-苯基吡啶)合铱(ir(ppy)3)，进一步优选为曙红y(eosin y)。
[0012]
在一些实施例中，步骤(1)中，所述碱为1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯(tbd)、三乙醇胺(tea)、4-二甲氨基吡啶(dmap)、n,n-二异丙基乙胺(dipea)、四甲基胍(tmg)、四甲基乙二胺(tmeda)、碳酸钾(k2co3)、碳酸铯(cs2co3)和磷酸钾(k3po4)中的任意一种或几种的组合，优选为n,n-二异丙基乙胺(dipea)或1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯(dbu)，进一步优选为n,n-二异丙基乙胺(dipea)。
[0013]
在一些实施例中，步骤(1)中，所述溶液a中异丁基苯的浓度为0.01～0.10mmol/ml，优选为0.02～0.03mmol/ml，进一步优选为0.02mmol/ml；所述溶液a中2-溴丙酸甲酯的浓度为0.01～0.10mmol/ml，优选为0.02～0.03mmol/ml，进一步优选为0.03mmol/ml；所述溶液b中光催化剂的浓度为0.001～0.01mmol/ml，优选为0.001mmol/ml；所述溶液b中碱的浓度为0.01～0.10mmol/ml，优选为0.03mmol/ml；所述异丁基苯与碱的摩尔比为1：0.5～1.5，优选为1：1～1.5，进一步优选为1：1或1：1.5，更优选为1：1.5。
[0014]
在一些实施例中，步骤(1)中，所述溶液a泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中的流速为0.2～4ml/min，优选为0.5～2ml/min，进一步优选为1ml/min；所述溶液b泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中的流速为0.2～4ml/min，优选为0.5～2ml/min，进一步优选为1ml/min。
[0015]
在一些实施例中，步骤(1)中，所述光反应，光源为蓝光，反应温度为室温，反应停留时间为0.5～10min，优选为5～10min，进一步优选为5min；所述蓝光的波长为390～470nm，优选为410～460nm，进一步优选为450～460nm。
[0016]
在一些实施例中，步骤(2)中，所述酸性水溶液为盐酸水溶液、氢溴酸溶液、硫酸水溶液、醋酸水溶液和三氟乙酸水溶液中的任意一种或几种的组合，优选为盐酸水溶液或三氟乙酸水溶液，进一步优选为盐酸水溶液。
[0017]
在一些实施例中，步骤(2)中，所述酸性水溶液的浓度为10～40wt％，优选为20wt％。
[0018]
在一些实施例中，步骤(2)中，所述第一反应液泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中的流速为0.5～5ml/min，优选为1～4ml/min，进一步优选为2ml/min；所述酸性水溶液泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中的流速为0.25～5ml/min，优选为0.25～2ml/min，进一步优选为0.5ml/min。
[0019]
在一些实施例中，步骤(2)中，所述水解反应，反应温度为20～80℃，优选为40～70℃，进一步优选为60℃，反应停留时间为0.5～10min，优选为4min。
[0020]
在一些实施例中，所述微通道模块反应装置包括光源、第一原料储料罐、第二原料储料罐、第三原料储料罐、第一微混合器、第二微混合器、第一微结构反应器、第二微结构反应器和产品收集器；所述第一原料储料罐、第二原料储料罐并联后通过管道与第一微混合器连接；所述第一微混合器通过管道与第一微结构反应器连接；所述第三原料储料罐、第一微结构反应器并联后通过管道与第二微混合器连接；所述第二微混合器、第二微结构反应器和产品收集器通过管道依次串联连接；其中，所述光源为蓝光led灯带，直径为12cm；所述
光源设置在第一微结构反应器外围，其光照范围覆盖第一微结构反应器，第一微结构反应器距离灯带2cm。
[0021]
在一些实施例中，上述第一微结构反应器的体积为5～50ml，优选为10ml。
[0022]
在一些实施例中，上述第二微结构反应器的体积为5～50ml，优选为5～24ml，进一步优选为10ml。
[0023]
在一些实施例中，所述微混合器为y型管，内径为6mm，外径为9mm，材质为聚四氟乙烯。
[0024]
在一些实施例中，上述微通道模块反应装置中的连接管道采用直径1mm的毛细管。
[0025]
在一些实施例中，上述第一微结构反应器和第二微结构反应器的盘管内径为1mm。
[0026]
在一些实施例中，上述第二微结构反应器的反应温度通过油浴锅控制。
[0027]
在一些实施例中，上述原料储料罐与微混合器之间设有进料泵，所述进料泵选用注射泵，型号为tyd01-01-ce。
[0028]
有益效果：
[0029]
与现有技术相比，本发明提供的利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法，以异丁基苯和2-溴丙酸甲酯为原料，通过光催化反应及后续水解反应实现异丁苯丙酸的高效连续化合成；该方法反应效率高，能耗低，反应条件温和，反应过程更加安全、高效和绿色环保，在后期工业化应用方面具有较大潜力。
附图说明
[0030]
下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。
[0031]
图1为本发明异丁苯丙酸的合成路线图。
[0032]
图2为本发明的微通道模块反应装置图。
[0033]
图3为异丁苯丙酸的核磁氢谱图。
[0034]
图4为异丁苯丙酸的核磁碳谱图。
[0035]
图5为异丁苯丙酸的高分辨质谱图。
具体实施方式
[0036]
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本发明。
[0037]
图2为本发明的微通道模块反应装置图，如图2所示，微通道模块反应装置包括第一原料储料罐、第二原料储料罐、第三原料储料罐、第一微混合器、第二微混合器、第一微结构反应器、第二微结构反应器和产品收集器；第一原料储料罐、第二原料储料罐并联后通过管道与第一微混合器连接；第一微混合器通过管道与第一微结构反应器连接；第三原料储料罐、第一微结构反应器并联后通过管道与第二微混合器连接；第二微混合器、第二微结构反应器和产品收集器通过管道依次串联连接。
[0038]
其中，光源为蓝光led灯带，直径为12cm；光源设置在第一微结构反应器外围，其光照范围覆盖第一微结构反应器，第一微结构反应器距离灯带2cm。
[0039]
其中，第一微结构反应器的体积为10ml。
[0040]
其中，第二微结构反应器的体积为5ml、10ml或24ml。
[0041]
其中，微混合器为y型管，内径为6mm，外径为9mm，材质为聚四氟乙烯。
[0042]
其中，微通道模块反应装置中的连接管道采用直径1mm的毛细管。
[0043]
其中，第一微结构反应器和第二微结构反应器的盘管内径为1mm。
[0044]
其中，第二微结构反应器的反应温度通过油浴锅控制。
[0045]
其中，原料储料罐与微混合器之间设有进料泵，进料泵选用注射泵，型号为tyd01-01-ce。
[0046]
实施例1：
[0047]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0048]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0049]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为86％。
[0050]
异丁苯丙酸的合成路线图如图1所示，异丁苯丙酸的核磁氢谱图如图3所示，异丁苯丙酸的核磁碳谱图如图4所示，异丁苯丙酸的高分辨质谱图如图5所示。异丁苯丙酸的核磁氢谱、核磁碳谱、质谱数据如下。
[0051]1h nmr(400mhz,chloroform-d)δ7.22(d,j＝7.8hz,2h),7.10(d,j＝7.8hz,2h),3.71(q,j＝7.1hz,1h),2.45(d,j＝7.1hz,2h),1.89-1.79(m,1h),1.50(d,j＝7.2hz,3h),0.90(d,j＝6.6hz,6h)ppm；
13
c nmr(100mhz,chloroform-d)δ180.3,141.0,137.1,129.6,127.4,45.2,45.0,30.3,22.5,18.3ppm；hrms(esi-tof):m/z calcd for c
13h19
o2[m+h]+207.1380,found 207.1413.
[0052]
实施例2：
[0053]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dbu和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0054]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第
二反应液。
[0055]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为71％。
[0056]
实施例3：
[0057]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol ir(ppy)3溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0058]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0059]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为65％。
[0060]
实施例4：
[0061]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝7：3)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝7：3)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0062]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0063]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为80％。
[0064]
实施例5：
[0065]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml二甲基亚砜和水的混合溶剂中(v
二甲基亚砜
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml二甲基亚砜和水的混合溶剂中(v
二甲基亚砜
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0066]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合
后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0067]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为60％。
[0068]
实施例6：
[0069]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为0.5ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应10min，得到第一反应液。
[0070]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(1ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.25ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(5ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0071]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为79％。
[0072]
实施例7：
[0073]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为2ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应2.5min，得到第一反应液。
[0074]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(4ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％三氟乙酸水溶液(2ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(24ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0075]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为58％。
[0076]
实施例8：
[0077]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、410～420nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0078]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合
后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0079]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为65％。
[0080]
实施例9：
[0081]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0082]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在40℃下反应4min，得到第二反应液。
[0083]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为59％。
[0084]
实施例10：
[0085]
(1)将0.3mmol异丁基苯和0.2mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0086]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0087]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为76％。
[0088]
实施例11：
[0089]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0090]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合
后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在70℃下反应4min，得到第二反应液。
[0091]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为84％。
[0092]
对比例1：
[0093]
将0.2mmol异丁基苯、0.3mmol的2-溴丙酸甲酯、0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y依次加入光反应管中，氮气保护三次后，加入10ml乙腈和水的混合溶剂(v
乙腈
：v
水
＝8：2)，充分混合后制成均相溶液。随后在室温、450～460nm蓝光灯带的照射下反应12h。反应结束后将所得反应液与10ml 20wt.％盐酸水溶液在60℃的油浴锅内混合反应12h，反应结束后收集反应液，经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为51％。
[0094]
对比例2：制备过程中不使用光源照射
[0095]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea和0.01mmol eosin y溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到不含蓝光灯带照射的微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温下反应5min，得到第一反应液。
[0096]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0097]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为0％。
[0098]
对比例3：制备过程中不添加光催化剂
[0099]
(1)将0.2mmol异丁基苯和0.3mmol的2-溴丙酸甲酯溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液a后置于第一原料储料罐中。再将0.3mmol dipea溶于10ml乙腈和水的混合溶剂中(v
乙腈
：v
水
＝8：2)制成均相溶液b后置于第二原料储料罐中。将溶液a和溶液b按流量体积比为1：1分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中，流速分别为1ml/min，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第一微结构反应器(10ml)中，在室温、450～460nm蓝光下进行光反应5min，得到第一反应液。
[0100]
(2)接着将步骤(1)得到的第一反应液(2ml/min)与第三原料储料罐中的20wt.％盐酸水溶液(0.5ml/min)分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中，充分混合后注入到微通道模块反应装置的第二微结构反应器(10ml)中，在60℃下反应4min，得到第二反应液。
[0101]
(3)将步骤(2)得到的第二反应液经萃取水洗及柱层析分离纯化后可得到异丁苯丙酸，收率为13％。
[0102]
本发明提供了一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法的思路及方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出
若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

技术特征：
1.一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将异丁基苯和2-溴丙酸甲酯溶于溶剂，得到溶液a；将光催化剂和碱溶于溶剂，得到溶液b；将溶液a与溶液b分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中混合，随后泵入微通道模块反应装置的第一微结构反应器中进行光反应，得到第一反应液；(2)将步骤(1)得到的第一反应液与酸性水溶液分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中混合，随后泵入微通道模块反应装置的第二微结构反应器中进行水解反应，得到第二反应液；(3)将步骤(2)得到的第二反应液水洗、萃取、分离纯化，即得异丁苯丙酸。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶剂为乙腈、二氯甲烷、1,2-二氯乙烷、甲醇、甲苯、四氢呋喃、n,n-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜和水中的任意一种或几种的组合。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述光催化剂为曙红y、三联吡啶氯化钌六水合物、三(2-苯基吡啶)合铱、二[2-(2,4-二氟苯基)-5-三氟甲基吡啶][2-2-联(4-叔丁基吡啶)]铱二(六氟磷酸)盐、玫瑰红、2,4,5,6-四(9-咔唑基)-间苯二腈、亚甲蓝三水合物和罗丹明b中的任意一种或几种的组合。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述碱为1,8-二氮杂双环[5.4.0]十一碳-7-烯、1,5,7-三氮杂二环[4.4.0]癸-5-烯、三乙醇胺、4-二甲氨基吡啶、n,n-二异丙基乙胺、四甲基胍、四甲基乙二胺、碳酸钾、碳酸铯和磷酸钾中的任意一种或几种的组合。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶液a中异丁基苯的浓度为0.01～0.10mmol/ml；所述溶液a中2-溴丙酸甲酯的浓度为0.01～0.10mmol/ml；所述溶液b中光催化剂的浓度为0.001～0.01mmol/ml；所述溶液b中碱的浓度为0.01～0.10mmol/ml；所述异丁基苯与碱的摩尔比为1：0.5～1.5。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述溶液a泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中的流速为0.2～4ml/min；所述溶液b泵入微通道模块反应装置的第一微混合器中的流速为0.2～4ml/min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中，所述光反应，光源为蓝光，反应温度为室温，反应停留时间为0.5～10min；所述蓝光的波长为390～470nm。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述酸性水溶液为盐酸水溶液、氢溴酸溶液、硫酸水溶液、醋酸水溶液和三氟乙酸水溶液中的任意一种或几种的组合；所述酸性水溶液的浓度为10～40wt％。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中，所述第一反应液泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中的流速为0.5～5ml/min；所述酸性水溶液泵入微通道模块反应装置的第二微混合器中的流速为0.25～5ml/min；所述水解反应，反应温度为20～80℃，反应停留时间为0.5～10min。10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述微通道模块反应装置包括光源、第一原料储料罐、第二原料储料罐、第三原料储料罐、第一微混合器、第二微混合器、第一微结构反应器、第二微结构反应器和产品收集器；所述第一原料储料罐、第二原料储料罐并联后通
过管道与第一微混合器连接；所述第一微混合器通过管道与第一微结构反应器连接；所述第三原料储料罐、第一微结构反应器并联后通过管道与第二微混合器连接；所述第二微混合器、第二微结构反应器和产品收集器通过管道依次串联连接；其中，所述光源为蓝光led灯带，直径为12cm；所述光源设置在第一微结构反应器外围，其光照范围覆盖第一微结构反应器，第一微结构反应器距离灯带2cm。

技术总结
本发明属于光催化有机化学合成技术领域，涉及一种利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法。将异丁基苯和2-溴丙酸甲酯溶于溶剂，得到溶液A；将光催化剂和碱溶于溶剂，得到溶液B；将溶液A与溶液B分别同时泵入微通道模块反应装置的第一微结构反应器中进行光反应，得到第一反应液；将得到的第一反应液与酸性水溶液分别同时泵入微通道模块反应装置的第二微结构反应器中进行水解反应，得到第二反应液；第二反应液经水洗、萃取、分离纯化，即得异丁苯丙酸。本发明提供的利用微通道模块反应装置连续制备异丁苯丙酸的方法，反应效率高，能耗低，反应条件温和，反应过程更加安全、高效和绿色环保，在后期工业化应用方面具有较大潜力。大潜力。大潜力。


技术研发人员：郭凯 贾成龙 段金电 方正 徐高晨 延欢 沈磊 李玉光 季栋
受保护的技术使用者：南京工业大学
技术研发日：2023.03.30
技术公布日：2023/7/7