用发烟硝酸硝化和随后的放大

本应用说明说明了 Vapourtec 耐酸 R 系列流动化学系统（包括耐酸泵、传感器、连接器、管道和背压调节器）如何在 3 天内用于泵送高腐蚀性的发烟硝酸，并确定适用于芳香族起始材料的放大硝化的理想佳流过条件。vapourtec 用发烟硝酸硝化和随后的放大 本应用说明说明了 Vapourtec 耐酸R系列流动化学系统(包括耐酸泵、传感器、连接器、管道和背，压调节器，如何在3夭内 用于泵送高腐蚀性的发烟硝酸，并确定适角于芳香族起始材料的放大硝化的最佳流过条件。 设置： 祥德 Figure 1. Flow system setup for nitration， actual and schematic 方法(反应筛选) 如图1所示，流动反应器是使用 R2C泵模块和 R4反应器模块的组合配置的。. 安装了一个5 mL 管式反应器以及一个12 bar 耐酸背 压 调节器(BPR)， 该调节器串联安装在反应器 流出物和收集阀之间。系统溶剂瓶中装有冰醋酸，试剂储备瓶A和B分别装有纯发烟硝酸和底物1的AcOH。硝酸烧瓶装有氮气球。收集阀“收集”输出被导入装有水(5mL) 的 20 mL 玻璃小瓶中 以沉淀反应产物。。通过过滤除去产物，用水洗涤并溶解在温热的 MeOH中用于通过反相 HPLC 进行 分析。 设置 系统溶剂。AcOH 衣 试剂A： 22.4M发烟硝酸 (22.4M)(~30mL)。 试剂B：1M底物1(44.6mol ) 在 AcOH中(~30mL 流速A：可变(472-786 pL/min) 流量B：可变(528-881 pL/min) 比例A： B：所有实验均为20：1反应器体积：5mLPFA 反应器温度：70-120°C 背压调节器。12巴 1.每台泵以2.5毫 升/分钟的速度用水冲洗系统，并在泵 送任何酸之前检查是否有泄漏。 2.用 AcOH 灌注泵：两个选择阀都设置为“溶剂”，泵 用 AcOH灌注， 每泵2.5毫升/分钟。用注射器将 AcOH 推过泵头的后部以除去任何剩余的水。 径 3. 月用试剂灌注泵：管线1的选择阀设置为“试剂”，泵 设置为 1 mL/min， 连接阀门和储备瓶1的管线充满硝 酸。选择阀重新设置为“溶剂”， AcOH 泵入管线2分钟。用 AcOH 中的底物1重复相同的过程以填充第 二 个试剂线。钟。用AcOH 中的底物1重复同样的过 程，以填充第二个试剂管。 4. 反应优化：将 一 系列条件输入到Flow Commander 软件中，然后通过“运行”按钮开始实验 二 。一 筛选结果如图2所示。. Figure 2 5. 在5毫升的反应器中，反应在 一 定的温度范围内进行，停留时间为3分钟。在90℃时观察到最佳的 转化率。在>90℃时，形成了额外的副产品， HPLC 显示反应不那么干净。停留时间少于3分钟，显 示出不完全的转化。 6. 将底物浓度提高到1M以上的尝试导致底物溶液沉淀。 7.清空和清洗泵。用 AcOH 以 1mL/min 的速度冲洗机器5分钟，然 后 以2.5mL/min 的速度再冲 洗5分钟。然后以2.5毫升/分钟的速度用水冲洗机器。2.5 mL/min 的速度冲洗机器，并用水清 洗泵头的背面。最后用 IPA冲洗机器，并将其放置在这种有机溶剂中，而不是在水中，以确保 没有任何表面被残留的酸所浸润。 祥德 祥德 T eg e 祥 德祥科技有限公司 Tel：：4400 006 9696 方法(第一次放大) 设置： 系统溶剂。AcOH 试剂A： 22.4M发烟硝酸(22.4M) (~50mL)。 试剂B：11M底物1(44.6 mol) 在AcOH中(~50mL) 流速A： 786微升/分钟 流速B：881微升/分钟 比率A： B： 20：1 反应器容积：5mL PFA 反应器温度：90°C背压调节器。12 bar 残留时间。3分钟 反应时间：60分钟(47毫摩尔的底物1) 8. 配置保持与筛选反应相同。重复步骤1、2和3，使 反应准备好进行放大。. 9. 根据上述条件运行反 应 。条件被输入 Flow Commander软件，并通过"运行"按钮开始实验。图 3中显示了运行的规模. Figure 3. The first scale up reaction 将出口流直接倒入搅拌的水中(1L)。当停止收集时，黄色悬浮液继续搅拌15分钟，然后过滤并 用水(2x100mL) 清洗。在50℃的真空炉中的滤纸干燥2小时，然后在通风柜中的滤纸干燥 一 夜，得到淡黄色固体(42毫摩尔，89%)。生产率=42毫摩尔/小时. Figure 4. An HPLC trace of the product collected v apour t ec 方法(第二次方法) 设置： 系统溶剂。AcOH 试剂A： 22.4M发烟硝酸(22.4M) (~80mL)。 试剂B：1M底物1(44.6mol)在AcoH中(~80mL)。 流速A： 3.144 mL/min 流速B：3.524毫升/分钟 比率A： B： 20： 1 反应器体积：2×10mL PFA反应器温度：90°C 背压调节器。12 bar 残留时间。3分钟 反应时间：24.5分钟(77毫摩尔的底物1) 10. R4加热器模块安装了两个10毫升PFA反应器，因此规模扩大可以运行在四倍的速度，以前的规模扩 大。反应器后安装了一个额外的 5ml线圈，以便在到达背压调节器之前，允许酸性流体冷却到40°C 以下。AcOH在90°C下通过反应器，以检查出口流的温度是否低于40°C。重复第1、2和3步，为 扩大规模做好反应准备p. 11.根据上述条件运行反应。将条件输入 Flow Commander 软件，用"运行"按钮开始实验。将出口流直 接倒入搅拌的水中(2L)。当停止收集时，黄色悬浮液搅拌15分钟，然后过滤并用水冲洗(2×100mL)。固体在50℃的真空炉中的滤纸下干燥2小时，然后在通风柜中的滤纸下干燥一夜，得 到淡黄色固体(64毫 摩尔，83%)。生产率=156毫摩尔/小时 时限 这项工作是由一个新用户进行的。该工作在3天内完成(包括接收和安装 Vapourtec 系统)。实际花 费的工作时间如下。 -优化反应4小时 大 -第 一 次放大1.5小时 -第二次放大1小时 请注意，用户已经熟悉了批量反应，包括在避免沉淀的情 况 下对最大试剂浓度的理解。 总结 这项研究显示了 Vapourtec R 系列耐酸系统的能力，以及在流程中快速和容易地开发和扩大批 量反应。 它还强调了 一 些简单的预防措施，这些措施对于防止某些溶剂/试剂在进入反应器之前在泵区结 合和反应是必要的。 一美家 VT1018-1-5- Tel：：4400 006 9696