7―ACT缩合反应中三氟化硼乙腈络合物代替分析

摘 要：三氟化硼作为缩合反应的催化剂，有固体和液体两种选择，经过生产工艺，操作难易，以及经济安全等各个方面的比较，发现采用固体三氟化硼乙腈较采用液体三氟化硼乙腈做催化剂经济成本更低低，操作更容易简单，使用固体的三氟化硼乙腈可行性较液体的三氟化硼乙腈好。

关键词：7-ACT； 三氟化硼；三氟化硼乙腈

DOI：10.16640/ki.37-1222/t.2016.10.036

1 生产原理

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其中催化剂选择三氟化硼。

选择三氟化硼作为缩合反应的催化剂主要是因为三氟化硼可以保护（）中C-7位的氨基，并且能增加反应系统中的离子强度，有利于在的C-3位进行反应，使反应收率提高。而且作为路易斯酸的三氟化硼对头孢母核无破坏作用，络合物色泽浅活性强，有利于缩合反应的进行。相对于其他的催化剂，三氟化硼催化时反应条件简单，后处理容易，部分溶媒可回收，成本低，所得产品含量高，色级浅。

三氟化硼乙腈络合物

分子式：

分子量：108.86

用 途：是一种活泼性很强的催化剂， 用于多种有机合成.广泛应用于医药中间体的生产，聚合，脱水和缩合反应的催化剂及分析试剂。

液体BF3.乙腈在温度低时（16℃以下）容易析出晶体，生产时析出的三氟化硼不能有效的利用从而降低了液体BF3.乙腈的浓度，不能保证产品的质量。且冬季生产时，析出的晶体容易堵塞管道，增加了生产的难度。如果将液体的三氟化硼乙腈改为固体的三氟化硼乙腈，上面所提到的问题就不复存在了。

考虑到上面提到的情况，我们尝试改变工艺即使用固体BF3.乙腈替代液体BF3.乙腈，经过多次小试验证可行后我们将改变的工艺投向大生产，经过实践证明这一工艺的改变不仅保证了产品质量而且产品的收率较使用液体BF3.乙腈时也有所提高，这一工艺为我们的生产提供了便利的同时也降低了生产成本。

现在就使用固体三氟化硼乙腈代替液体三氟化硼乙腈可行性做了如下几点分析。

2 生产工艺方面

2.1 固体三氟化硼乙腈做催化剂的操作过程

向缩合罐中加入乙腈，投入和三嗪环，。开启搅拌10HZ保持温度在15℃以下，投入固体三氟化硼乙腈，投料完毕搅拌转速调至35HZ，升温至28℃计时反应30分钟（温度保持在28℃～32℃）。向结晶罐中加入纯化水，开启搅拌并调节转速40HZ，加入，晶种。将水温降到5℃以下。计时结束开启降温水降温至20度以下，料液转入结晶罐中，料液温度保持10℃以下滴加氨水至浑浊，搅拌转速降至10HZ，进行第一次养晶10分钟。

养晶完毕，调节结晶罐搅拌转速为25HZ，缓慢滴加氨水调PH至2.2～2.4。结晶完毕，调节搅拌转速10HZ，养晶30分钟。养晶完毕，料液放入离心机离心，然后用80%丙酮洗涤，再用纯丙酮洗涤。洗涤完毕，将湿料经颗粒机颗粒，然后进入双锥干燥器真空干燥。

2.2 液体三氟化硼乙腈做催化剂的操作过程

将液体三氟化硼乙腈用真空抽入三氟化硼乙腈计量罐。向缩合罐中加入乙腈，投入和三嗪环，。开启搅拌35HZ保持温度在15℃以下，流加液体三氟化硼乙腈，加料完毕升温至28℃计时，反应30分钟（温度保持在28℃～32℃）。向结晶罐中加入纯化水，开启搅拌并调节转速40HZ，加入晶种。将水温降到5℃以下。计时结束开启降温水降温至20度以下，料液转入结晶罐中，料液温度保持10℃以下滴加氨水至浑浊，搅拌转速降至10HZ，进行第一次养晶10分钟。养晶完毕，调节结晶罐搅拌转速为25HZ，缓慢滴加氨水调PH至2.2～2.4。结晶完毕，调节搅拌转速10HZ，养晶30分钟。养晶完毕，料液放入离心机离心，然后用80%丙酮洗涤，再用纯丙酮洗涤。洗涤完毕，将7-ACT湿料经颗粒机颗粒，然后进入双锥干燥器真空干燥。反应条件相比，固体三氟化硼乙腈和液体三氟化硼乙腈基本上相同，其中在使用固体三氟化硼乙腈将其投入时，料液温度会迅速降低3℃～5℃，致使升温过程延长1分钟至2分钟。对反应过程影响可以忽略。

3 投料量比较

以110K为标准使用固体三氟化硼和液体三氟化硼时各原料投入量，固体投料时三氟化硼乙腈是150kg，液体是441kg，劳动量较液体投料时有所减轻。

4 经济比性

（1）110K投入产出136K，使用固体三氟化硼乙腈做催化剂时三氟化硼乙腈的单耗由3.24变为1.10，乙腈的单耗由5.03变为6.91。液体三氟化硼乙腈成本17.52元/kg，固体三氟化硼乙腈成本32.50元/kg，乙腈成本12.39元/kg，正常生产时乙腈可以回收利用80%。

的单位成本：液体投料时：3.24*17.52+5.03*12.39*0.8=106.62元。固体投料时：1.10*32.50+6.91*12.39*0.8=104.24元。固体投料替代液体投料原材料成本可以降低2.38元/kg。

（2）液体三氟化硼乙腈温度低时，容易析出晶体，所以冬季使用时必须增加暖房才能保证三氟化硼乙腈的正常使用。而使用固体三氟化硼乙腈可以将暖房、加热罐、伴热管等设备都停用，蒸汽消耗方面会大幅降低。

（3）使用固体三氟化硼乙腈较液体三氟化硼乙腈可以减少三氟化硼乙腈计量罐和三氟化硼乙腈加热罐两个设备，减少设备费以及与其相关的设备维修费，设备保养费，设备折旧费。如果是新建厂房这些相应的设施可以省去不予建设。

5 安全性比较

三氟化硼侵入途径：吸入。三氟化硼急性中毒：干咳、气急、胸闷、胸部紧迫感恶心、食欲减退。三氟化硼危险特性：化学反应活性很高，遇水发生爆炸性分解，与铜及其合金有可能生产具有爆炸性的氯乙炔。暴露在空气中潮气时迅速水解成氟硼酸与硼酸产生白色烟雾。因为固体三氟化硼乙腈是25KM袋包装，投料时空气接触面积较液体三氟化硼乙腈大，使生产危险性提高。对操作员工的身体危害较液体时大。安全性方面液体三氟化硼乙腈优点大于固体三氟化硼乙腈。

经过上述四个方面的比较采用固体三氟化硼乙腈较采用液体三氟化硼乙腈经济成本低，操作容易。由于在环境安全方面不如液体三氟化硼乙腈安全，操作是一定注意安全，采取有效的防护措施。