一种纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法技术

本发明专利技术提供一种纽甜关键中间体3,3‑二甲基丁醛的制备方法，在容器中，氮气保护，加入有机溶剂和固体酸催化剂，滴加叔丁基氯，再滴加芳基酸类乙烯酯，保温反应后过滤除去催化剂，将有机层减压蒸馏，再加入碱或者酸加热回流水解得粗品，粗品再精馏得3,3‑二甲基丁醛成品。本发明专利技术原料成本低，反应条件温和，操作简单副反应少，安全环保，利与工业化生产。

Preparation of a new sweet intermediate 3,3- two methyl butyral

The invention provides a preparation method of 3,3 dimethyl butyraldehyde, a key intermediate of newton. In the container, nitrogen is protected, organic solvents and solid acid catalysts are added, tert-butyl chloride is dripped, vinyl aromatic acid is dripped, catalyst is filtered and removed after heat preservation reaction, organic layer is decompressed and distilled, and alkali or acid is added. After heat recovery, the crude product was refined, and the crude product was rectified with the product of 3,3 two methyl butyraldehyde. The invention has the advantages of low raw material cost, mild reaction conditions, simple operation, less side effects, safety and environmental protection, and is advantageous to industrial production.

【技术实现步骤摘要】
一种纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法
本专利技术属于化学合成领域，具体涉及一种纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法。
技术介绍
纽甜(Neotame)是一种新型的非营养型高效甜味剂，由纽特拉斯维特公司开发其化学名为N-[N-3，3-二甲基丁基]-L-ɑ-天门冬安酰]-L-苯丙氨酸1-甲酯，具有甜度高，热量低，稳定性好等优点，对人体安全无害，具有巨大的市场潜力，而3,3-二甲基丁醛是纽甜的重要中间体，由于市场数量有限，所以价格昂贵，因此需要研究一条新型的合成方法。目前现有公开的合成3,3-二甲基丁醛合成方法有：在专利US6573409中以异丁烯和乙烯为原料通过酸水合氧化法来制备3,3-二甲基醛，该方法对设备要求高，副反应多，产品纯度低。在专利US5994593中以1,1-二氯-3,3-二甲烷水解制备，该方法原料昂贵不易获取。专利CN1301247A公开了以3,3-二甲基丁基氯为原料，原料成本价格高，副产物多，易产生二次污染，生产成本高，不易进行工业化生产。专利CN102295541A公开了以大量路易斯酸三氯化铝为催化剂，后处理工艺繁琐，产生大量废水不易处理。专利US5856584公开了采用1-氯-3,3-二甲基丁烷氧化制备，该方法的缺点在于使用碘化物作催化剂，昂贵且不好回收，而且反应产生二甲基硫醚类副产物，处理成本高
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中3,3-二甲基丁醛合成方法原料昂贵、后处理复杂、产生废水较多等缺陷，而提供了一种工艺简单、操作方便、成本节省、环保安全的纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法。本专利技术提供了一种纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将式II化合物与叔丁基氯在固体酸存在的有机溶剂体系中反应，形成式III化合物；其中R为C1～6烷基、苯基或R为取代苯基；所述取代苯基指被一个或多个卤素、C1～6烷基或硝基取代的苯基；(2)将式III化合物水解得到3，3-二甲基丁醛；步骤(2)中R基团的定义同步骤(1)。专利技术人发现，当R为苯基或R为取代苯基时，3，3-二甲基丁醛的收率较R为C1～6烷基时有进一步的提升。优选的，所述步骤(1)中有机溶剂为被一个或多个卤素取代的芳烃或C1～10烷烃。优选的，所述步骤(1)中固体酸可为负载型的AlCl3、负载型的固体强酸或固体超强酸中的一种或者几种。优选的，所述步骤(1)中固体酸和式II化合物的重量比为0.05:1～0.5:1；进一步的，所述步骤(1)中固体酸和式II化合物的重量比为0.1:1～0.2:1。优选的，所述步骤(1)中叔丁基氯和式II化合物的摩尔比为1.5:1～1.0:1；优选的，所述步骤(1)中叔丁基氯和式II化合物的摩尔比为1.5:1～1.2:1。优选的，所述步骤(1)中添加式II化合物与叔丁基氯时，反应体系中温度保持在-15℃～0℃；进一步的所述步骤(1)中添加式II化合物与叔丁基氯时，反应体系中温度保持在-10℃～-5℃。优选的，所述步骤(2)中水解反应采用酸催化或碱催化。优选的，所述步骤(2)中水解反应温度控制在50℃～150℃；反应时间为0.5～20h；进一步的，所述步骤(2)中水解反应温度控制在80℃～120℃；反应时间为2～10h。优选的，所述步骤(2)采用酸催化时，所使用的酸为无机酸或有机酸。其中所述无机酸包括盐酸、硫酸、磷酸等，有机酸包括羧酸和磺酸，例如三氟乙酸、乙酸、甲磺酸、对甲苯磺酸等等。优选的，所述步骤(2)采用碱催化时，所使用的碱为碱金属氢氧化物；例如氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂或氢氧化铯。本专利技术的有益效果是：本专利技术提供合成3,3-二甲基丁醛的方法原料成本低廉，反应条件温和，操作简单，减少反应杂质，提高粗品和成品得率，制备的3,3-二甲基丁醛纯度高，安全环保，利与工业化生产，生产前景好。具体实施方式以下通过具体实施例来说明本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不限于此。本专利技术中化合物中文命名和化学结构式有冲突的，以化学结构式为准。实施例1在一个2500ml四口烧瓶中，温度计，氮气充分置换保护后投入400.0g二氯甲烷和20.0g固体AlCl3/Al2O3，冷却至-10℃,然后缓慢滴加203.6g叔丁基氯(2.2mol)，1小时内滴加完毕，接着开始滴加200g丙酸乙烯酯(2mol)，1小时内滴加完毕后保温反应2小时，过滤除去催化剂，催化剂回收。然后将有机层减压蒸馏去除低沸点物质得到中间体，在中间体中加入700gNaOH(15％)水溶液，加热至110℃回流水解10小时分层后得到粗品3,3-二甲基丁醛，粗品经过精馏得到纯度为99.0％的3,3-二甲基丁醛，收率80％。实施例2在一个2500ml四口烧瓶中，温度计，氮气充分置换保护后投入400.0g二氯乙烷和59.0g固体TiO2/SO42-，冷却至-8℃,然后缓慢滴加185.1g叔丁基氯(2mol)，1小时内滴加完毕，接着开始滴加444.5g苯甲酸乙烯酯(3mol)，1小时内滴加完毕后保温反应2小时，过滤除去催化剂，催化剂回收。然后将有机层减压蒸馏去除低沸点物质得到中间体,在中间体中加入2.0g催化剂amberlyst35和200.0g去离子水加热至90℃回流水解2小时过滤催化剂后，分层得到粗品3,3-二甲基丁醛，粗品经过精馏得到纯度为99.2％的3,3-二甲基丁醛，收率86％。实施例3在一个2500ml四口烧瓶中，温度计，氮气充分置换保护后投入400.0g二氯乙烷和59.0g固体AlCl3/Al2O3，冷却至-8℃,然后缓慢滴加185.1g叔丁基氯(2mol)，1小时内滴加完毕，接着开始滴加547.8g2-氯苯甲酸乙烯酯(3mol)，1小时内滴加完毕后保温反应2小时，过滤除去催化剂，催化剂回收。然后将有机层减压蒸馏去除低沸点物质得到中间体，在中间体中加入2.0g催化剂amberlyst35和200.0g去离子水加热至90℃回流水解2小时过滤催化剂后，分层得到粗品3,3-二甲基丁醛，粗品经过精馏得到纯度为99.1％的3,3-二甲基丁醛，收率88％。以上述依据本专利技术的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项专利技术技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项专利技术的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种纽甜关键中间体3,3‑二甲基丁醛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将式II化合物与叔丁基氯在固体酸存在的有机溶剂体系中反应，形成式III化合物；

【技术特征摘要】
1.一种纽甜关键中间体3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将式II化合物与叔丁基氯在固体酸存在的有机溶剂体系中反应，形成式III化合物；其中R为苯基或R为取代苯基；所述取代苯基指被一个或多个卤素、C1～6烷基或硝基取代的苯基；(2)将式III化合物水解得到3，3-二甲基丁醛；2.如权利要求1所述的3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于所述步骤(1)中有机溶剂为被一个或多个卤素取代的芳烃或被一个或多个卤素取代的C1～10烷烃。3.如权利要求1所述的3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中固体酸可为负载型的AlCl3、负载型的固体强酸或固体超强酸中的一种或者几种。4.如权利要求3所述的3,3-二甲基丁醛的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中固体酸和式II化合物的重量比为0.05:1～0.5:1。5.如权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：庄勇，王立平，赵海东，顾京城，
申请(专利权)人：南通市常海食品添加剂有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32