一种4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸的制备方法，该方法采用优选摩尔用量比的丁烷四羧酸、乙醇、硫酸和甲苯等反应物制备得到丁烷四羧酸四乙酯，然后取丁烷四羧酸四乙酯、甲醇和甲醇钠在优选条件下反应制备得到终产物4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸。本发明专利技术整个工艺设计合理，设备投资小，能耗低，成本低，生产工艺过程易控制，制备得到的终产物4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸，品质好，纯度高，杂质少，整个工艺可实现工业化大生产。

【技术实现步骤摘要】
一种4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法
本专利技术涉及一种化学试剂的制备方法，具体涉及一种质量稳定，工艺可控，得率高的丁烷四羧酸四乙酯的制备方法。技术背景丁烷四羧酸四乙酯是一种重要的化工原料，现有技术在其生成过程中，酯化反应合成效率低，产物纯度只能达85％左右，副产物多，反应过程中，反应溶剂不能回收利用，成本高，环境污染严重，不利于工业化大生产。因此，很有必要在现有技术的基础之上，设计研发出一种工艺设计合理，合成效率高，副产物少，产物纯度高，且反应溶剂能够重复利用，成本低，环保极强，适合工业化生产的丁烷四羧酸四乙酯的制备方法。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术的目的是为了解决现有技术存在的不足，提供一种工艺设计合理，合成效率高，副产物少，产物纯度高，且反应溶剂能够重复利用，成本低，环保极强，适合工业化生产的丁烷四羧酸四乙酯的制备方法。技术方案：为了实现以上目的，本专利技术采取的技术方案为：一种4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，包括以下步骤：(1)丁烷四羧酸四乙酯的制备：(1.1)在干燥的搪瓷反应锅内，首先检查尾气是否畅通，保持设备清洁；待准备工作完毕后，开启真空系统，抽入无水乙醇，启动搅拌装置，然后加入丁烷四羧酸；然后开启浓硫酸阀门，抽入浓硫酸，在30～60分钟内加完；(1.2)在分水器内先装入少量甲苯，升温至70-85℃回流，保持回流1～3小时。常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃停止，再加入甲苯，升温至回流，并保持回流1小时后，启用共沸脱水装置，脱去部分生成的水，然后降温，再次加入无水乙醇，并保持回流反应8～24小时，取样做检测；(1.3)常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃时，停止，加入甲苯，加热回流1～3小时，启用共沸脱水装置，直到没有水分出，降至室温，加入去离子水，搅拌，静置，分去酸性水层放入废水处理系统，然后加入碳酸钠溶液洗涤，搅拌，静置，分出有机层，将水层放入废水处理系统，(1.4)开启真空系统，控制反应锅内温60～90℃，减压脱去甲苯至尽，取样做检测分析，合格后，降温出料，得丁烷四羧酸四乙酯；(2)关环反应：在搪瓷反应釜内加入甲醇，启动搅拌，然后再加入步骤(1)制备得到的丁烷四羧酸四乙酯，在室温下，缓慢滴加甲醇钠，滴完后进行关环反应；(3)水解反应：步骤(2)关环反应结束后，控制反应釜内温≤50℃，向反应釜内滴加稀盐酸，搅拌，将物料压滤，去滤液，继续滴加浓盐酸，加热回流，常压蒸馏溶剂，当内温达到100～115℃时，保持回流反应8～24小时，然后降温至80～100℃，加入活性炭搅拌脱色，趁热压滤，取滤液至反应釜，控制反应釜内温在75℃以下，减压蒸馏滤液，缓慢降至室温，充分结晶，将物料放出离心，取沉淀物，用少许去离子水洗涤得粗品；离心的母液经多次浓缩回收得粗品；(4)丙酮精制：在反应釜内抽入丙酮，启动搅拌，将步骤(3)粗品缓慢加入反应釜内，同时加入活性炭，回流脱色，趁热压滤，取滤液常压蒸馏溶剂，当有大量固体析出时，降至20～25℃，保温1～2小时，将物料放出离心甩干，取沉淀物用丙酮洗涤，得丙酮精湿品，母液经多次浓缩后得丙酮精湿品；(5)水精制：在反应釜内加入水，升温至70℃～85℃，缓慢加入步骤(4)丙酮精制后的丙酮精湿品加入，加入活性炭，升温回流1，趁热压滤，取滤液降温至30℃以下，再用盐水降至15～20℃，保温2小时以上，离心，烘干得A成品，母液水经二次浓缩后得A成品。作为优选方案，以上所述的4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，包括以下步骤：(1)丁烷四羧酸四乙酯的制备：(1.1)在干燥的搪瓷反应锅，首先检查尾气是否畅通，保持设备清洁；待准备工作完毕后，开启真空系统，抽入无水乙醇，启动搅拌，加入丁烷四羧酸；然后开启浓硫酸阀门，抽入抽入浓硫酸，30分钟内加完；(1.2)在分水器内先装入少量甲苯，升温至78～80℃回流，保持回流3小时；常压蒸馏溶剂，当内温达到110℃，停止，再加入甲苯，升温至回流，并保持回流1小时后，使用共沸脱水装置，脱去部分生成水至无水珠出现，然后降温至70～85℃，再次加入无水乙醇，并保持回流反应16小时，取样做TLC检测；(1.3)常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到105℃时，停止，加入甲苯，加热回流1小时，使用共沸脱水装置，直到没有水分出，降至室温，加入去离子水，搅拌15～30分钟，静置30～40分钟，分去酸性水层放入废水处理系统，加入质量浓度10～15％的碳酸钠溶液洗涤1～3次，每次搅拌20分钟，静置30分钟，分出有机层，将水层放入废水处理系统；(1.4)开启真空系统，控制反应锅内温60-85℃，减压脱去甲苯至尽，取样做色谱分析，合格后，降温出料，得丁烷四羧酸四乙酯；(2)关环反应：在搪瓷反应釜内加入甲醇，启动搅拌，然后再加入步骤(1)制备得到的丁烷四羧酸四乙酯，在室温下，用1～2小时缓慢滴加甲醇钠，滴完后保持20～25℃关环反应8～24小时；(3)水解反应：步骤(2)关环反应结束后，控制反应釜内温≤50℃，用1～1.5小时将体积浓度为15～20％的稀盐酸滴加到反应釜内，搅拌30～40分钟后，将物料压滤，去滤液，继续滴加体积浓度为30～35％浓盐酸，加热至回流，回流1～2小时后，常压蒸馏溶剂，当反应釜内温达到100～115℃时，保持回流反应8～24小时，然后降温至80～100℃加入活性炭搅拌脱色1～2小时，趁热压滤，取滤液至反应釜，控制反应釜内温在75℃以下，减压蒸馏滤液，缓慢降至室温，充分结晶，将物料放出离心，取沉淀物，用少许去离子水洗涤得粗品；离心的母液经多次浓缩回收得粗品；(4)丙酮精制：在反应釜内抽入丙酮，启动搅拌，将步骤(3)粗品缓慢加入反应釜内，同时加入活性炭，回流脱色1～2小时后，趁热压滤，取滤液常压蒸馏溶剂，当有大量固体析出时，降至20～25℃，保温1～2小时，将物料放出离心甩干，取沉淀物用丙酮洗涤，得丙酮精湿品，母液经多次浓缩后得丙酮精湿品；(5)水精制：在反应釜内加入水，升温至70℃～85℃，缓慢加入步骤(4)丙酮精制后的丙酮精湿品加入，加入活性炭，升温回流1～2小时，趁热压滤，取滤液降温至30℃以下，再用盐水降至15～20℃，保温2小时以上，离心，烘干得4-环戊酮-1，2-二甲酸成品，母液水经二次浓缩后得4-环戊酮-1，2-二甲酸。作为优选方案，以上所述的4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，以上步骤(1)丁烷四羧酸、无水乙醇、甲苯和浓硫酸的摩尔用量比为：1～2：21～40：14～28：0.5～1。作为优选方案，以上所述的4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，以上步骤(1)丁烷四羧酸、无水乙醇、甲苯和浓硫酸的摩尔用量比为：1：21.5：14.2：0.56。本专利技术所述的4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，丁烷四羧酸四乙酯纯度为99.5％以上，收率为90％以上。步骤(1)丁烷四羧酸四乙酯和成各反应物投料比筛选实验：通过以上各反应物用量比筛选结果表明，丁烷四羧酸、无水乙醇、甲苯和浓硫酸的摩尔用量比为：1：21.5：14.2：0.56时，丁烷四羧酸四乙酯具有最高的反应产率，取得了很好的技术效果。步骤(2)各反应物投料比筛选实验：由以上实验结果表明，当丁烷四羧酸四乙酯、甲醇和甲醇钠的摩尔用量比为1～2::7～14：3～6本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)丁烷四羧酸四乙酯的制备：(1.1)在干燥的搪瓷反应锅内，首先检查尾气是否畅通，保持设备清洁；待准备工作完毕后，开启真空系统，抽入无水乙醇，启动搅拌装置，然后加入丁烷四羧酸；然后开启浓硫酸阀门，抽入浓硫酸，在30～60分钟内加完；(1.2)在分水器内先装入少量甲苯，升温至70‑85℃回流，保持回流1～3小时。常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃停止，再加入甲苯，升温至回流，并保持回流1小时后，启用共沸脱水装置，脱去部分生成的水，然后降温，再次加入无水乙醇，并保持回流反应8～24小时，取样做检测；(1.3)常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃时，停止，加入甲苯，加热回流1～3小时，启用共沸脱水装置，直到没有水分出，降至室温，加入去离子水，搅拌，静置，分去酸性水层放入废水处理系统，然后加入碳酸钠溶液洗涤，搅拌，静置，分出有机层，将水层放入废水处理系统；(1.4)开启真空系统，控制反应锅内温60～90℃，减压脱去甲苯至尽，取样做检测分析，合格后，降温出料，得丁烷四羧酸四乙酯；(2)关环反应：在搪瓷反应釜内加入甲醇，启动搅拌，然后再加入步骤(1)制备得到的丁烷四羧酸四乙酯，在室温下，缓慢滴加甲醇钠，滴完后进行关环反应；(3)水解反应：步骤(2)关环反应结束后，控制反应釜内温≤50℃，向反应釜内滴加稀盐酸，搅拌，将物料压滤，去滤液，继续滴加浓盐酸，加热回流，常压蒸馏溶剂，当内温达到100～115℃时，保持回流反应8～24小时，然后降温至80～100℃，加入活性炭搅拌脱色，趁热压滤，取滤液至反应釜，控制反应釜内温在75℃以下，减压蒸馏滤液，缓慢降至室温，充分结晶，将物料放出离心，取沉淀物，用少许去离子水洗涤得粗品；离心的母液经多次浓缩回收得粗品；(4)丙酮精制：在反应釜内抽入丙酮，启动搅拌，将步骤(3)粗品缓慢加入反应釜内，同时加入活性炭，回流脱色，趁热压滤，取滤液常压蒸馏溶剂，当有大量固体析出时，降至20～25℃，保温1～2小时，将物料放出离心甩干，取沉淀物用丙酮洗涤，得丙酮精湿品，母液经多次浓缩后得丙酮精湿品；(5)水精制：在反应釜内加入水，升温至70℃～85℃，缓慢加入步骤(4)丙酮精制后的丙酮精湿品加入，加入活性炭，升温回流1，趁热压滤，取滤液降温至30℃以下，再用盐水降至15～20℃，保温2小时以上，离心，烘干得4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸，母液水经二次浓缩后得4‑环戊酮‑1，2‑二甲酸。...

【技术特征摘要】
1.一种4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)丁烷四羧酸四乙酯的制备：(1.1)在干燥的搪瓷反应锅内，首先检查尾气是否畅通，保持设备清洁；待准备工作完毕后，开启真空系统，抽入无水乙醇，启动搅拌装置，然后加入丁烷四羧酸；然后开启浓硫酸阀门，抽入浓硫酸，在30～60分钟内加完；(1.2)在分水器内先装入少量甲苯，升温至70-85℃回流，保持回流1～3小时。常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃停止，再加入甲苯，升温至回流，并保持回流1小时后，启用共沸脱水装置，脱去部分生成的水，然后降温，再次加入无水乙醇，并保持回流反应8～24小时，取样做检测；(1.3)常压蒸馏溶剂，当反应锅内温达到100～115℃时，停止，加入甲苯，加热回流1～3小时，启用共沸脱水装置，直到没有水分出，降至室温，加入去离子水，搅拌，静置，分去酸性水层放入废水处理系统，然后加入碳酸钠溶液洗涤，搅拌，静置，分出有机层，将水层放入废水处理系统；(1.4)开启真空系统，控制反应锅内温60～90℃，减压脱去甲苯至尽，取样做检测分析，合格后，降温出料，得丁烷四羧酸四乙酯；(2)关环反应：在搪瓷反应釜内加入甲醇，启动搅拌，然后再加入步骤(1)制备得到的丁烷四羧酸四乙酯，在室温下，缓慢滴加甲醇钠，滴完后进行关环反应；(3)水解反应：步骤(2)关环反应结束后，控制反应釜内温≤50℃，向反应釜内滴加稀盐酸，搅拌，将物料压滤，去滤液，继续滴加浓盐酸，加热回流，常压蒸馏溶剂，当内温达到100～115℃时，保持回流反应8～24小时，然后降温至80～100℃，加入活性炭搅拌脱色，趁热压滤，取滤液至反应釜，控制反应釜内温在75℃以下，减压蒸馏滤液，缓慢降至室温，充分结晶，将物料放出离心，取沉淀物，用少许去离子水洗涤得粗品；离心的母液经多次浓缩回收得粗品；(4)丙酮精制：在反应釜内抽入丙酮，启动搅拌，将步骤(3)粗品缓慢加入反应釜内，同时加入活性炭，回流脱色，趁热压滤，取滤液常压蒸馏溶剂，当有大量固体析出时，降至20～25℃，保温1～2小时，将物料放出离心甩干，取沉淀物用丙酮洗涤，得丙酮精湿品，母液经多次浓缩后得丙酮精湿品；(5)水精制：在反应釜内加入水，升温至70℃～85℃，缓慢加入步骤(4)丙酮精制后的丙酮精湿品加入，加入活性炭，升温回流1，趁热压滤，取滤液降温至30℃以下，再用盐水降至15～20℃，保温2小时以上，离心，烘干得4-环戊酮-1，2-二甲酸，母液水经二次浓缩后得4-环戊酮-1，2-二甲酸。2.根据权利要求1所述的4-环戊酮-1，2-二甲酸的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)丁烷四羧酸四乙酯的制备：(1.1)在干燥的搪瓷反应锅，首先检查尾气是否畅通，保持设备清洁；待准备工作完毕后，开启真空系统，抽入无水乙醇，启动搅拌，加入丁烷四羧酸；然后开启浓硫酸阀门，抽入抽入浓硫酸，30分钟内加完；(1.2)在分水器内先装入少量甲苯，升温至78～80℃回流，保持回流3小时；常压蒸馏溶剂，当内温达到110℃，停止，再加入甲苯，升温至回流，并保持...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑朝锋，凌士宏，
申请(专利权)人：盐城同泰化工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32