3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及精细化工领域，具体涉及一种3‑取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法。3‑取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法，以丙二酸二酯和卤代甲烷为原料，在碱作用条件下进行取代反应，再经脱羧、酯化反应制备3‑取代戊二酸二酯或戊烯二酸二酯，3‑取代戊二酸二酯结构式见化合物(Ⅴ)、戊烯二酸二酯结构式见化合物(Ⅸ)。该方法反应条件温和、易操作，工艺安全的3‑取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法。该制备方法反应条件温和、易操作，工艺安全。

Preparation of 3- substituted glutaric acid two ester and glutaric acid two ester

The invention relates to the field of fine chemical industry, in particular to a preparation method of 3 - substituted glutaric acid two ester and glutaric acid two ester. The preparation method of 3 substituted pentamyl diacid two ester and pentenenic acid two ester was prepared with two ester malonate and halogenated methane as raw material, under alkali action, and then decarboxylation and esterification were used to prepare 3 substituent substituted pentandiacid two ester or pentenadienyl diacid two, 3 substituted pentandiacid two ester (V) and pentenene diacid. Two ester structural compounds (IX). The method is characterized by mild reaction conditions, easy operation and safe preparation of 3_substituteddiester glutarate and diester pentenediate. The preparation method has mild reaction conditions, easy operation and safe process.

【技术实现步骤摘要】
3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法
本专利技术涉及精细化工领域，具体涉及一种3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法。
技术介绍
3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯是重要的医药化工中间体，用于制备各种五元环化合物。德国专利(DE1200279)报道了二氯甲基甲醚与乙烯酮在异丁酸锌催化下反应制备3-甲氧基戊二酸，该方法使用到气体物料乙烯酮不安全，且后处理困难。Yamamoto等(Agric.Biol.Chem.1990，54(12)，3269-3274)报道了3-羟基戊二酸甲酯为原料，以碘甲烷甲基化反应制备3-甲氧基戊二酸甲酯，原料及碘甲烷价格高，制备成本高。国际专利(WO2010/121769)报道了以乙烯酮和原甲酸三甲酯为原料，在三氟化硼催化下制备3-甲氧基戊二酸甲酯，该制备过程需要特殊反应器。原料乙烯酮和三氟化硼为气体物质，使用不便，且三氟化硼遇湿气立即水解生成剧毒的氟化物烟雾。中国专利技术专利(CN101143824A)报道了一种以3-氧代戊二酸酯为原料催化加氢制备3-羟基戊二酸酯类化合物的方法，反应压力10-30公斤，需要使用氢气，设备要求高，存在较大安全风险。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种反应条件温和、易操作，工艺安全的3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法。本专利技术为解决上述技术问题所采取的技术方案为：3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法，其特征在于，该制备方法是以丙二酸二酯和卤代甲烷为原料，在碱作用条件下进行取代反应，再经脱羧、酯化反应制备3-取代戊二酸二酯或戊烯二酸二酯，其中：丙二酸二酯的结构式：合成3-取代戊二酸二酯时使用的卤代甲烷为单取代卤代甲烷，结构式为：R2：C1-6烷氧基或C1-6烷基或C1-6酰氧基；合成戊烯二酸二酯时使用的卤代甲烷为三卤代甲烷，结构式为：3-取代戊二酸二酯结构式见化合物(Ⅴ)、戊烯二酸二酯结构式见化合物(Ⅸ)：上述方案中，将合成粗品采取精馏纯化。上述方案中，所述的3-取代戊二酸二酯的制备方法，以式(Ⅰ)所示的丙二酸二酯与式(Ⅱ)所示的单取代卤代甲烷在碱存在条件下反应，合成路线如下：上述方案中，所述的戊烯二酸二酯的制备方法，以式(Ⅰ)所示的丙二酸二酯与式(Ⅵ)所示的三卤代甲烷在碱存在条件下反应，合成路线如下：上述方案中，所述的碱主要为LiH、NaH、KH、n-BuLi、i-PrLi、LHMDS、NHMDS、KHMDS、醇钠中的一种。上述方案中，所述的制备3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯，具体按照如下步骤获得：1)向反应器中加入丙二酸二酯(Ⅰ)、溶剂和碱，在70-110℃下搅拌1小时，丙二酸二酯(Ⅰ)与碱的摩尔比为1:1-1.5；2)在此温度下投入单取代二卤代甲烷(Ⅱ)或三卤代甲烷(Ⅵ)，单取代二卤代甲烷(Ⅱ)或三卤代甲烷(Ⅵ)与丙二酸二酯(Ⅰ)的摩尔比为1:2.1-2.2，反应完毕后，降温至-5至0℃，过滤，滤饼与盐酸反应1-2小时，再于80-100℃下反应1-4小时，萃取、脱溶，得到对应的二羧酸；3)二羧酸与醇在催化剂存在下，加热回流3-8小时，二羧酸与醇摩尔比为1:6-10，所述的醇为含1-6个碳的醇；反应完毕后，脱溶，减压精馏，对应得到3-取代戊二酸二酯或戊烯二酸二酯；上述方案中，所述的溶剂为四氢呋喃、N,N-二甲基甲酰胺、乙醚、异丙醚、甲苯、甲醇、乙醇、异丙醇中的一种。上述方案中，所述的催化剂为浓硫酸、对间苯磺酸或其他酯化催化剂。本专利技术的有益效果为：1、本专利技术原料为常规的化工品，价格便宜、市场来源广泛，常温下为液态或固体，克服了以气态物料为原料在制备过程中的安全风险。2、本专利技术工艺为常规反应，制备条件要求较低，克服了制备过程需要特制气体反应装置或高压反应釜等缺点。3、本专利技术原料易得成本低，反应温和操作简单，更容易实现工业化。具体实施方式下面结合实施例对本专利技术作进一步的描述，但下述实施例不应理解为对本专利技术的限制。实施例13-甲氧基戊二酸甲酯的制备向装有搅拌、温度计的50L搪瓷反应器中，加入丙二酸二甲酯(13.2kg，0.10kmol)、甲醇(16kg)、甲醇钠(6.48kg，0.12kmol)，于70℃下反应1小时，然后升温至回流，加入甲氧基二溴甲烷(9.80kg，0.048kmol)，反应2小时后降温至0℃，过滤，滤饼以5kg冰甲醇洗涤，所得固体分批加入浓盐酸中，加料完毕升温至90℃，反应3小时后降温至25℃，以乙酸乙酯萃取(20kg×3次)，合并油相，减压脱溶，得到3-甲氧基戊二酸7.20kg，收率92.5％，含量98.5％。向装有搅拌、温度计的50L搪瓷反应器中，加入甲醇(10.0kg，3.1kmol)、3-甲氧基戊二酸(7.20kg，0.044kmol)、浓硫酸(72g)，加热回流4小时。反应完毕后，减压回收甲醇，降温至20℃，所得料液分别以水、碳酸钠水溶液洗涤，干燥，减压精馏，得到无水液体3-甲氧基戊二酸二甲酯7.52kg，收率89.9％，总收率79.7％，含量99.5％(GC)。实施例2戊烯二酸二甲酯的制备向装有搅拌、温度计的100L搪瓷反应器中，加入丙二酸二甲酯(13.2kg，0.1kmol)、乙醇(32kg)、乙醇钠(7.48kg，0.11kmol)，于70℃下反应1小时，然后升温至回流，加入三氯甲烷(5.70kg，0.048kmol)，回流反应2小时后降温至0℃，过滤，滤饼以5kg冰乙醇洗涤，所得固体分批加入浓盐酸中，加料完毕升温至90℃，反应3小时后降温至25℃，以乙酸乙酯萃取(20kg×3次)，合并油相，减压脱溶，得到戊烯二酸5.57kg，收率89.2％，含量98.0％。向装有搅拌、温度计的20L搪瓷反应器中，加入甲醇(10.0kg，3.1kmol)、戊烯二酸(5.57kg，0.043kmol)、浓硫酸(72.0g)，加热回流4小时。反应完毕后，减压回收甲醇，降温至20℃，所得料液分别以水、碳酸钠水溶液洗涤，干燥，减压精馏，得到无色液体戊烯二酸二甲酯6.22kg，收率91.5％，总收率81.6％，含量98.8％(GC测试，顺式22.4％，反式76.4％)。说明书中通过具体例对本专利技术进行了详细说明，但本领域的技术人员在本专利技术的范围以及技术思想范围内，可对本专利技术进行各种变形以及变更，这些变形以及变更也属于本专利技术的权利要求范围之内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.3‑取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法，其特征在于，以丙二酸二酯和卤代甲烷为原料，在碱作用条件下进行取代反应，再经脱羧、酯化反应制备3‑取代戊二酸二酯或戊烯二酸二酯，其中：丙二酸二酯的结构式：

【技术特征摘要】
1.3-取代戊二酸二酯及戊烯二酸二酯的制备方法，其特征在于，以丙二酸二酯和卤代甲烷为原料，在碱作用条件下进行取代反应，再经脱羧、酯化反应制备3-取代戊二酸二酯或戊烯二酸二酯，其中：丙二酸二酯的结构式：合成3-取代戊二酸二酯时使用的卤代甲烷为单取代卤代甲烷，结构式为：R2：C1-6烷氧基或C1-6烷基或C1-6酰氧基；合成戊烯二酸二酯时使用的卤代甲烷为三卤代甲烷，结构式为：3-取代戊二酸二酯结构式见化合物(Ⅴ)、戊烯二酸二酯结构式见化合物(Ⅸ)：2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的3-取代戊二酸二酯的制备方法为：以式(Ⅰ)所示的丙二酸二酯与式(Ⅱ)所示的单取代卤代甲烷在碱存在条件下反应，合成路线如下：3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述的戊烯二酸二酯的制备方法为，以式(Ⅰ)所示的丙二酸二酯与式(Ⅵ)所示的三卤代甲烷在碱存在条件下反应，合成路线如下：4.根据权利要求1或2或3所述的制备方法，其特征在于：所述的碱主要为LiH、NaH、KH、n-BuLi、i-PrLi、LHMDS...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘小成，邓嘉伦，李翔，蔡光威，张刚，邱黎，李自勇，
申请(专利权)人：华烁科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42