一种环丙甲酸甲酯的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种环丙甲酸甲酯的制备方法，其解决了现有制备方法不合理、副产物滞销、对生产装置气密性要求高、不适合工业化生产的技术问题，其以γ‑丁内酯为起始原料，在催化剂碳酸钾的作用下，利用硫酸二甲酯和γ‑丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。本发明专利技术可广泛应用于医药中间体合成技术领域。

【技术实现步骤摘要】
一种环丙甲酸甲酯的制备方法
本专利技术涉及医药中间体合成
，具体地说是一种环丙甲酸甲酯的制备方法。
技术介绍
环丙甲酸甲酯又叫环丙烷羧酸甲酯，用作医药中间体、有机合成等，尤其涉及一种环丙胺中间体。目前生产环丙甲酸甲酯的工艺主要为为γ-丁内酯、氯化亚砜、甲醇通过开环反应得到4-氯代丁酸甲酯之后和甲醇钠脱除氯化氢成环，生成环丙甲酸甲酯。此工艺虽操作简单，原料易得成本低，但产生大量的二氧化硫和盐酸混合气体，该混合气体的处理方式为传统的水吸收氯化氢，然后利用氨水吸收二氧化硫制备亚硫酸氢铵，但是该反应条件下生产的盐酸和亚硫酸氢铵溶液质量差，副产物造成滞销，且该生产装置对反应釜的要求高，气密性要求，若气体泄漏产生的氯化氢、二氧化硫对空气污染较为严重。其他合成方法还有γ-氯丁酸酯为起始原料，利用醇钠或醇钾作为环合反应的强碱，甲苯、二甲苯等芳香烃溶剂为溶剂，于60～130℃下进行环合反应制备环丙甲酸酯。专利US3711549利用固体甲醇钠为强碱，甲苯为溶剂，采用向甲醇钠-甲苯体系中滴加γ-氯丁酸甲酯的方法合成环丙甲酸甲酯。虽然该方法实现了较高的环丙甲酸甲酯收率，但固体甲醇钠成本高，不易运输和保存，极易变质，且在使用过程中易粘附与反应器表面，在较高温度下存在安全隐患。专利CN101693660A、CN1150141A均以醇钠或醇钾相应的醇溶液作强碱进行环合反应，采用的溶剂均为芳香烃类溶剂，如苯、甲苯、二甲苯。甲苯、二甲苯等芳香烃与醇的共沸组成中，醇的含量较低，且由于醇与芳香烃互溶，导致共沸物冷凝后不分层，导致溶剂共沸带甲醇钠效率低、蒸甲醇时间长、溶剂需求量大、难以回收利用的问题。因此，芳香烃类溶剂作为环合反应溶剂并不十分合适，存在副产物生成增多、蒸甲醇时间长、溶剂用量大、难以回收利用的问题。
技术实现思路
本专利技术就是为了解决上述
技术介绍
的问题，提供了一种环丙甲酸甲酯的制备方法，该方法工艺简单，生产所必需的原材料种类少，且部分原材料可以回用，产品收率高，质量好，安全环保无废气产生，对生产装备要求较低。为此，本专利技术提供了一种环丙甲酸甲酯的制备方法，以γ-丁内酯为起始原料，利用硫酸二甲酯和γ-丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。优选的，依次包括以下步骤：(1)加入硫酸二甲酯，投入催化剂碳酸钾，搅拌混合，然后滴加γ-丁内酯，搅拌保温完成酯交换的开环反应生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，具体反应式如下：(2)按照γ-丁内酯与甲醇钠摩尔比为1:1.2的比例滴加甲醇钠甲醇混合溶液，保温搅拌0.5h，精馏甲醇，反应釜底沉淀后清液为环丙甲酸甲酯，具体反应式如下：优选地，步骤(1)碳酸钾加入量为γ-丁内酯质量的1％～3％。优选地，步骤(1)中γ-丁内酯的与硫酸二甲酯的摩尔比为1：(1.0～1.2)。优选地，所述步骤(1)开环反应温度为80～100℃。优选地，所述步骤(1)开环反应时间为6～10h。本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术提供一种环丙甲酸甲酯的制备方法，以γ-丁内酯为起始原料，利用硫酸二甲酯和γ-丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。该方法工艺简单，生产所必需的原材料种类少，综合市场调研，该反应原料比现有生产原料更为廉价易得，且反应过程中的催化剂碳酸钾可以回收套用，也可以精馏出甲醇溶液，不但节省成本，后处理简单，而且环丙甲酸甲酯收率达到较高水平，经济效益显著提高。(2)与现有技术相比，本专利技术制备方法中使用硫酸二甲酯，替代现有制备方法中的氯化亚砜，避免过程中产生二氧化硫和氯化氢气体，解决了目前环丙胺生产流程中的废气问题，减少了大气污染，适合工业化生产。具体实施方式根据下述实施例，可以更好地理解本专利技术。然而，本领域的技术人员容易理解，实施例所描述的内容仅用于说明本专利技术，而不应当也不会限制权利要求书中所描述的本专利技术。本专利技术中所使用的方法如无特殊规定，均为常规的方法；所使用的原料和装置，如无特殊规定，均为常规的市售产品。实施例1(1)开合反应：在配有温度计和机械搅拌的1L四口瓶内加入硫酸二甲酯252g，催化剂碳酸钾1.72g，搅拌混合，滴加γ-丁内酯172g，滴加时维持温度80～90℃，滴加时间为2h，滴加完毕，保持反应温度在90℃搅拌10h完成酯交换的开环反应生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，过滤催化剂以备套用；(2)环合反应：向步骤(1)制得的中4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯溶液中滴加甲醇钠甲醇溶液445g，甲醇钠占甲醇钠甲醇溶液比例为25％，滴加时温度维持在105～110℃，滴加时间为3h，滴加完毕，搅拌0.5h。转精馏装置控制回流比例采出甲醇，得到环丙甲酸甲酯和硫酸单甲酯，取清液测定气相90.32％，过滤得到环丙甲酯溶液总重203.12g。根据气相测定环丙甲酸甲酯的校正因子＝0.93，计算得到环丙甲酯收率为85.21％。实施例2(1)开环反应：在配有温度计和机械搅拌的1L四口瓶内加入硫酸二甲酯252g，催化剂碳酸钾3.44g，搅拌混合，滴加γ-丁内酯172g，滴加时维持温度80～90℃，滴加时间为2h，滴加完毕，保持温度在90℃搅拌10h完成酯交换的开环反应生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，过滤催化剂以备套用；(2)环合反应：向步骤(1)制得的4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯溶液中滴加甲醇钠甲醇溶液445g，甲醇钠占甲醇钠甲醇溶液比例为25％，滴加时温度维持在105～110℃，滴加时间为3h，滴加完毕，保温搅拌0.5h。转精馏装置控制回流比例采出甲醇，得到环丙甲酸甲酯和硫酸单甲酯钠，取清液测定气相93.12％，过滤得到环丙甲酯溶液总重207.33g，根据气相测定环丙甲酸甲酯的校正因子＝0.93，计算得到环丙甲酯收率为89.67％。实施例3(1)开环反应：在配有温度计和机械搅拌的1L四口瓶内加入硫酸二甲酯252g，催化剂碳酸钾5.16g，搅拌混合，滴加γ-丁内酯172g，滴加时维持温度80～90℃，滴加时间为2h，滴加完毕，保持反应温度在90℃搅拌10h完成酯交换的开环反应生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，过滤催化剂以备套用；(2)环合反应：向步骤(1)制得的4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯溶液中滴加甲醇钠甲醇溶液445g，甲醇钠占甲醇钠甲醇溶液比例为25％，滴加时温度维持在105～110℃，滴加时间为3h，滴加完毕，保温搅拌0.5h。转精馏装置控制回流比例采出甲醇，得到环丙甲酸甲酯和硫酸单甲酯钠，取清液测定气相93.18％，过滤得到环丙甲酯溶液总重207.25g。根据气相测定环丙甲酸甲酯的校正因子＝0.93，计算得到环丙甲酯收率为89.69％。实施例4(1)开合反应：在配有温度计和机械搅拌的1L四口瓶内加入硫酸二甲酯277.2g，催化剂碳酸钾3.44g，搅拌混合，滴加γ-丁内酯1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种环丙甲酸甲酯的制备方法，其特征是，以γ-丁内酯为起始原料，在催化剂碳酸钾的作用下，利用硫酸二甲酯和γ-丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。/n

【技术特征摘要】
1.一种环丙甲酸甲酯的制备方法，其特征是，以γ-丁内酯为起始原料，在催化剂碳酸钾的作用下，利用硫酸二甲酯和γ-丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。


2.根据权利要求1所述的环丙胺中间体环丙甲酸甲酯的制备方法，依次包括以下步骤：
(1)开环反应：在反应釜内加入硫酸二甲酯，投入催化剂碳酸钾，搅拌混合，然后滴加γ-丁内酯，保温搅拌完成酯交换的开环反应，生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，具体反应式如下：



(2)环合反应：在所述步骤(1)的溶液中按照γ-丁内酯与甲醇钠摩尔比为1:1.2的比例滴加甲醇钠甲醇混合溶液，维持温度为105～110℃，搅拌0.5h...

【专利技术属性】
技术研发人员：王圆，梁永江，吴斌，刘清雷，张小垒，
申请(专利权)人：山东国邦药业有限公司，国邦医药化工集团有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37