强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法技术

本发明专利技术涉及一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，包括：将丙二酸加入3

【技术实现步骤摘要】
强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法


[0001]本专利技术涉及一种有机化合物的制备方法，具体涉及一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法。

技术介绍

[0002]丙二酸单叔丁酯是一种重要的精细化工原料和医药中间体，丙二酸单叔丁酯及其衍生物广泛应用于医药、香料、聚酯等行业。目前丙二酸单叔丁酯的制备主要有：
[0003](1)以丙二酸和叔丁醇为起始原料，在乙腈溶剂中，用DCC缩合得到丙二酸单叔丁酯。该工艺收率低，选择性差，控制不好会产生很多副产物，使得产物纯度极低，难以实现大规模工业化生产。
[0004](2)丙二酸亚异丙酯和叔丁醇反应，得到产物，浓缩溶剂，产品进行提杂，萃取，分离等后续操作，得到丙二酸单叔丁酯。该反应后处理复杂，产生大量废水，对环境不友好。
[0005](3)在四氢呋喃溶剂中加入丙二酸，吡啶和叔丁醇，0℃下加甲磺酰氯室温反应，反应结束后，浓缩溶剂，剩余物用液碱中和，水层调酸，萃取得到目标产物。该工艺收率低，成本高，后处理复杂。
[0006](4)丙二酸单乙酯与叔丁醇在向山试剂作用下，制备丙二酸乙酯叔丁酯，丙二酸乙酯叔丁酯在乙醇中，氢氧化钾乙醇溶液进行水解，后处理得到目标产物。该工艺原料成本高，操作复杂，难以工业化生产。
[0007]因此，急需开发一种操作方便，成本低廉的丙二酸单叔丁酯的制备工艺，促进该产品的生产和应用。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的是提供一种简单方便的丙二酸单叔丁酯的制备方法，该过程无副产物，操作安全。
[0009]本专利技术是通过如下技术方案实现的：
[0010]一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，包括如下步骤：
[0011](1)将丙二酸加入3
‑
5倍重量的醋酸叔丁酯、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚，或者其复合溶剂中；
[0012](2)在上述体系中加入丙二酸重量4
‑
8％的预处理过的Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂作为催化剂；
[0013](3)降温至
‑
20
‑‑
10℃，低温下通入异丁烯气体，异丁烯与丙二酸当量相等；
[0014](4)通入完毕，密封体系，升温至10
‑
30℃，保温反应40
‑
60h；
[0015](5)反应结束，过滤回收催化剂，催化剂不需要处理可以直接投入下批反应，滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯，溶剂回收套用。
[0016]其中，所述Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂的预处理过程如下：
[0017](1)用甲醇洗涤Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂数次至澄清；
[0018](2)之后用甲醇浸泡Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂12
‑
24h；
[0019](3)将甲醇倾出，用5％HCl
‑
甲醇溶液浸泡Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂，搅拌15min，放置24h；
[0020](4)过滤出Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂，用甲醇洗涤树脂至呈中性，在减压干燥烘箱中烘干Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂4
‑
5h，取出、放入干燥器中冷却、备用。
[0021]Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂(阿法埃莎(天津)化学有限公司)作为一种廉价易得的催化剂，广泛应用于各种酯化、烷基化、水解、低聚、重排、环化和开环、异构化、缩合等反应的催化。本专利技术以Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂为催化剂，在溶剂中加入丙二酸，通入异丁烯进行酯化反应。反应结束后，催化剂很容易从反应体系分离，不经任何处理，直接投入下一批使用。
[0022]相比于现有技术，本专利技术的有益效果是：
[0023]1、催化剂廉价易得，催化活性高，反应时间短，原料利用率高；
[0024]2、催化剂可以重复使用，避免了传统方案催化剂不能回收利用，废水量多的问题，大大降低了生产成本；
[0025]3、后处理方便，操作简单，产品质量好，收率高，符合绿色环保思想。
具体实施方式
[0026]为了使本专利技术的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本专利技术进一步详细的说明。
[0027]预处理：
[0028]用甲醇洗涤树脂数次至澄清，之后用甲醇浸泡树脂12
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24h，将甲醇倾出，用5％HCl
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甲醇溶液浸泡Amberlyst
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15强酸性阳离子交换树脂，搅拌15min，放置24h。过滤出树脂，用甲醇洗涤树脂至呈中性。在减压干燥烘箱中(60℃)烘干树脂4
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5h，取出、放入干燥器中冷却、备用。
[0029]实施例1：
[0030]将100g丙二酸加入到400g醋酸叔丁酯中，加入6g预处理的Amberlyst
‑
15强酸性阳离子交换树脂，降温至
‑
15℃，低温下通入53.9g异丁烯气体；通入完毕，密封体系，升温至10℃，保温反应40h。反应结束，过滤回收催化剂，催化剂不需要处理可以直接投入下批反应。滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯150.6g，收率98％，产品HPLC检测含量99％。
[0031]实施例2：
[0032]将100g丙二酸加入到300g甲基叔丁基醚中，加入4g预处理的Amberlyst
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15强酸性阳离子交换树脂，降温至
‑
20℃，低温下通入53.9g异丁烯气体；通入完毕，密封体系，升温至20℃，保温反应50h；反应结束，过滤回收催化剂，催化剂不需要处理可以直接投入下批反应。滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯138.3g，收率90％，产品HPLC检测含量99％。
[0033]实施例3：
[0034]将100g丙二酸加入到500g甲基叔丁基醚中，加入8g未经预处理的Amberlyst
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15强
酸性阳离子交换树脂，降温至
‑
10℃，低温下通入53.9g异丁烯气体；通入完毕，升温至30℃，保温反应60h；反应结束，过滤回收催化剂，催化剂不需要处理可以直接投入下批反应。滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯149.1g，收率97％，产品HPLC检测含量99％。
[0035]实施例4：
[0036]将100g丙二酸加入到400g乙基叔丁基醚中，加入6g重复使用5次的Amberlyst
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15强酸性阳离本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)将丙二酸加入3
‑
5倍重量的溶剂中；(2)在上述体系中加入丙二酸重量4
‑
8％的预处理过的Amberlyst
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15强酸性阳离子交换树脂作为催化剂；(3)降温至
‑
20
‑‑
10℃，低温下通入异丁烯气体，异丁烯与丙二酸当量相等；(4)通入完毕，密封体系，升温至10
‑
30℃，保温反应40
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60h；(5)反应结束，过滤回收催化剂，滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯，溶剂回收套用。2.根据权利要求1所述的强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，其特征在于，所述溶剂为醋酸叔丁酯、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚中的一种或多种的组合。3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勤，夏栋梁，
申请(专利权)人：常州夏青科技有限公司，
类型：发明
国别省市：