一种乙二醛制备缩醛的方法技术

一种乙二醛制备缩醛的方法，其特点是以乙二醛水溶液和烷基醇为原料，同时加入与烷基醇对应的酯，在酸催化剂存在下，不断搅拌下，进行液相反应，加热回流时间为２０～３０小时，回流反应温度为７０℃～９０℃，回流反应压力为常压，得到乙二醛单缩醛和二缩醛产物；原料烷基醇与乙二醛的摩尔比是５～２０∶１，与烷基醇对应的酯与乙二醛的摩尔比是２～１０∶１。本发明专利技术提高了乙二醛与烷基醇缩合反应制备单缩醛和二缩醛的效率，节约了能源，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种乙二醛制备縮醛的^，确切地说涉及一种由乙 二醛、醇、酯为原料来制备乙二醛縮醛产物的方法。
技术介绍
乙二醛縮醛产物是一种重要的有机合成中间体,其通常的制备方 法是使用乙二醛和一元醇(R"OH)在酸催化剂的作用下制备乙二醛 縮醛产物，但反应很复杂，反应产物除了形成单縮醛和二縮醛外，还 有许多低聚物及环形副产物。縮醛反应为可逆反应，水是反应产物之 一，而乙二醛本身也是水溶液，故为使反应完全， 一般都采用移除反应体系中的水来提高反应效率，其主要的化学反应方程式如下US2360959描述了由与水不混溶性的醇制备乙二醛的二缩醛的 方法，该方法需要蒸除水和醇的恒沸物以除去水，再将醇循环输入反 应釜中。具体描述了乙二醛与甲醇昀反应，需要进行额外、复杂的分 馏，且所得产物的产率较低。GB559362推荐在乙二醛与一元醇的酸催化縮醛化中使用水不 混溶性液态惰性溶剂如苯、甲苯、二甲苯和已烷等，但恒沸剂的使用 提高了工艺成本。F.H.Sang幼ri等人(Synth.Commiin.l8(12)4988:1343^1348)推荐3使用Soxhlett设备在恒沸剂如氯仿存在下进行縮醛化。该设备填充有 干燥剂以除去在制备四甲氧基乙烷中形成的水。上述方法中采用物理方法移除反应体系中的水，导致了能量损耗 和设备成本的增加，反应操作比较复杂，不符合节能减排的要求。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种生产成本低廉、操作简便，符合节能改排要求的一种乙二醛制备縮醛的方法，该方法提高了乙二醛制备縮醛 产物的得率。本专利技术是一种通过化学方法除去反应体系中的水的工艺，即在反 应体系中加入与反应醇相对应的酯，酯在酸性环境中可进行水解反 应，不仅可以消耗掉体系中的水，还释放出一元醇促进反应正向进行。 通过这种方法，可明显提高乙二醛的縮合反应效率。本专利技术是这样实现的， 一种乙二醛制备縮醛的方法，其特点在于 以乙二醛水溶液和垸基醇为原料，同时加入与烷基醇对应的酯，在酸 催化剂的存在下，不断搅拌下，进行液相反应，加热回流时向为20-30 小时，回流反应温度为70 9(TC,回流反应压力为常压，得到乙二醛 单縮醛和二縮醛产物；原料烷基醇与乙二醛的摩尔比是5~20:1，与 垸基醇对应的酯与乙二醛的摩尔比是2~10:1 。 本专利技术中原料的较佳配比是烷基醇与乙二醛的摩尔比是 10~20:1，与垸基醇对应的酯与乙二醛的摩尔比是2 5:1。本专利技术中的原料乙二醛水溶液的浓度为40~70质量％。本专利技术中的垸基醇是与水相混溶的醇，与垸基醇对应的酯是水解 后能释放出相对应烷基醇的酯。本专利技术中的垸基醇较佳为甲醇，所述的与垸基醇对应的酯较佳为 甲酸甲酯。本专利技术中的酸催化剂是从硫酸、硫酸单酯，有机磺酸，磺酸离子变换树脂中任选一种；以硫酸较佳。本专利技术中的与烷基醇对应的酯在反应前加入或在反应过程中加入。本专利技术通过在乙二醛水溶液和烷基醇的縮合反应中加入与垸基 醇对应的酯的方法，提高了縮合反应的效率，节约了能源，降低了生 产成本，减少了污水排放，使单縮醛和二縮醛的得率提高。 具体实施例方式下面通过实例进一步描述本专利技术。 实施例1在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 縮,浓縮温度60~80°C ，将得到的33.1g70质量％乙二醛水溶液和256g 甲醇、48g甲酸甲酯与5.0g98质量W硫酸一起加热回流24小时，回 流温度80'C。其中原料组成甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比)-20:2:1。 产物用气相色谱分析，单縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为 55.93%和24.86%。 实施例2在0.05 0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 縮，浓縮温度60-80'C ，将得到的33.1g70质量％乙二醛水溶液和256g 甲酸、240g甲酸甲酯与5.0g98质量％硫酸一起加热回流20小时，回 流温度90°C。其中原料组成为甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比) =20:10:1。产物用气相色谱分析，单縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的 粗产率为60.78%和28.75%。 对比例1在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓水溶液和256g 甲醇与5.0g98质量％硫酸一起加热回流24小时，回流温度8(TC 。其 中原料组成为甲醇乙二醛(摩尔比)=20:1。产物用气相色谱分析， 单缩醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为47.75%和12.18%。 实施例3在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 缩,浓縮温度60 8(TC，将得到的33.1g70质量。/。乙二醛水溶液和192g 甲醇、48g甲酸甲酯与10.9甲磺酸一起加热回流24小时，回流温度 S(TC。其中原料组成为甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比)=15:2:1。 产物用气相色谱分析，单缩醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为 45.55%和25.76%。 实施例4在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 縮，浓縮温度60 80°C,将得到的33.1g70质量％乙二醛水溶液和192g 甲醇、10.9g甲磺酸一起加热回流30小时，回流温度8(TC。回流过 程中用滴液漏斗逐渐将48g甲酸甲酯加入到回流液中。其中原料组成 为甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比)=15:2:1。产物用气相色谱分 析，单縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为47.43%和27.48%。 实施例5在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 縮，浓縮温度60~80°C ，将得到的33.1g70质量％乙二醛水溶液和192g 甲醇、94.4g草酸二甲酯与10.9g甲磺酸一起加热回流30小时，回流 温度75°(:。其中原料组成为甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比)=15:2:1。 产物用气相色谱分析，单縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为 46.550/0和27.43%。在0.05~0.09MPa减压条件下，将58g40质量％乙二醛水溶液浓 縮，浓縮温度60-80°C ，将得到的33.1g70质量％乙二醛水溶液和192g 甲醇、10.9g甲磺酸一起加热回流24小时，回流温度80'C。其中原 料组成为甲醇乙二醛(摩尔比)=15:1。产物用气相色谱分析，单 縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为46.75%和15.45%。 对比例3将58g40质量。/o乙二醛和92g乙醇与72g甲醇润湿的强酸性离子 交换剂一起加热回流24小时，回流温度80'C 。其中原料组成为甲醇 乙二醛(摩尔比)=5:1。产物用气相色谱分析，单縮醛和二縮醛基于 所用乙二醛的粗产率为18.43%和6.15%。 对比例4将58g40质量％乙二醛、48g乙酸乙酯和92g乙醇与72g甲醇润 湿的强酸性离子交换剂一起加热回流24小时，回流温度80'C。其中 原料组成为甲醇甲酸甲酯乙二醛(摩尔比)=5:2:1。产物用气相 色谱分析，单縮醛和二縮醛基于所用乙二醛的粗产率为19.86%和 7.15%。权利要求1、，其特征在于以乙二醛水溶液和烷基醇为原料，同时加入与烷基醇对应的酯，在酸催化剂存在下，不断搅拌下，进行液相反应，加热回流时间为20～30小时，回流反应温度为70℃～90℃，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种乙二醛制备缩醛的方法，其特征在于以乙二醛水溶液和烷基醇为原料，同时加入与烷基醇对应的酯，在酸催化剂存在下，不断搅拌下，进行液相反应，加热回流时间为２０～３０小时，回流反应温度为７０℃～９０℃，回流反应压力为常压，得到乙二醛单缩醛和二缩醛产物；原料烷基醇与乙二醛的摩尔比是５～２０∶１，与烷基醇对应的酯与乙二醛的摩尔比是２～１０∶１。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，季云娣，周月红，郑碧照，曹亮，
申请(专利权)人：上海华谊集团上硫化工有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]