CN101391948B - 3-甲基-2-丁烯酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3-甲基-2-丁烯酸的制备方法。现有的方法三废多,对环境污染大。本发明的特征在于以2-甲基-3-丁炔-2-醇为原料,经乙酰丙酮氧钛-溴化亚铜-苯甲酸复合体系催化重排得到3-甲基-2-丁烯醛,再将3-甲基-2-丁烯醛氧化得到3-甲基-2-丁烯酸,所用的氧化剂是空气、氧气或空气与氧气的混合物,优选空气。本发明所用的氧化剂安全无毒性且易控,成本低廉,在保证对环境无污染的前提下,反应收率高,产品纯度高。
Description
技术领域
本发明涉及一种香料、医药和农药中间体3-甲基-2-丁烯酸的制备方法。
背景技术
3-甲基-2-丁烯酸,又称异戊烯酸、千里光酸,被用作一种香料和医药、农药中间体。3-甲基-2-丁烯酸衍生物3-甲基-2-丁烯甲酯、3-甲基-2-丁烯乙酯用作香料。3-甲基-2-丁烯酸可用于合成拟除虫菊酯类农药,也可用于合成抗真菌药环吡酮胺。一些3-甲基-2-丁烯酸酯对于蚊、牛虻、虱高毒性,而对于人和哺乳动物低毒性,因此某些3-甲基-2-丁烯酸酯有望成为高效农药。
3-甲基-2-丁烯酸的结构式如下:
现有合成3-甲基-2-丁烯酸的方法主要有以下二种:
1、以丙酮为原料经羟醛缩合得到异丙叉丙酮,再将异丙叉丙酮与次氯酸盐和次溴酸盐进行卤仿反应,得到3-甲基-2-丁烯酸。以异丙叉丙酮制3-甲基-2-丁烯酸这一步的收率为76%。此方法的总收率偏低,三废多,且需配制和贮运、使用次卤酸盐,不利于清洁生产。
2、以异丁烯和四氯化碳为原料在压力条件下经加成反应得到1,1,1,3-四氯-3-甲基丁烷,再经水解得到3-甲基-2-丁烯酸,收率可达80-90%。此方法需在压力下反应,对设备要求高;且在水解过程中产生硫酸废水,对环境污染大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服上述现有技术存在的缺陷,提供一种以2-甲基-3-丁炔-2-醇为原料,经催化重排变成3-甲基-2-丁烯醛,再使用安全 无毒性的氧化剂来氧化3-甲基-2-丁烯醛制备3-甲基-2-丁烯酸的方法,在对环境友好的前提下,提高反应收率。
3-甲基-2-丁烯醇的合成路线如下:
为此,本发明采用如下的技术方案:3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于以2-甲基-3-丁炔-2-醇为原料,经乙酰丙酮氧钛-溴化亚铜-苯甲酸复合体系催化重排得到3-甲基-2-丁烯醛,再将3-甲基-2-丁烯醛氧化得到3-甲基-2-丁烯酸,所用的氧化剂是空气、氧气或空气与氧气的混合物,优选空气。本发明所用的氧化剂安全无毒性且易控,成本低廉,在保证对环境无污染的前提下,反应收率高,产品纯度高。
所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,重排反应的溶剂为液体石蜡或邻二氯苯。
所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,氧化反应在催化剂存在下进行,所用的催化剂为铜、铬、银、锰、钴或铁单质、上述单质的氧化物或盐。
所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,氧化剂连续通入或间断通入,连续通入优于间断通入。
所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,氧化反应的压力为0~1.0MPa,优选0.1~0.2Mpa;温度为-20~150℃,优选20~50℃。
本发明具有以下有益效果:该方法合成步骤短,副反应少;反应条件温和,工艺操作方便;氧化剂安全无毒性且原料易得,成本低廉,对环境友好,后处理简单方便;反应收率高,产品纯度高。
下面结合具体实施方式对本发明作进一步说明。
具体实施方式
实施例1为3-甲基-2-丁烯醛的制备,实施例2-6为3-甲基-2-丁烯酸的 制备。
实施例1
在带有机械搅拌、温度计、回流冷凝管的500ml三口瓶中,投入95%2-甲基-3-丁炔-2-醇(其中含水5%)88.5g(1.0mol),液体石蜡100g,苯甲酸6.1g(0.05mol),乙酰丙酮氧钛2.6g(0.01mol),溴化亚铜1.4g(0.01mol),搅拌下升温至110-120℃反应3小时,反应完毕,冷却到室温,过滤,滤液经减压精馏得到3-甲基-2-丁烯醛76g,收率90.5%。
实施例2
在带有机械搅拌、温度计、通气管、冷凝管的1000ml四口瓶中,投入420g(5.0mol)3-甲基-2-丁烯醛,投入醋酸锰0.5g,开启搅拌,保持搅拌速度为800-1000转/分钟,在常压下以1升/分钟的速度从液面下通入空气,保持反应温度为30-40℃,供通入空气24小时,停通空气,冷却至0℃,析出3-甲基-2-丁烯酸固体,过滤,烘干,得到3-甲基-2-丁烯酸150g;回收滤液265g,滤液中含3-甲基-2-丁烯酸55g,3-甲基-2-丁烯醛210g,合计3-甲基-2-丁烯酸收率为82%。
实施例3
在带有机械搅拌、温度计、通气管、冷凝管的1000ml四口瓶中,投入420g(5.0mol)3-甲基-2-丁烯醛,投入氯化亚铜0.5g,开启搅拌,保持搅拌速度为800-1000转/分钟,在常压下以1升/分钟的速度从液面下通入空气,保持反应温度为60-70℃,供通入空气8小时,停通空气,趁热过滤,冷却至0℃,析出3-甲基-2-丁烯酸固体,过滤,烘干,得到3-甲基-2-丁烯酸160g;回收滤液265g,滤液中含3-甲基-2-丁烯酸35g,3-甲基-2-丁烯醛220g,合计3-甲基-2-丁烯酸收率为82%。
实施例4
在1000ml不锈钢压力釜中,投入420g(5.0mol)3-甲基-2-丁烯醛,投入溴化亚铜0.5g,开启搅拌,保持搅拌速度为500-800转/分钟,通入压缩空气 至0.3MPa后停通空气,保持反应温度为40-60℃,当压力下降到0.25-0.26MPa时缓慢卸压至常压,再通入压缩空气至0.3MPa,如此反复操作,当新通入压缩空气后压力不再下降时停止反应,卸压,冷却至0℃,析出3-甲基-2-丁烯酸固体,过滤,烘干,得到3-甲基-2-丁烯酸172g;回收滤液250g,滤液中含3-甲基-2-丁烯酸52g,3-甲基-2-丁烯醛198g,合计3-甲基-2-丁烯酸收率为84.8%。
实施例5
在1000ml不锈钢压力釜中,投入420g(5.0mol)3-甲基-2-丁烯醛,醋酸钴0.5g开启搅拌,保持搅拌速度为500-800转/分钟,通入压缩空气至0.3MPa后停通空气,保持反应温度为40-60℃,当压力下降到0.25MPa时通入氧气,保持压力不大于0.28MPa,继续反应,当压力不再下降时停止反应,卸压,冷却至0℃,析出3-甲基-2-丁烯酸固体,过滤,烘干,得到3-甲基-2-丁烯酸175g;回收滤液275g,滤液中含3-甲基-2-丁烯酸55g,3-甲基-2-丁烯醛200g,合计3-甲基-2-丁烯酸收率为87.7%。
实施例6
在1000ml不锈钢压力釜中,投入420g(5.0mol)3-甲基-2-丁烯醛,投入氯化亚铜0.5g,开启搅拌,保持搅拌速度为500-800转/分钟,通入压缩空气至0.3MPa后停通空气,保持反应温度为40-60℃,当压力下降到0.25-0.26MPa时缓慢卸压至常压,再通入压缩空气至0.3MPa,如此反复操作,当新通入压缩空气后压力不再下降时停止反应,卸压,冷却至0℃,析出3-甲基-2-丁烯酸固体,过滤,烘干,得到3-甲基-2-丁烯酸160g;回收滤液252g,滤液中含3-甲基-2-丁烯酸47g,3-甲基-2-丁烯醛205g,合计3-甲基-2-丁烯酸收率为81%。
以上所述,仅是本发明的较佳实施例而已。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均落入本发明的保护范围内。
Claims (5)
1.3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于以2-甲基-3-丁炔-2-醇为原料,催化重排得到3-甲基-2-丁烯醛,所得3-甲基-2-丁烯醛再经催化氧化得到3-甲基-2-丁烯酸,所用的氧化剂是空气、氧气或空气与氧气的混合物,氧化反应时采用的搅拌速度为500-1000转/分钟;
重排反应在催化剂体系存在下进行,所用的催化剂为乙酰丙酮氧钛、溴化亚铜和苯甲酸的复合体系,重排反应的溶剂为液体石蜡或邻二氯苯。
2.根据权利要求1所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于氧化反应在催化剂存在下进行,所用的催化剂为铜、铬、银、锰、钴或铁单质、上述单质的氧化物或盐。
3.根据权利要求1或2所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于所述的氧化剂连续通入或间断通入。
4.根据权利要求3所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于氧化反应的压力为0~1.0MPa,温度为-20~150℃。
5.根据权利要求4所述的3-甲基-2-丁烯酸的制备方法,其特征在于氧化反应的压力为0.1~0.2Mpa,温度为20~50℃。
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