CN101525279B - 一种2,3-二甲基戊醛的合成方法 - Google Patents
一种2,3-二甲基戊醛的合成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种2,3-二甲基戊醛合成方法,即以3-甲基-2-戊酮、α-卤代乙酸酯为原料,在强碱作用下缩合反应生成环氧羧酸酯、再经皂化、酸化脱羧反应即得本发明的产物。本发明的2,3-二甲基戊醛合成方法,摩尔收率达40~70%,且所用设备简单、操作方便、选择性好、副产物少、污染少,适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及一种2,3-二甲基戊醛的合成方法。
背景技术
2,3-二甲基戊醛是一种重要有机合成中间体。目前,文献报道的方法有多种:
英国专利(GB974818)报道以甲氧基丙酮为原料,与2-溴丁烷镁格氏试剂加成反应,中间体经在强酸性离子树脂作用下,得2,3-二甲基戊醛,此工艺收率低、杂质多、分离困难;
美国专利(US3359324)报道以巴豆醛、巴豆醇等为原料,经缩醛、催化裂解重排、选择氢化得2,3-二甲基戊醛,该工艺步骤多、收率低;
法国专利(Fr1377141)报道以3-甲基-2-戊酮为原料,与氯甲基甲醚镁格氏试剂加成反应,经盐酸催化重排得2,3-二甲基戊醛,但重排收率低、聚合杂质量大;
美国专利(US4205013)报道以3-甲基-2-戊烯为原料,羰基钌催化、氢甲酰化反应得产物2,3-二甲基戊醛,此工艺原料来源困难、反应条件苛刻、设备要求高;
2002年美国专利(US6444637B1)报告以2-丁烯、环氧丙烷为原料,路易斯酸催化,一步法合成2,3-二甲基戊醛,但收率只有33%,且设备要求高。
发明内容:
本发明的目的是针对上述存在的问题,提供一种操作简单、安全可靠、收率高、选择性高的2,3-二甲基戊醛合成方法。
本发明的技术原理
本发明的2,3-二甲基戊醛合成方法即以3-甲基-2-戊酮、α-卤代乙酸酯为原料,在强碱作用下生成环氧羧酸酯,再经皂化、酸化脱羧反应即得2,3-二甲基戊醛产物,其合成反应的示意图如下:
本发明采用的技术方案
一种2,3-二甲基戊醛的合成方法,包括如下步骤:
(1)、缩合反应
将3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯投入到无溶剂或非质子有机溶剂甲苯的反应釜中,加入强碱醇钠或醇钾,在强碱醇钠或醇钾作用下3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯进行缩合反应生成环氧羧酸酯,控制缩合反应温度在-20℃~10℃,反应时间为3~8h;
其中原料3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯按摩尔比为1∶1~1.2;非质子有机溶剂甲苯的量按每摩尔原料约100mL加入;
其中醇钠、醇钾相对应的醇可为1~5低碳链脂肪醇,醇钠或醇钾的加入量按其与3-甲基-2-戊酮摩尔比1~1.5∶1;
其中α-卤代乙酸酯可为氯代乙酸甲酯、氯代乙酸乙酯、溴代乙酸甲酯或溴代乙酸乙酯;
(2)、皂化反应
待步骤(1)的3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯缩合反应结束后,室温下加入2摩尔氢氧化钠或氢氧化钾溶液的甲醇溶液进行皂化反应,反应时间4~6h;
(3)、酸化脱羧反应
待步骤(2)的皂化反应结束后,20KPa左右减压回收甲醇,待不再出馏分,剩余物加入原料3-甲基-2-戊酮量3~4倍冰水稀释,搅拌5min左右,静置30min,分出上层甲苯层;下层用33%浓盐酸或20%~35%硫酸调节pH=1~2后,用甲基叔丁基醚萃取3次、再加入占原料3-甲基-2-戊酮量重量百分比组成为1%的铜粉,减压至5KPa蒸馏,收集72~75℃馏分即得本发明的2,3-二甲基戊醛。
本发明的有益效果
本发明采用通用化学品3-甲基-2-戊酮、α-卤代乙酸酯为原料,生产成本低。缩合环氧羧酸酯采用氢氧化钠(钾)甲醇溶液皂化,减少了副产物的生成。本发明的2,3-二甲基戊醛合成方法,摩尔收率达40~70%,且所用设备简单、操作方便、选择性好、副产物少、污染少,适合工业化生产。
附图说明
图1、2,3-二甲基戊醛的合成反应示意图
具体实施方式
下面通过实施例对本发明进一步详细描述,但并不限制本发明。
实施例1
在装有机械搅拌、温度计、固体加料漏斗1升烧瓶中,分别加入3-甲基-2-戊酮90g(0.9mol)、氯乙酸甲酯108.5g(1mol)和100mL甲苯,冷却反应液至-20℃,加入甲醇钠64.8g(1.2mol),控制反应温度-15℃度左右,约3小时加完。
加完后继续保温搅拌反应2小时,后室温下搅拌1小时,滴加72g氢氧化钠与400mL甲醇溶液,室温反应4小时。
减压20KPa回收甲醇,待不再出馏分,加冰水300mL,搅拌5min左右,静置30min,分出甲苯层,水层用浓盐酸酸化至pH=1~2,用240mL甲基叔丁基醚萃取3次,加入0.9g铜粉,回收溶剂,5KPa减压蒸馏收集72~75℃馏分得66g 2,3-二甲基戊醛,摩尔收率64%。
实施例2
在装有机械搅拌、温度计、固体加料漏斗1升烧瓶中,分别加入3-甲基-2-戊酮100g(1mol)、氯乙酸甲酯108.5g(1mol),冷却反应液至-10℃,加入甲醇钠64.8g(1.2mol),控制反应温度-7℃度左右,约3小时加完。
加完后继续保温搅拌反应2小时,后室温下搅拌1小时,滴加80g氢氧化钠与400mL甲醇溶液,室温反应4小时。
减压20KPa回收甲醇,待不再出馏分,加冰水300mL,搅拌5min左右,静置30min,分出甲苯层,水层用浓盐酸酸化至pH=1~2,用240mL甲基叔丁基醚萃取3次,加入1g铜粉,回收溶剂,5KPa减压蒸馏收集72~75℃馏分得54g 2,3-二甲基戊醛,摩尔收率47%。
实施例3
在装有机械搅拌、温度计、固体加料漏斗1升烧瓶中,分别加入3-甲基-2-戊酮90g(0.9mol)、溴乙酸乙酯167g(1mol)和100mL甲苯,冷却反应液至-0℃,加入乙醇钠95g(1.1mol),控制反应温度5℃度左右,约3小时加完。
加完后继续保温搅拌反应2小时,滴加72g氢氧化钠与400mL甲醇溶液,室温反应4小时。
减压20KPa回收甲醇,待不再出馏分,加冰水300mL,搅拌5min左右,静置30min,分出甲苯层,水层用25%硫酸酸化至pH=1~2,240mL甲基叔丁基醚萃取3次,加入0.9g铜粉,回收溶剂,5KPa减压蒸馏收集72~75℃馏分得40g 2,3-二甲基戊醛,摩尔收率39%。
实施例4
在装有机械搅拌、温度计、固体加料漏斗1升烧瓶中,分别加入3-甲基-2-戊酮90g(0.9mol)、溴乙酸甲酯153g(1mol)和100mL甲苯,冷却反应液至-25℃,加入甲醇钠59.4g(1.1mol),控制反应温度-20℃度左右,约3小时加完。
加完后继续保温搅拌反应2小时,后室温下搅拌1小时,滴加72g氢氧化钠与400mL甲醇溶液,室温反应4小时。
减压20KPa回收甲醇,待不再出馏分,加冰水300mL,搅拌5min左右,静置30min,分出甲苯层,水层用25%硫酸酸化至pH=1~2,240mL甲基叔丁基醚萃取3次,加入0.9g铜粉,回收溶剂,5KPa减压蒸馏收集72~75℃馏分得70g 2,3-二甲基戊醛,摩尔收率68%。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明,而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换,均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种2,3-二甲基戊醛的合成方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)、缩合反应
将3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯投入到无溶剂或非质子有机溶剂甲苯的反应釜中,加入强碱醇钠或醇钾,在强碱醇钠或醇钾作用下3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯进行缩合反应生成环氧羧酸酯,控制缩合反应温度在-20℃~10℃,反应时间为3~8h;
其中原料3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯按摩尔比为1∶1~1.2;非质子有机溶剂甲苯的量按每摩尔3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯100mL加入;
其中醇钠、醇钾相对应的醇可为1~5低碳链脂肪醇,醇钠或醇钾的加入量按其与3-甲基-2-戊酮摩尔比1~1.5∶1;
其中α-卤代乙酸酯可为氯代乙酸甲酯、氯代乙酸乙酯、溴代乙酸甲酯或溴代乙酸乙酯;
(2)、皂化反应
待步骤(1)的3-甲基-2-戊酮与α-卤代乙酸酯缩合反应结束后,室温下加入氢氧化钠或氢氧化钾的甲醇溶液进行皂化反应,反应时间4~6h;
(3)、酸化脱羧反应
待步骤(2)的皂化反应结束后,20KPa左右减压回收甲醇,待不再出馏分,剩余物加入原料3-甲基-2-戊酮量3~4倍冰水稀释,搅拌5min左右,静置30min,分出上层甲苯层;下层用33%浓盐酸或20%~35%硫酸调节pH=1~2后,用甲基叔丁基醚萃取3次、再加入占原料3-甲基-2-戊酮量重量百分比组成为1%的铜粉,减压至5KPa蒸馏,收集72~75℃馏分即得本发明的2,3-二甲基戊醛。
2.如权利要求1所述的一种2,3-二甲基戊醛的合成方法,其特征在于该合成方法所得的2,3-二甲基戊醛的摩尔收率为40~70%。
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