CN101570477A - 3,3-二甲基丁酰氯的合成方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种3，3－二甲基丁酰氯的合成方法，包括：①向1，1，2－三氯乙烷中滴加NaOH溶液使其发生消去反应，得到偏二氯乙烯、氯化钠和水，通过蒸馏冷凝分离出偏二氯乙烯；②向浓硫酸中滴加偏二氯乙烯和叔丁醇的水溶液，反应生成3，3－二甲基丁酸和氯化氢，反应完毕后，倒入冰水中分层、萃取，合并有机层、干燥，常压蒸馏回收二氯乙烷，然后减压蒸馏收集3，3－二甲基丁酸；③向3，3－二甲基丁酸中滴加PCl3，滴毕保温，取样中控合格后，将反应液静置分层，回收处理H3PO3并减压蒸馏先馏出PCl3回收套用，再馏出产品3，3－二甲基丁酰氯；本发明特点：原料易得、无特殊设备、后处理简单、产品质量和收率较高。

Description

3，3-二甲基丁酰氯的合成方法
技术领域
本发明涉及一种化合物合成方法，尤其涉及一种3，3-二甲基丁酰氯的合成方法。
背景技术
3，3-二甲基丁酰氯作为重要的医药和农药中间体，在许多酰胺类及酚酯类医药和农药制备中作为主要原料，英文名称：3，3-Dimethylbutyryl chloride，分子式：C6H11OCl，CAS号：7065-46-5，结构式：
Figure A20091011551500041
该品为无色透明液体，密度0.96，沸点127-129℃，闪点70°F，遇水极易水解变质。目前，对于3，3-二甲基丁酸的合成大同小异，主要问题集中在酸的氯化，由于3，3-二甲基丁酰氯的质量对合成药物的质量和收率影响很大，因此酸的氯化工艺尤其是选择恰当的氯化剂很关键。WO2006138350的文献公开了采用草酰氯作为氯化剂，存在原料成本较高的问题；WO2008027284的文献公开了采用氯化亚砜作为氯化剂，CN1778789的文献公开了采用光气和氯化亚砜作为氯化剂，光气对操作安全性要求较高，氯化亚砜反应工艺产生SO2与HCl废气，污染较大，不适于绿色化生产，US4013649的文献公开了采用PCl3作为氯化剂，反应高达100℃，不仅能耗高，而且经试验副反应较多，造成产品收率低、质量差。
发明内容
本发明的目的是提供一种3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，解决了现有技术中污染大、成本高、收率低的问题。
为达到上述发明目的本发明所采用的技术方案是：一种3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，包括如下步骤：
①向1，1，2-三氯乙烷中滴加NaOH溶液，使1，1，2-三氯乙烷在碱性条件下发生消去反应，得到偏二氯乙烯、氯化钠和水，反应方程式为：
Figure A20091011551500042
通过蒸馏冷凝分离出偏二氯乙烯；
②在温度为-5～5℃的条件下，向浓硫酸中滴加偏二氯乙烯和叔丁醇的水溶液，反应生成3，3-二甲基丁酸和氯化氢，其反应方程式为：
Figure A20091011551500051
反应完毕后，倒入冰水中分层，水层用二氯乙烷萃取，合并有机层，用干燥剂干燥，常压蒸馏回收二氯乙烷，然后减压蒸馏收集3，3-二甲基丁酸；
③在温度为20～40℃条件下向3，3-二甲基丁酸中滴加PCl3，其反应方程式为：
Figure A20091011551500052
滴毕保温1.5小时，取样中控合格后，将反应液静置分层，下层H3PO3回收处理，上层经减压蒸馏先馏出未反应的PCl3，回收套用，再馏出产品3，3-二甲基丁酰氯。
所述“步骤①”中，NaOH溶液的浓度范围在15％～35％，并根据实际情况控制氢氧化钠溶液的滴加速度，使反应液温度处于60～70℃之间，1，1，2-三氯乙烷与氢氧化钠的摩尔比为1∶1.01～1.2。
所述“步骤①”中，NaOH溶液的浓度范围为20％，反应液温度控制在60～65℃之间，使得反应的同时不断产生馏出液，1，1，2-三氯乙烷与氢氧化钠的摩尔比为1∶1.05～1.10。
所述“步骤①”中，当柱顶温度达到30℃时，开始有产品冷凝馏出，其温度范围在30～40℃，当蒸馏冷凝困难后，升高温度至80℃，使产品完全馏出至无冷凝液滴出；反应至1，1，2-三氯乙烷含量降至≤0.5％、偏二氯乙烯含量≥99.0％，反应完成。
所述“步骤②”中，浓硫酸浓度为98％，滴加偏二氯乙烯与叔丁醇水溶液的时间为2～3小时，滴毕保温0.5～1.5小时，温度控制在0～5℃之间，叔丁醇、偏二氯乙烯和水的摩尔比为1∶1.05～1.2∶1.3～1.5，干燥剂为无水Na2SO4或MgSO4。
所述“步骤②”中，叔丁醇、偏二氯乙烯和水的摩尔比为1∶1.07～1.10∶1.32～1.40，干燥剂为无水Na2SO4。
所述“步骤③”中，3，3-二甲基丁酸与PCl3的摩尔比为1∶1.5～3.0，滴加PCl3时保持温度范围在25～35℃，减压蒸馏PCl3时温度为30-45℃，压力为-0.095Mpa；减压蒸馏3，3-二甲基丁酰氯时温度为45-80℃，压力为-0.095Mpa。
所述“步骤③”中，3，3-二甲基丁酸与PCl3的摩尔比为1∶1.9～2.3，中控指标为3，3-二甲基丁酸含量＜0.5％时反应完全。
采用本发明所提供的3，3-二甲基丁酰氯合成方法，与现有方法相比，具有原料易得、无特殊设备、后处理简单、产品质量和收率较高的特点，是一条可工业化方法。
具体实施方式
实施例一：在500ml的烧瓶中投入1，1，2-三氯乙烷99.8％×150g，控制温度在60～65℃之间滴加20.0％的NaOH溶液242g，通过柱分离，蒸馏冷却装置，控制柱顶的温度在30-35℃，不断收集偏二氯乙烯，称重约为107.2g，GC含量为99.7％，收率98.2％。
在500ml的四口烧瓶中加入60ml的浓硫酸，冷却至0～5℃，在约2小时左右滴加99.7％×63.6g偏二氯乙烯、15.0g水和99.6％×45g叔丁醇混合液，滴毕保温45min，然后倒入盛有660g冰的烧杯中分层，水层用3*112.8g的二氯乙烷萃取三次，合并有机层，用6g无水Na2SO4干燥，然后在温度为80-140℃的条件下常压蒸馏回收二氯乙烷约为324g，接着在温度为80-120℃、气压为-0.095MPa的条件下减压蒸馏收集3，3-二甲基丁酸约为64.5g，GC含量98.62％，收率90.56％。
在500ml的烧瓶中投入56g含量98.62％的3，3-二甲基丁酸，控制温度在25-35℃之间并滴加PCl399.0％×35.0g，滴毕，在此温度下保温1.5小时，静置20min，上层取样，要求3，3-二甲基丁酸＜0.5％，待分析合格后，分层，下层回收副产亚磷酸，上层在温度为30-45℃、气压为-0.095Mpa的条件下减压蒸馏回收PCl3约3g，然后再在温度为45-80℃、气压为-0.095Mpa的条件下减压蒸馏收集3，3-二甲基丁酰氯约61.5g，GC含量99.52％，收率95.8％。
实施例二：向反应釜中投入1，1，2-三氯乙烷99.8％×600kg，滴加20％的NaOH溶液968kg，滴加时间为3～4小时，温度在60-70℃，气相温度在30-40℃，待溜出液快馏尽时，升温至80℃，至无馏出液时反应结束，偏二氯乙烯称重426.6kg，GC含量为99.6％，收率97.5％，低温冷藏。
向反应釜中加入98％浓硫酸730kg，冷却至-5～5℃，滴加425kg偏二氯乙烯、100kg水和300kg叔丁醇混合液，滴加时间为2-3小时，滴毕保温45min，然后倒入预冷至10℃以下的冰水600kg中分层，水层用3*750kg的二氯乙烷萃取三次，合并有机层，用50kg无水Na2SO4干燥，过滤后将滤液先在80～140℃的温度下常压蒸馏脱溶2137kg，然后在温度为80-120℃、气压为-0.095MPa的条件下减压蒸馏得到3，3-二甲基丁酸为430.4kg，GC含量98.5％，收率90.2％。
在反应釜中投入430kg含量98.5％的3，3-二甲基丁酸，在25-35℃的温度下滴加PCl3220.5kg，滴毕，在此温度下保温1.5小时，静置20分钟，上层取样分析合格后，分离出下层H3PO3 101kg，将上层有机层在温度为30-45℃、气压在-0.095Mpa的条件下减压蒸馏回收PCl3约46kg，然后再在温度为45-80℃、气压为-0.095Mpa的条件下减压蒸馏收集3，3-二甲基丁酰氯约470.8kg，GC含量99.6％，收率95.5％。

Claims (8)

1、一种3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，包括如下步骤：
①向1，1，2-三氯乙烷中滴加NaOH溶液，使1，1，2-三氯乙烷在碱性条件下发生消去反应，得到偏二氯乙烯、氯化钠和水，反应方程式为：
Figure A2009101155150002C1
通过蒸馏冷凝分离出偏二氯乙烯；
②在温度为-5～5℃的条件下，向浓硫酸中滴加偏二氯乙烯和叔丁醇的水溶液，反应生成3，3-二甲基丁酸和氯化氢，其反应方程式为：
Figure A2009101155150002C2
反应完毕后，倒入冰水中分层，水层用二氯乙烷萃取，合并有机层，用干燥剂干燥，常压蒸馏回收二氯乙烷，然后减压蒸馏收集3，3-二甲基丁酸；
③在温度为20～40℃条件下向3，3-二甲基丁酸中滴加PCl3，其反应方程式为：
Figure A2009101155150002C3
滴毕保温1.5小时，取样中控合格后，将反应液静置分层，下层H3PO3回收处理，上层经减压蒸馏先馏出未反应的PCl3，回收套用，再馏出产品3，3-二甲基丁酰氯。
2、根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤①”中，NaOH溶液的浓度范围在15％～35％，并根据实际情况控制氢氧化钠溶液的滴加速度，使反应液温度处于60～70℃之间，1，1，2-三氯乙烷与氢氧化钠的摩尔比为1∶1.01～1.2。
3、根据权利要求2所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤①”中，NaOH溶液的浓度范围为20％，反应液温度控制在60～65℃之间，使得反应的同时不断产生馏出液，1，1，2-三氯乙烷与氢氧化钠的摩尔比为1∶1.05～1.10。
4、根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤①”中，当柱顶温度达到30℃时，开始有产品冷凝馏出，其温度范围在30～40℃，当蒸馏冷凝困难后，升高温度至80℃，使产品完全馏出至无冷凝液滴出；反应至1，1，2-三氯乙烷含量降至≤0.5％、偏二氯乙烯含量≥99.0％，反应完成。
5、根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤②”中，浓硫酸浓度为98％，滴加偏二氯乙烯与叔丁醇水溶液的时间为2～3小时，滴毕保温0.5～1.5小时，温度控制在0～5℃之间，叔丁醇、偏二氯乙烯和水的摩尔比为1∶1.05～1.2∶1.3～1.5，干燥剂为无水Na2SO4或MgSO4。
6、根据权利要求1或5所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤②”中，叔丁醇、偏二氯乙烯和水的摩尔比为1∶1.07～1.10∶1.32～1.40，干燥剂为无水Na2SO4。
7、根据权利要求1所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤③”中，3，3-二甲基丁酸与PCl3的摩尔比为1∶1.5～3.0，滴加PCl3时保持温度范围在25～35℃，减压蒸馏PCl3时温度为30-45℃，压力为-0.095Mpa；减压蒸馏3，3-二甲基丁酰氯时温度为45-80℃，压力为-0.095Mpa。
8、根据权利要求1或7所述的3，3-二甲基丁酰氯的合成方法，其特征在于“步骤③”中，3，3-二甲基丁酸与PCl3的摩尔比为1∶1.9～2.3，中控指标为3，3-二甲基丁酸含量＜0.5％时反应完全。
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