CN101624335B - 2,2-二乙氧基乙醇及其衍生物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及2，2-二乙氧基乙醇及其衍生物的制备方法。该方法以卤代乙醛缩二乙醇为原料，在碱的存在下，在水-水溶性有机溶剂混合体系中进行碱性水解，生成2，2-二乙氧基乙醇。本发明还提供了生产羟基乙醛的二聚体的方法，包括：a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；b)将步骤a)中获得的2，2-二乙氧基乙醇进行酸催化形成羟基乙醛的二聚体。本发明还涉及生产2，2-二乙氧基乙醇的酯的方法，包括：a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；b)将2，2-二乙氧基乙醇或其盐与羧酸或羧酸衍生物或卤代烃反应，生成2，2-二乙氧基乙醇的酯。本发明的方法缩短了反应时间，降低了反应压力，原料反应充分。
Description
技术领域
本发明涉及2，2-二乙氧基乙醇及其衍生物的制备方法。
背景技术
羟基乙醛是结构最简单的羟醛，在有机合成和医药化工中具有重要的应用价值。羟基乙醛不稳定，通常以二聚体的形式存在。2，2-二乙氧基乙醇是羟基乙醛的合成等效剂(Synthetic Equivalent)，因而成为其它医药化工产品的重要中间体。
利用相应的苄醚还原，曾是合成2，2-二乙氧基乙醇的方法，合成路线如下(William E.P arham，Harry E.Reiff，Heterocyclic VinylEthers.X.Dialkoxy 1，4-Dioxanes and Alkoxy 1，4-Dioxenes.J.Am.Chem.Soc.，1955，77(23)，6391)：
X＝Cl，Br
J.Am.Chem.Soc.，1955，77(23)，6391
这种合成法的缺陷是路线较长，成本高。
卤代乙醛缩二乙醇的水解也是合成2，2-二乙氧基乙醇的常用方法(Frederick Beyerstedt，S.M.McElvain，The Preparation andProperties of Ketene Diethylacetal.J. Am.Chem.Soc.，1936，58，529-531)：
J.Am.Chem.Soc.，1936，58(3)，529-531
用对无机碱有一定溶解性的醇作为溶剂，反应高压釜内压力达到约6atm，成本较高，反应时间长(24h，75h)，反应原料不能完全转化(转化率仅60％多)，反应不完全的原料在纯化过程中较难除去。
也有研究用成本便宜的水作为反应溶剂(Arnold T.Nielsen，G.William Lawrence，1，2-Bis(2-hydroxyethyl)hydrazine and derivatives.J.Org.Chem.，1977，42(17)，2900)：
J.Org.Chem.，1977，42(17)，2900
用水作溶剂工艺成本降低，但是反应时间长(120h)，温度高(125℃)，这增加了成本。
这些反应或者路线较长，或者反应条件苛刻(例如高压)，或者反应时间太长(120h)，温度高(125℃)，这些缺点都大大增加了生产成本，不利于大规模工业化生产。因此，需要一种反应条件温和、反应时间短、工艺简单的合成方法来生产2，2-二乙氧基乙醇，以降低生产成本，满足工业化生产的需要。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是克服现有技术中2，2-二乙氧基乙醇的生产成本高的问题。
本发明所要解决的第二个技术问题是克服现有技术中制备2，2-二乙氧基乙醇的反应条件苛刻的问题。
本发明所要解决的第三个技术问题是克服现有技术中制备2，2-二乙氧基乙醇的反应原料转化率低的问题。
为解决上述技术问题，根据本发明的一个方面，提供了一种2，2-二乙氧基乙醇的制备方法，包括如下步骤：以卤代乙醛缩二乙醇为原料，在碱的存在下，在水-水溶性有机溶剂混合体系中进行碱性水解，得到2，2-二乙氧基乙醇。
水溶性有机溶剂是水溶性的醇、醚、酮、酰胺中的至少一种，优选水溶性醇、醚、醚酰胺，更优选水溶性醇、醚中的至少一种，最优选水溶性醇、环醚中的至少一种。
环醚为五元环醚和六元环醚中的至少一种，优选四氢呋喃、二氧六环，更优选二氧六环。
水溶性有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈、丙酮、乙二醇二甲醚中的至少一种，优选二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。
水和水溶性有机溶剂的体积比为1∶2～10∶1，优选1∶2～10∶1，还优选1∶1～10∶1，进一步优选2∶1～10∶1，更优选2.5∶1～10∶1，最优选3∶1～10∶1。
卤代乙醛缩二乙醇是氟乙醛缩二乙醇、氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇、碘乙醛缩二乙醇，优选氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇，最优选溴乙醛缩二乙醇。
碱为无机碱，优选无机强碱，更优选碱金属氢氧化物，例如NaOH、KOH、LiOH。
卤代乙醛缩二乙醇与碱的摩尔数之比为1∶2～1∶10，优选1∶2～1∶8，进一步优选1∶2～1∶5，更优选1∶2～1∶3。
碱相对于水的浓度小于或等于3.75mol/L，进一步优选小于或等于3.13mol/L，更优选小于或等于2.5mol/L，最优选小于或等于2.34mol/L；例如碱相对于水的浓度范围在0.1～3.75mol/L，优选0.2～3.13mol/L，进一步优选0.4～3.13mol/L，更优选0.4～2.5mol/L，最优选0.4～2.34mol/L，例如0.93～3.75mol/L，0.93～3.13mol/L，0.93～2.5mol/L，0.93～2.34mol/L。
反应温度范围为100～150℃，优选100～140℃，更优选100～130℃，还更优选100～120℃，最优选110～120℃，特别优选反应温度等于或高于120℃。
反应时间为2～72h，优选4～48h，进一步优选8～36h，更优选10～24h，最优选12～20h。
反应压力以表压表示为0.14～0.68MPa，优选0.14～0.45MPa，还优选0.14～0.32MPa，进一步优选0.18～0.32MPa，还进一步优选0.20～0.30MPa，更优选0.22～0.28MPa，最优选0.22～0.24MPa。
本发明的方法进一步包括对所得的混合物进行分离纯化以获得纯的产品，优选采用选自萃取、蒸馏、倾析、过滤、离心、洗涤、蒸发、汽提和吸附或者其至少两种的组合中的至少一种分离方法进行分离纯化，更优选分离纯化通过萃取和减压蒸馏进行。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产羟基乙醛的二聚体的方法，包括以下步骤：
a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)将步骤a)中获得的2，2-二乙氧基乙醇进行酸催化形成羟基乙醛的二聚体。
根据本发明的另一个方面，提供了一种生产2，2-二乙氧基乙醇的酯的方法，包括以下步骤：
a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)将2，2-二乙氧基乙醇或其盐与羧酸或羧酸衍生物或卤代烃反应，生成2，2-二乙氧基乙醇的酯。
2，2-二乙氧基乙醇的酯选自乙酸2，2-二乙氧基乙醇酯或苯甲酸2，2-二乙氧基乙醇酯。
本发明采用水-水溶性有机溶剂混合体系作为反应体系，提高了反应效率，大大缩短反应时间；降低了反应压力。
附图说明
图1是本发明实施例5-4的气相色谱(GC)图。
图2是本发明实施例5-5所得产品的1H NMR谱图。
具体实施方式
本发明人出人意料地发现，将卤代乙醛缩二乙醇(尤其溴代乙醛缩二乙醇)在水-水溶性有机混合溶剂体系中进行碱性水解，可以显著降低反应所需的压力。
根据本发明的一个方面，提供了一种2，2-二乙氧基乙醇的制备方法，从卤代乙醛缩二乙醇出发，在无机-有机混合溶剂体系中进行碱性水解，得到2，2-二乙氧基乙醇。
根据本发明的一个方面，提供了一种2，2-二乙氧基乙醇的制备方法，以卤代乙醛缩二乙醇为原料，在碱的存在下，在水-有机溶剂混合体系中进行碱性水解，得到2，2-二乙氧基乙醇。
在一种优选的实施方式中，将碱溶于水中，卤代乙醛缩二乙醇溶于水溶性有机溶剂中，将水溶液和水溶性有机溶剂溶液混合，形成无机-有机混合溶剂体系，进行碱性水解，得到2，2-二乙氧基乙醇。
在另一种优选的实施方式中，将水与水溶性有机溶剂混合，形成水-有机溶剂混合体系，加入碱和卤代乙醛缩二乙醇，进行碱性水解，得到2，2-二乙氧基乙醇。
(1)卤代乙醛缩二乙醇
卤代乙醛缩二乙醇可以是氟乙醛缩二乙醇、氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇、碘乙醛缩二乙醇，优选氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇、碘乙醛缩二乙醇，进一步优选氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇，最优选溴乙醛缩二乙醇。
(2)碱
本发明中的碱是能够使卤代乙醛缩二乙醇发生碱性水解生成2，2-二乙氧基乙醇的碱。优选本发明中的碱是水溶性碱。优选碱为强碱。优选碱是无机碱，优选无机强碱。优选的无机碱是碱金属氢氧化物。碱金属氢氧化物包括NaOH、KOH、LiOH，优选NaOH、KOH，最优选NaOH。
碱的用量。卤代乙醛缩二乙醇与碱用量的摩尔数之比为1∶2～1∶10，优选1∶2～1∶8，进一步优选1∶2～1∶5，更优选1∶2～1∶3。
碱的浓度。碱相对于水的浓度优选小于或等于3.75mol/L，进一步优选小于或等于3.13mol/L，更优选小于或等于2.5mol/L，最优选小于或等于2.34mol/L。碱的浓度优选大于或等于0.1mol/L，进一步优选大于或等于0.2mol/L，还进一步优选大于或等于0.4mol/L，更优选大于或等于0.6mol/L，进一步更优选大于或等于0.8mol/L，最优选大于或等于0.9mol/L，例如大于或等于0.93mol/L。碱的浓度范围优选0.1～3.75mol/L，进一步优选0.2～3.13mol/L，还进一步优选0.4～3.13mol/L，更优选0.4～2.5mol/L，最优选0.4～2.34mol/L，例如0.93～3.75mol/L，0.93～3.13mol/L，0.93～2.5mol/L，0.93～2.34mol/L。
(3)水溶性有机溶剂
水溶性有机溶剂可以是水溶性醇、醚、酮、酰胺，优选水溶性醇、醚、醚酰胺，更优选水溶性醇、醚，最优选水溶性醇、环醚。优选在本发明方法的反应条件下与原料和产品均不发生副反应的水溶性有机溶剂。
本发明作为溶剂的醇为水溶性醇。醇可以是水溶性的一元醇、二元醇、多元醇。本发明的醇可以是水溶性的脂肪醇、脂环醇或芳香醇。本发明的醇可以是伯醇(一级醇)、仲醇(二级醇)和叔醇(三级醇)，优选伯醇和仲醇。例如，本发明的水溶性醇可以是C1～C8支链或支链的烷基醇，C1～C7支链或支链的烷基醇，C1～C6支链或支链的烷基醇，优选C1～C5支链或支链的烷基醇，进一步优选C1～C4支链或支链的烷基醇，C1～C3支链或支链的烷基醇，C2～C3支链或支链的烷基醇。醇的实例包括但不限于甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、正丁醇、仲丁醇、异丁醇、乙二醇、1，2-丙二醇、1，3-丙二醇、丙三醇，优选甲醇、乙醇、丙醇，更优选乙醇。
本发明作为溶剂的醚为水溶性醚。本发明作为溶剂的水溶性醚可以是水溶性简单醚、混合醚、环醚，优选水溶性环醚。水溶性环醚可以是环中含有一个、两个或多个氧的环醚。环醚可以是四元环、五元环、六元环、七元环、八元环，优选五元环、六元环，最优选六元环。特别优选的水溶性环醚是四氢呋喃(THF)、二氧六环(1，4-二氧六环)。
水溶性酰胺的实例有N，N-二甲基甲酰胺(DMF)。
乙二醇缩水甘油醚、二乙二醇缩水甘油醚、乙二醇二甲醚(DME)也可以作为水溶性有机溶剂。
水溶性酮可以是丙酮、丁酮。
水和水溶性有机溶剂的体积比可以为1∶2～10∶1，优选1∶2～10∶1，还优选1∶1～10∶1，进一步优选2∶1～10∶1，更优选2.5∶1～10∶1，最优选3∶1～10∶1。
另外，本发明人出人意料地发现，采用二氧六环可以显著提高原料卤代乙醛缩二乙醇的转化率，可以达到96％以上、甚至100％的转化率。
(4)温度
本发明的反应温度可以在100℃以上，优选110℃以上，更优选120℃以上。反应温度范围可以为100～150℃，优选100～140℃，更优选100～130℃，还更优选100～120℃，最优选110～120℃。特别优选反应温度为120℃。
本发明人出人意料地发现，本发明的反应温度等于或高于120℃时，原料转化率可以达到100％。优选地，反应温度在等于或高于120℃、水∶水溶性有机溶剂配比为2∶1～10∶1时，特别是采用二氧六环作为溶剂时，转化率可以达到100％。
(5)压力
在本发明中压力数值均为相对压力的数值，即表压的数值。例如，本发明中表达“压力0.11MPa”是指表压0.11MPa，即绝对压力为约0.21MPa。
本发明的反应可以在压力(表压)0.14～0.68MPa下进行，优选0.14～0.45MPa，还优选0.14～0.32MPa，进一步优选0.18～0.32MPa，还进一步优选0.20～0.30MPa，更优选0.22～0.28MPa，最优选0.22～0.24MPa。例如，本发明的反应可以在0.60MPa、0.38MPa、0.27MPa、0.14MPa、0.22MPa的压力下进行。
(7)反应时间
本发明的反应时间没有特别的限制，例如本发明的反应可以进行2～72h，优选4～48h，进一步优选8～36h，更优选10～24h，最优选12～20h。例如反应时间可以是36h、26h、22h、16h、14h、12h、10h。本领域普通技术人员可以根据原料、溶剂、浓度的不同，通过经验和实验对反应时间进行确定和选择。
(6)分离纯化
对反应后所得的混合物可以进行进一步的分离纯化，以得到较纯的最终产品。本领域普通技术人员熟知分离纯化的方法，例如可以采用萃取、蒸馏、倾析、过滤、离心、洗涤、蒸发、汽提和吸附或者其至少两种的组合等方法进行分离纯化。例如可以进行精馏、减压蒸馏。
当然，如果需要也可以将获得的反应混合物直接引入到其他工序直接反应来生产其他产品。可选地，在引入到其他工序之前，可以对反应混合进行预处理，例如浓缩、萃取和减压蒸馏中的一种或多种，以得到粗产品或纯的产品，然后引入到其他工序。
在一种优选的实施方式中，可以对反应后的混合液进行萃取，然后进行减压蒸馏；在萃取后可选地进行浓缩，然后再进行减压蒸馏。萃取优选进行多次，至水相无产品。萃取剂可以是CH2Cl2/MeOH等混合有机溶剂，也可以用单一的有机溶剂。CH2Cl2/MeOH的比例例如可以是100/1。本领域普通技术人员可以根据经验和实验选择其他合适的萃取剂。
在一种优选的实施方式中，将NaOH溶于H2O中，溴乙醛缩二乙醇溶于水溶性有机溶剂如1，4-二氧六环中，再将其混合密闭于高压釜中升温到120℃反应过夜。反应液经过萃取，浓缩得粗品，减压蒸馏可得2，2-二乙氧基乙醇纯品，产率58％。
在一种优选的实施方式中，本发明中反应体系的溶剂选用水和水溶性有机溶剂。水和水溶性有机溶剂的比例2∶1～10∶1(v/v)；溴代乙醛缩二乙醇在混合溶剂中的浓度小于2mol/L；反应中所采用的碱为无机碱，如NaOH，溴代乙醛缩二乙醇与NaOH用量的摩尔数之比为1∶2～1∶5，且碱浓度小于2.34mol/L；反应体系在密闭容器中加热至120℃，充分搅拌下反应16小时；反应结束后用CH2Cl2/MeOH(100/1)萃取多次，至水相无产品；产品可通过减压蒸馏纯化。
本发明的另一方面涉及生产2，2-二乙氧基乙醇衍生物的方法。
具体地，本发明的另一方面涉及生产羟基乙醛的二聚体的方法，包括以下步骤：
a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)酸催化形成羟基乙醛的二聚体。
例如，可以采用Dowex50作为酸催化剂：
本发明的另一方面还涉及生产2，2-二乙氧基乙醇的酯的方法，包括以下步骤：
a)用本发明的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)将2，2-二乙氧基乙醇或其盐与羧酸或羧酸衍生物或卤代烃反应，生成2，2-二乙氧基乙醇的酯。
如果采用2，2-二乙氧基乙醇盐，该方法还包括将2，2-二乙氧基乙醇转化为2，2-二乙氧基乙醇盐的步骤。
优选2，2-二乙氧基乙醇的酯选自乙酸2，2-二乙氧基乙醇酯、苯甲酸2，2-二乙氧基乙醇酯。
羧酸衍生物可以是酰卤、羧酸酐、酯、酰胺，优选酰卤、羧酸酐。酰卤可以是酰氯、酰溴，优选酰氯。
卤代烃可以是卤代烷。卤代烃可以是氟代烃、氯代烃、溴代烃、碘代烃，优选氯代烃、溴代烃。卤代烷可以是氟代烷、氯代烷、溴代烷、碘代烷，优选氯代烷、溴代烷。
2，2-二乙氧基乙醇盐可以是2，2-二乙氧基乙醇的碱金属盐，第二主族金属盐，优选碱金属盐。优选碱金属盐为钠盐、钾盐、锂盐。第二主族金属盐优选钙盐。
酯化反应的实例有：
本发明引入混合溶剂作为反应体系，在原有合成方法多相反应的基础上，加入水溶性有机溶剂，提高反应效率，在保持原有反应产率相近或进一步提高的基础上，大大缩短反应时间；降低了反应釜中的压力；原料反应充分，能够完全转化，可降低后处理及提纯的难度。
在优化的条件下，本发明方法的原料转化率可以达到95％以上，在进一步优化的条件下，原料转化率可以达到100％，这大大降低了后处理及提纯的难度。
本发明的方法可以在传统的商购设备或装置中进行，本领域普通技术人员可以根据本发明方法的反应条件自行设计所用的设备或装置。所用试剂均可商购，也可以自制。
实施例
(I)仪器
色谱：采用北京加分分析仪器公司的GC9900色谱仪。
色谱条件：仪器编号：09-9A-01009；柱类型：SE54；柱规格：30m×0.32mm×0.5μm；载气类型：N2；载气流量：20mL/min；进样量：0.4μL；检测器：FID；氢气：30mL/min；温度：280℃；进样器：分流；分流比：60∶1；温度：250℃。
程序升温：初试温度60℃，保持1min，以10℃/min的速率升温至230℃，保持10min。
核磁共振仪：采用Bruker公司的AV400核磁共振仪。
(II)实验
实施例一
将60.9g NaOH溶于1125mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇100g溶于1，4-二氧六环375mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力(表压)约0.22MPa，回流反应16h，反应液直接用CH2Cl2/MeOH(100/1)萃取至水相无原料，再用饱和NaCl洗涤，收集有机相，浓缩得粗品，减压蒸馏，收集40mmHg下90℃馏分，收率58％，产品含量95.7％。
1H NMR(400MHz，CDCl3)d 4.57(t，J＝5.3Hz，1H)，3.79(m，2H)，3.62(q，J＝7.1Hz，4H)，1.25(t，J＝7.1Hz，6H)。
(1)温度优化
实施例1-1
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例1-2
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到110℃，压力约0.20MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率23％，产品含量7％。
实施例1-3
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到100℃，压力约0.18MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率7％，产品含量2％。
实施例1-1至1-3的反应条件和实验结果列于表1中。
表1温度优化
| 实施例 | 碱 | 温度 | 溶剂(水∶二氧六环) | 时间 | 转化率 | 产品含量 |
| 1-1 | NaOH | 120 | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ |
| 1-2 | NaOH | 110 | 2∶1 | 16h | 23％ | 7％ |
| 1-3 | NaOH | 100 | 2∶1 | 16h | 7％ | 2％ |
注：1)温度以120℃或以上转化率较好；
2)本发明实施例和比较例中，“产品含量”是指用GC测定的反应后混合液(均相)扣除溶剂后的2，2-二乙氧基乙醇含量，以峰面积归一法计算。
3)“转化率”指根据反应后均相反应液中原料的GC含量推算的原料转化率。
4)本发明中，“压力”均指相对压力(即表压)。
(2)溶剂配比
实施例2-1
将6.6g NaOH溶于20mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环80mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.32MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率18％，产品含量11％。
实施例2-2
将6.6g NaOH溶于50mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环50mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率72％，产品含量44％。
实施例2-3
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例2-4
将6.6g NaOH溶于72mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环28mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.25MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率96％，产品含量71％。
实施例2-5
将6.6g NaOH溶于75mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环25mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.22MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量82％。
实施例2-6
将6.6g NaOH溶于78mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环22mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.2MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量78％。
实施例2-7
将6.6g NaOH溶于80mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环20mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.18MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量69％。
实施例2-8
将6.6g NaOH溶于91mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环9mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.14MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量69％。
实施例2-1至2-8反应条件和实验结果列于表2中。
表2溶剂配比优化
| 实施例 | 碱 | 温度 | 溶剂(水∶二氧六环) | 时间 | 转化率 | 产品含量 |
| 2-1 | NaOH | 120 | 1∶4 | 16h | 18％ | 11％ |
| 2-2 | NaOH | 120 | 1∶1 | 16h | 72％ | 44％ |
| 2-3 | NaOH | 120 | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ |
| 2-4 | NaOH | 120 | 2.5∶1 | 16h | 96％ | 71％ |
| 2-5 | NaOH | 120 | 3∶1 | 16h | 100％ | 82％ |
| 2-6 | NaOH | 120 | 3.5∶1 | 16h | 100％ | 78％ |
| 2-7 | NaOH | 120 | 4∶1 | 16h | 100％ | 69％ |
| 2-8 | NaOH | 120 | 10∶1 | 16h | 100％ | 70％ |
(3)有机溶剂选择
实施例3-1
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例3-2
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于EtOH33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.32MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量68％。
实施例3-3
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于THF33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.32MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率30％，产品含量9％。
实施例3-4
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于丙酮33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力0.45MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率52％，产品含量3.5％。
实施例3-5
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于DMF33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力0.20MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率98.5％，产品含量24.5％。
实施例3-6
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于DME 33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力0.32MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率3.3％，产品含量1.5％。
实施例3-7
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于乙腈33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力0.32MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量6.5％。
比较例1
将6.6g KOH和溴乙醛缩二乙醇19.7g溶于溶于100mL EtOH中，将其倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到130℃，压力约0.60MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率99.2％，产品含量56％。
实施例3-1至3-7以及比较例1的反应条件和实验结果列于表3中。
表3有机溶剂优化
| 实施例 | 碱 | 温度 | 有机溶剂 | 溶剂比例(水∶溶剂) | 时间 | 转化率 | 产品含量 |
| 3-1 | NaOH | 120 | 二氧六环 | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ |
| 3-2 | NaOH | 120 | EtOH | 2∶1 | 16h | 79％ | 68％ |
| 3-3 | NaOH | 120 | THF | 2∶1 | 16h | 30％ | 9％ |
| 3-4 | NaOH | 120 | 丙酮 | 2∶1 | 16h | 52％ | 3.5％ |
| 3-5 | NaOH | 120 | DMF | 2∶1 | 16h | 98.5％ | 24.5％ |
| 3-6 | NaOH | 120 | DME | 2∶1 | 16h | 3.3％ | 1.5％ |
| 3-7 | NaOH | 120 | 乙腈 | 2∶1 | 16h | 100％ | 6.5％ |
| 比较例1 | KOH | 130 | EtOH | 100％ | 16h | 99.2％ | 56％ |
(4)碱
实施例4-1
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例4-2
将9.2g KOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率31％，产品含量14％。
实施例4-3
将6.92g LiOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入封管中；密闭封管缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率87％，产品含量66％。
实施例4-4
将17.5g Na2CO3溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率6％，产品含量0％。
实施例4-5
将22.7g K2CO3溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率7％，产品含量1％。
实施例4-1至4-5的反应条件和实验结果列于表4中。
表4碱优化
| 实施例 | 温度 | 碱 | 溶剂比例(水∶二氧六环) | 时间 | 转化率 | 反应液中产品含量 |
| 4-1 | 120 | NaOH | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ |
| 4-2 | 120 | KOH | 2∶1 | 16h | 31％ | 14％ |
| 4-3 | 120 | LiOH | 2∶1 | 16h | 87％ | 66％ |
| 4-4 | 120 | Na2CO3 | 2∶1 | 16h | 6％ | 0 |
| 4-5 | 120 | K2CO3 | 2∶1 | 16h | 7％ | 1％ |
(5)碱用量
实施例5-1
将13.2g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率49％，产品含量29％。
实施例5-2
将10.55g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率98％，产品含量45％。
实施例5-3
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例5-4
将3.95g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量76％。
实施例5-5
将2.64g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例5-6
将1.58g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率94％，产品含量57％。
实施例5-1至5-6的反应条件和实验结果列于表5中。
表5NaOH用量优化
| 实施例 | 温度 | 溶剂(水∶二氧六环) | 时间 | 转化率 | 产品含量 | NaOH用量 |
| 5-1 | 120 | 2∶1 | 16h | 49％ | 29％ | 10eq |
| 5-2 | 120 | 2∶1 | 16h | 98％ | 45％ | 8eq |
| 5-3 | 120 | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ | 5eq |
| 5-4 | 120 | 2∶1 | 16h | 100％ | 76％ | 3eq |
| 5-5 | 120 | 2∶1 | 16h | 100％ | 72％ | 2eq |
| 5-6 | 120 | 2∶1 | 16h | 94％ | 57％ | 1.2eq |
注：表中NaOH用量数值是NaOH用量与卤代乙醛缩二乙醇的摩尔数之比，即NaOH用量与卤代乙醛缩二乙醇相比的当量(eq)。
(6)碱浓度
实施例6-1
将2.64g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量75％。
实施例6-2
将6.6g NaOH溶于133.3mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环66.7mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量73％。
实施例6-3
将2.64g NaOH溶于43.3mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环21.7mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率95％，产品含量72％。
实施例6-4
将6.6g NaOH溶于67mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量72％。
实施例6-5
将2.64g NaOH溶于26mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环13mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量33％。
实施例6-6
将6.6g NaOH溶于52mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环26mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量26％。
实施例6-7
将6.6g NaOH溶于43.3mL H2O中，溴乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环21.7mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到120℃，压力约0.28MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率64％，产品含量18％。
实施例6-1至6-7的反应条件和实验结果列于表6中。
表6NaOH不同浓度对照
| 实施例 | 温度 | NaOH水溶液浓度 | 时间 | 转化率 | 产品含量 |
| 6-1 | 120 | 0.93mol/L | 16h | 100％ | 75％ |
| 6-2 | 120 | 1.25mol/L | 16h | 100％ | 73％ |
| 6-3 | 120 | 1.50mol/L | 16h | 95％ | 72％ |
| 6-4 | 120 | 2.34mol/L | 16h | 100％ | 72％ |
| 6-5 | 120 | 2.50mol/L | 16h | 100％ | 33％ |
| 6-6 | 120 | 3.13mol/L | 16h | 100％ | 26％ |
| 6-7 | 120 | 3.75mol/L | 16h | 64％ | 18％ |
(7)氯乙醛缩二乙醇作原料
实例7-1
将8.5g NaOH溶于67mL H2O中，氯乙醛缩二乙醇6.5g溶于1，4-二氧六环33mL中，将其混合倒入高压釜中；密闭高压釜缓慢升温到150℃，压力约0.68MPa，回流反应16h，反应液直接GC检测，转化率100％，产品含量69％。
表7实施例5-4的色谱图(图1)对应的分析结果数据
| 峰号 | 保留时间/min | 峰高 | 峰面积 | 含量 |
| 1 | 1.697 | 2208.197 | 2499.350 | 0.0617 |
| 2 | 2.692 | 65116.336 | 106597.695 | 2.6315 |
| 3 | 6.338 | 248169.313 | 3876735.500 | 95.7015 |
| 4 | 7.085 | 894.337 | 2480.854 | 0.0612 |
| 5 | 7.445 | 773.208 | 2097.788 | 0.0518 |
| 6 | 7.695 | 5793.318 | 15213.247 | 0.3756 |
| 7 | 10.012 | 697.060 | 2115.450 | 0.0522 |
| 8 | 10.830 | 2090.337 | 7968.900 | 0.1967 |
| 9 | 11.950 | 268.907 | 753.100 | 0.0186 |
| 10 | 12.985 | 228.375 | 3641.649 | 0.0899 |
| 11 | 13.478 | 291.253 | 5670.604 | 0.1400 |
| 12 | 14.665 | 9147.156 | 25087.965 | 0.6193 |
| 总计 | 335677.796 | 4050862.104 | 100.00 |
当然，本发明还可有其他具体实施方式，以上所述仅为本发明的优选实施例，并非用来限定本发明的保护范围；在不背离本发明精神的情况下，本领域普通技术人员凡是依本发明内容所做出各种相应的变化与修改，都属于本发明的权利要求的保护范围。
Claims (55)
1.一种制备2，2-二乙氧基乙醇的方法，其特征在于，
以卤代乙醛缩二乙醇为原料，在碱的存在下，在水-水溶性有机溶剂混合体系中进行碱性水解，生成2，2-二乙氧基乙醇；
其中，所述水溶性有机溶剂是水溶性的醇、醚、酮、酰胺中的至少一种；
其中，所述碱为强碱。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性有机溶剂是水溶性醇、醚、酰胺中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性有机溶剂是水溶性醇、醚中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性有机溶剂是水溶性醇、环醚中的至少一种。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环醚为五元环醚和六元环醚中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环醚为四氢呋喃、二氧六环。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述环醚为二氧六环。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇、乙腈、丙酮、乙二醇二甲醚中的至少一种。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述水溶性有机溶剂选自二氧六环、四氢呋喃、N，N-二甲基甲酰胺、乙醇中的至少一种。
10.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，水和所述水溶性有机溶剂的体积比为1∶2～10∶1。
11.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，水和所述水溶性有机溶剂的体积比为1∶1～10∶1。
12.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，水和所述水溶性有机溶剂的体积比为2∶1～10∶1。
13.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，水和所述水溶性有机溶剂的体积比为2.5∶1～10∶1。
14.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，水和所述水溶性有机溶剂的体积比为3∶1～10∶1。
15.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇是氟乙醛缩二乙醇、氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇、碘乙醛缩二乙醇。
16.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇是氯乙醛缩二乙醇、溴乙醛缩二乙醇。
17.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇是溴乙醛缩二乙醇。
18.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱为无机强碱。
19.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱为碱金属氢氧化物。
20.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱为NaOH、KOH、LiOH。
21.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇与所述碱的摩尔数之比为1∶2～1∶10。
22.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇与所述碱的摩尔数之比为1∶2～1∶8。
23.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇与所述碱的摩尔数之比为1∶2～1∶5。
24.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，卤代乙醛缩二乙醇与所述碱的摩尔数之比为1∶2～1∶3。
25.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度小于或等于3.75mol/L。
26.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度小于或等于3.13mol/L。
27.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度小于或等于2.5mol/L。
28.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度范围在0.1～3.75mol/L。
29.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度范围在0.4～3.13mol/L。
30.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度范围在0.93～3.75mol/L。
31.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，所述碱相对于水的浓度范围在0.93～3.13mol/L。
32.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度范围为100～150℃。
33.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度范围为100～140℃。
34.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度范围为100～130℃。
35.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度范围为100～120℃。
36.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度范围为110～120℃。
37.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应温度等于或高于120℃。
38.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为2～72h。
39.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为4～48h。
40.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为8～36h。
41.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为10～24h。
42.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应时间为12～20h。
43.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.14～0.68MPa。
44.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.14～0.45MPa。
45.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.14～0.32MPa。
46.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.18～0.32MPa。
47.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.20～0.30MPa。
48.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.22～0.28MPa。
49.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，反应压力以表压表示为0.22～0.24MPa。
50.根据权利要求1至9任一项所述的方法，其特征在于，进一步包括对所得的混合物进行分离纯化以获得纯的产品。
51.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，采用选自萃取、蒸馏、倾析、过滤、离心、洗涤、蒸发、汽提和吸附或者其至少两种的组合中的至少一种分离方法进行所述分离纯化。
52.根据权利要求50所述的方法，其特征在于，所述分离纯化通过萃取和减压蒸馏进行。
53.生产羟基乙醛的二聚体的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)用根据权利要求1-52任一项所述的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)将步骤a)中获得的2，2-二乙氧基乙醇进行酸催化以形成羟基乙醛的二聚体。
54.生产2，2-二乙氧基乙醇的酯的方法，其特征在于，包括以下步骤：
a)用根据权利要求1-52任一项所述的方法获得2，2-二乙氧基乙醇；
b)将2，2-二乙氧基乙醇或其盐与羧酸或羧酸衍生物或卤代烃反应，生成2，2-二乙氧基乙醇的酯。
55.根据权利要求54所述的方法，其特征在于，所述2，2-二乙氧基乙醇的酯选自乙酸2，2-二乙氧基乙醇酯或苯甲酸2，2-二乙氧基乙醇酯。
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| CN (1) | CN101624335B (zh) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114292166A (zh) * | 2021-12-22 | 2022-04-08 | 上海瑞合达医药科技有限公司 | 2,2-二乙氧基乙醇的制备方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4947005A (en) * | 1988-09-15 | 1990-08-07 | Basf Aktiengesellschaft | Preparation of 1,1,2-trialkoxyethanes |
| CN101250108A (zh) * | 2008-03-19 | 2008-08-27 | 华东理工大学 | 芳烷酰氧基乙醛的制备方法 |
-
2009
- 2009-08-13 CN CN 200910090478 patent/CN101624335B/zh active Active
Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| Arnold T. Nielsen等.1,2-Bis(2-hydroxyethyl）hydrazine and derivatives.《J. Org. Chem.》.1977,第42卷(第17期),2900-2902. * |
| FEDERICK BEYERSTEDT等.The preparation and properties of ketene diethylacetal.《J. Am. Chem.》.1936,第58卷529-531. * |
Also Published As
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