CN102060678B - 一种原乙酸三甲酯合成工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种原乙酸三甲酯的合成方法，包括以下步骤：1）将乙腈、甲醇和非极性溶剂在反应釜中混合降温至-20~-5℃时，经固定在反应釜内侧壁的分布管通入氯化氢气体，使乙腈:甲醇:氯化氢的摩尔比为1:1~2:1.05~1.5，乙腈与非极性溶剂的质量比为1:2~5，通完氯化氢气体后，再经充分搅拌反应生成盐酸盐；2）在步骤1）生成的盐酸盐中再加入起始乙腈摩尔量2~4倍的甲醇，并调节体系pH值至5~6.5，在25~40℃下经醇解反应再将醇解产物过滤、精制，得到原乙酸三甲酯；其中，所述的氯化氢气体是经固定在反应釜内侧壁的分布管通入至料液中的。本发明的方法可以使原乙酸三甲酯的质量和收率均得到显著提高。
Description
技术领域
本发明涉及一种化合物合成方法，具体涉及一种原乙酸三甲酯的合成新工艺。
背景技术
原乙酸三甲酯，又称三甲氧基乙烷是一种重要的原酸酯。分子式C5H12O3，相对分子质量120.14，沸点107~109℃，密度0.944，溶于醇、醚等有机溶剂，主要用于医药、农药、香料等的合成。
原乙酸三甲酯是相模法合成DV菊酸、功夫菊酸的重要中间体，以原乙酸三乙酯合成氯氰的方法，能较大地降低生产成本，简化工艺路线，因而其合成具有较高的经济价值。之前有文献报道以乙腈为原料，经烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐醇解制备原乙酸三甲酯，合成收率为82%左右。我们在参考该方法进行合成原乙酸三甲酯的工艺研究时，按照常规方法直接通入氯化氢气体，发现反应收率仅在72%~80%之间且不稳定，分析原因认为在氯化氢气体通入反应体系时，由于分散的不均匀，形成的盐酸盐成块状或附于反应器壁，其中包含了一定的原料乙腈，导致最终产品原乙酸三甲酯质量、收率较低。
发明内容
本发明提供了一种原乙酸三甲酯合成的新工艺，针对上述技术问题，通过工艺、设备的改进，得到了质量、收率均较高的产品。
本发明是通过以下技术方案实现的：
提供一种原乙酸三甲酯的合成方法，包括以下步骤：
1）将乙腈、甲醇和非极性溶剂在反应釜中混合降温至-20~-5℃时，经固定在反应釜内侧壁的分布管上均布的孔通入氯化氢气体，使乙腈:甲醇:氯化氢的摩尔比为1:1~2:1.05~1.5， 乙腈与非极性溶剂的质量比为1:2~5，通完氯化氢气体后，再经充分搅拌反应生成盐酸盐；
2）在步骤1）生成的盐酸盐中再加入起始乙腈摩尔量2~4倍的甲醇，并调节体系pH值至5~6.5，在25~40℃下经醇解反应再将醇解产物过滤、精制，得到原乙酸三甲酯；
其中，所述的氯化氢气体是经固定在反应釜内侧壁的分布管通入至料液中的。
步骤1）所述的固定在反应釜内侧壁的分布管优选为紧贴反应釜内侧壁，且垂直于中轴线方向的一圈或多圈盘管。
步骤1）所述的分布管的内径优选为2.0~5.0厘米。
步骤1）所述的分布管的管壁下缘优选距离反应釜底的高度为整个反应釜高度的1/6~1/3。
步骤1）所述的分布管的开孔率优选为1%~10%。
步骤1）所述的非极性溶剂可以选自石油醚、正己烷、环己烷、煤油、乙二醇二丁醚或二乙二醇二丁醚中的任意一种。
步骤1）所述的充分搅拌的时间优选1~10小时。
步骤2）所述的调节体系pH值优选通过通入氨气或滴加甲醇钠实现。
步骤2）所述的醇解反应时间优选3~6小时。
与现有技术相比，本发明的特点在于：通过改进通入氯化氢气体的方式，采用气体分布管从反应釜内侧壁四周均匀通入氯化氢气体，很好的改善了反应体系的混合状态，形成的亚氨基醋酸酯盐酸盐，以结晶方式均匀分散，提高了反应收率，最终醇解得到的原乙酸三甲酯，质量含量大于98%，反应收率大于90%。
具体实施方式
实施例1：
1）在装有搅拌器、测温探头的1.5m高的1000L搪瓷反应釜中贴内侧壁装入一圈聚四氟乙烯材质的氯化氢气体分布管，管上开有均布的孔，管内径4cm，壁厚0.2cm，开孔率8.5%，管壁下缘距反应釜底40cm。向釜内投入乙腈82kg(2kmol)、无水甲醇67.2kg(2.1kmol)及300kg正己烷，将反应液搅拌冷至-l0℃，用8h左右时间通过分布管的孔缓慢通入干燥的氯化氢气体85kg，通毕再充分搅拌反应6小时成盐，得到烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐；
2）在步骤1）得到的烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐中加入160kg无水甲醇，通入氨气调节反应液的pH值为5.5~6.0。维持15min不变，反应混合物在30~40℃搅拌反应4~5h醇解结束，降温过滤除盐，滤液精馏得到产品原乙酸三甲酯220.5kg，含量98.02%，收率90.05%。
实施例2：
1）在装有搅拌器、测温探头的1.5m高的1000L搪瓷反应釜中贴内侧壁装入一圈聚四氟乙烯材质的氯化氢气体分布管，管上开有均布的孔，管内径4cm，壁厚0.2cm，开孔率9%，管壁下缘距反应釜底35cm。向釜内投入乙腈82kg(2kmol)、无水甲醇67.2kg(2.1kmol)及310kg环己烷，将反应液搅拌冷至-5℃，用6h左右的时间通过分布管的孔缓慢通入干燥的氯化氢气体73kg，通毕再充分搅拌反应4小时成盐，得到烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐；
2）在步骤1）得到的烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐中加入160kg无水甲醇，通入氨气调节反应液的pH值为5.0~6.0。维持15min不变，反应混合物在30~40℃搅拌反应3~4h醇解结束，降温过滤除盐，滤液精馏得到产品原乙酸三甲酯220.7kg，含量98.11%，收率90.15%。
实施例3：
1）在装有搅拌器、测温探头的1.5m高的1000L搪瓷反应釜中贴内侧壁装入一圈聚四氟乙烯材质的氯化氢气体分布管，管上开有均布的孔，管内径5cm，壁厚0.22cm，开孔率7%，管壁下缘距反应釜底35cm。向釜内投入乙腈82kg(2kmol)、无水甲醇80kg(2.5kmol)及360kg正己烷，将反应液搅拌冷至-20℃，用6h左右的时间通过分布管的孔缓慢通入干燥的氯化氢气体73kg，通毕再充分搅拌反应8小时成盐，得到烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐；
2）在步骤1）得到的烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐中加入180kg无水甲醇，通入氨气调节反应液的pH值为5.5~6.5。维持10min不变，反应混合物在30~40℃搅拌反应4~5h醇解结束，降温过滤除盐，滤液精馏得到产品原乙酸三甲酯222kg，含量98.32%，收率90.95%。
实施例4：
1）在装有搅拌器、测温探头的1.5m高的1000L搪瓷反应釜中贴内侧壁装入一圈聚四氟乙烯材质的氯化氢气体分布管，管上开有均布的孔，管内径5cm，壁厚0.22cm，开孔率4%，管壁下缘距反应釜底30cm。向釜内投入乙腈82kg(2kmol)、无水甲醇67.2kg(2.1kmol)及360kg乙二醇二丁醚，将反应液搅拌冷至-10℃，用6h左右的时间通过分布管的孔缓慢通入干燥的氯化氢气体73kg，通毕再充分搅拌反应10小时成盐，得到烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐；
2）在步骤1）得到的烷基亚氨基醋酸酯盐酸盐中加入170kg无水甲醇，滴加液体甲醇钠调节反应液的pH值为5.5~6.0。维持15min不变，反应混合物在30~40℃搅拌反应3~5h醇解结束，降温过滤除盐，滤液精馏得到产品原乙酸三甲酯221.5kg，含量98.22%，收率90.65%。
Claims (6)
1.一种原乙酸三甲酯的合成方法，包括以下步骤：
1）将乙腈、甲醇和非极性溶剂在反应釜中混合降温至-20～-5℃时，经固定在反应釜内侧壁的分布管上均布的孔通入氯化氢气体，使乙腈:甲醇:氯化氢的摩尔比为1:1～2:1.05～1.5，乙腈与非极性溶剂的质量比为1:2～5，通完氯化氢气体后，再经充分搅拌反应生成盐酸盐；所述的分布管为紧贴反应釜内侧壁，且垂直于中轴线方向的一圈或多圈盘管；所述的分布管的管壁下缘距离反应釜底的高度为整个反应釜高度的1/6～1/3；所述的分布管的开孔率为1%～10%；
2）在步骤1）生成的盐酸盐中再加入起始乙腈摩尔量2～4倍的甲醇，并调节体系pH值至5～6.5，在25～40℃下经醇解反应再将醇解产物过滤、精制，得到原乙酸三甲酯。
2.权利要求1所述的原乙酸三甲酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的分布管的内径为2.0～5.0厘米。
3.权利要求1所述的原乙酸三甲酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的非极性溶剂选自石油醚、正己烷、环己烷、煤油、乙二醇二丁醚或二乙二醇二丁醚中的任意一种。
4.权利要求1所述的原乙酸三甲酯的合成方法，其特征在于：步骤1）所述的充分搅拌的时间是1～10小时。
5.权利要求1所述的原乙酸三甲酯的合成方法，其特征在于：步骤2）所述的调节体系pH值通过通入氨气或滴加甲醇钠实现。
6.权利要求1所述的原乙酸三甲酯的合成方法，其特征在于：步骤2）所述的醇解反应时间为3～6小时。
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