CN103319316B - 一种二羟基二丁醚的绿色制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及化工原料制备领域,公开了一种高效、简便制备符合药用标准的二羟基二丁醚的方法。该方法如下:用1.0%~80%质量分数的阳离子交换树脂催化剂在70~190℃催化1,3-丁二醇缩合制备二羟基二丁醚,待反应结束后,将反应液冷却、过滤、减压蒸馏后得到含量≥97%的二羟基二丁醚。该产物适合用于生产利胆药保丹健素的原料药。该方法环保、高效、成本低、操作简单适合工业规模化生产。
Description
技术领域
本发明属于化工原料制备领域,特指二羟基二丁醚的绿色制备方法。该产物可作为肝胆疾病辅助用的原料药。
背景技术
二羟基二丁醚(dihudroxudibutylether,DHBE)是一种无色无臭淡黄色的油状液体,被广泛应用于医药、工业洗涤剂和分散剂等精细化工领域。尤其在医药领域,二羟基二丁醚(DHBE)胶囊被用作治疗肝胆疾病药已经市场化并且在多个国家上市。商品名为保胆健素(Dyskinebul),由法国Laphal药厂首先研制成功并投放市场。该药属于胆汁分泌双向促进剂,具有利胆、消炎、解痉、护胆、排石作用,是一种高效的利胆剂。
二羟基二丁醚是异构体混合物,它主要有3个异构体:4-(3-羟基丁氧基)-2-丁醇(Ⅰ),3-(3-羟基丁氧基)-1-丁醇(Ⅱ)和3-(3-羟基-1-甲基丙氧基)-1-丁醇(Ⅲ)(Hayashi T,ChemPhanmBull,1981,29(11):3158-3172)组成。结构式如下:
(Ⅰ)
4-(3-羟基丁氧基)-2-丁醇(Ⅰ)
(Ⅱ)
3-(3-羟基丁氧基)-1-丁醇(Ⅱ)
(Ⅲ)
3-(3-羟基-1-甲基丙氧基)-1-丁醇(Ⅲ)
Elso Manghisi在美国专利(1986)US4584321对1,3-丁二醇的脱水步骤进行了研究,对浓硫酸催化反应过程进行了叙述,浓硫酸催化1,3-丁二醇分子间脱水缩合成醚,在经过减压蒸馏分离提纯得到二羟基二丁醚,收率18.9%。合成路线如下所示:
硫酸催化法制备二羟基二丁醚
Fig.1Method of DHBE synthesize by sulfuric acid
Felisati D(FR1267084A)开发了3,3-二羟基二丁醚的另一条合成路线。在该路线中2,2,-二氰基乙醚与溴甲烷格氏试剂反应,再水解得3,3,-二氧代二丁醚,再氢化得到二羟基二丁醚,产率15%。合成路线如下所示:
溴甲烷格氏试剂反应法
Fig.2Method of methyl bromide grignard reagent reaction
二羟基二丁醚目前在工业生产过程中主要还是采用硫酸催化剂,虽然其工艺已经成熟,但在后期分离和处理提纯工艺中,环境负担大,而且也存在不可避免的缺点,如催化剂难回收、易腐蚀设备、难以连续生产、收率低、用水和耗能大及硫酸废液处理难等问题。在此状况下急需开发环境负担小,绿色制备二羟基二丁醚的工艺。
发明内容
本发明的目的开发一种多相催化体系催化1,3-丁二醇缩合制备二羟基二丁醚,催化剂易与反应物和产物分离、不腐蚀设备。同时使生产过程具有后处理简单、很少污染环境等特点。本发明的多相催化剂系是一种阳离子交换树脂催化剂。
本发明的技术方案如下:
一种二羟基二丁醚的绿色制备方法,,用质量百分比为1.0%~80%的阳离子交换树脂作为催化剂,在温度为70~190℃下10小时内催化1,3-丁二醇缩合制备二羟基二丁醚;将得到的二羟基二丁醚冷却、过滤、减压蒸馏,得到含量≥97%的二羟基二丁醚。
所述阳离子交换树脂是聚苯乙烯磺酸树脂、酚酞磺酸树脂、全氟磺酸树脂、卤素磺酸树脂中的一种或其混合,反应时间可以在0.5~4小时之间,反应压力控制在0.04-0.1MPa。
本发明与现有的二羟基二丁醚生产工艺相比,具有以下优点:
(1)所用催化剂为固体酸催化剂,可以进行回收反复利用;
(2)与传统工艺相比,本发明工艺后处理简单,反应产物只需一步减压蒸馏提纯过程即可得到,纯度99.5%。
(3)本方法采用经济易得、容易与液相反应体系分离、不腐蚀设备的阳离子交换树脂颗粒催化剂,相对硫酸更为环保,符合绿色化学的理念。适合规模化生产和连续生产,保证产品质量,同时生产成本低。
具体实施方式
实施例一
量取150.0g(0.83mol)的1,3-丁二醇加入到密封良好的配有温度计的250ml三口瓶中,一同加入1%的聚苯乙烯磺酸树脂催化剂,搅拌,油浴加热,升至反应温度165~170℃后,反应4小时,转化率57%。待产物冷却至室温后,过滤除去磺酸树脂催化剂,将产物减压蒸馏(114~124℃/5mm Hg)得到二羟基二丁醚。,经GC测定,产品含量为95.5%。
实施例二
量取150.0g(0.83mol)的1,3-丁二醇加入三口瓶中,一同加入18%的聚苯乙烯磺酸树脂催化剂,搅拌,油浴加热,升至反应温度135~152℃后,反应1.3小时,转化率72%。待产物冷却至室温后,将产物减压蒸馏(114~124℃/5mm Hg)得到二羟基二丁醚。经GC测定,产品含量为96.3%。
实施例三
量取150.0g(0.83mol)的1,3-丁二醇加入三口瓶中,一同加入10%的聚苯乙烯磺酸树脂催化剂,搅拌,油浴加热,升至反应温度137~148℃后,反应1.8小时,转化率68%。待产物冷却至室温后,将产物减压蒸馏得到二羟基二丁醚产品,经GC测定,产品含量为96.6%。
实施例四
使用聚苯乙烯磺酸树脂催化剂,其它方法如实施例一,反应温度70℃,催化剂用量80%,反应时间0.5小时,转化率30%。反应后冷却,过滤,减压蒸馏得到二羟基二丁醚产品。经GC测定,产品含量为97.0%。
实施例五
使用聚苯乙烯磺酸树脂催化剂,催化剂用量18%,将150.0g(0.83mol)的1,3-丁二醇和催化剂一同加入到接有冷凝管的密封良好的250ml三口瓶中,油浴加热并搅拌,在减压(0.04~0.05MPa)下进行反应,反应过程中的低沸点杂质经过冷凝管接入圆底烧瓶,反应温度130~138℃,反应时间1.5小时,转化率74%。反应后冷却,过滤,减压蒸馏(114~124℃/5mm Hg)得到二羟基二丁醚产品。经GC测定,产品含量为97.1%。
实施例六
使用全氟磺酸树脂催化剂,催化剂用量5%,将200g的1,3-丁二醇和催化剂一同加入到接有冷凝管密封良好的500ml三口瓶中,油浴加热并搅拌,在减压(0.04~0.07mpa)下进行反应,反应过程中的低沸点杂质经过冷凝管接入到圆底烧瓶,反应温度127~145℃,反应1小时,转化率80%。反应后冷却,过滤,减压蒸馏(114~124℃/5mm Hg)得到二羟基二丁醚,经GC测定,产品含量为95.9%。
实施例七
使用甲苯酚酞磺酸树脂催化剂,催化剂用量8%,将150g的1,3-丁二醇加入到250ml三口瓶中,其它同方法六,反应温度125~134℃,反应1小时,转化率51%,。反应后冷却,过滤,减压蒸馏(114~124℃/5mmHg)得到二羟基二丁醚产品。经GC测定,产品含量为97.9%。
实施例八
使用卤素磺酸树脂催化剂,催化剂用量为8%,将150g的1,3-丁二醇加入到250ml三口瓶中,其它同方法六,反应温度164~178℃,反应1小时,转化率45%。反应后冷却,过滤,减压蒸馏(114~124℃/5mmHg)得到二羟基二丁醚。经GC测定,产品含量为97.3%。
实施例九
使用卤素磺酸树脂催化剂和全氟磺酸树脂催化剂按照1:5比例添加,催化剂用量为8%,将150g的1,3-丁二醇加入到250ml三口瓶中,其它同实施例六,反应温度125~148℃,反应1小时,转化率75%。反应后冷却,过滤,减压蒸馏(114~124℃/5mm Hg)得到二羟基二丁醚。经GC测定,产品含量为95.3%。
Claims (3)
1. 一种二羟基二丁醚的绿色制备方法,其特征在于,用质量百分比为1.0%~80%的阳离子交换树脂作为催化剂,在温度为70~190℃下10小时内催化1,3-丁二醇缩合制备二羟基二丁醚;将得到的二羟基二丁醚冷却、过滤、减压蒸馏,得到含量≥95%的二羟基二丁醚;
所述阳离子交换树脂是聚苯乙烯磺酸树脂、酚酞磺酸树脂、全氟磺酸树脂、卤素磺酸树脂中的一种或其混合。
2.根据权利要求1所述的二羟基二丁醚的绿色制备方法,其特征在于,所述的反应时间在0.5~4小时之间。
3.根据权利要求1或2所述的二羟基二丁醚的绿色制备方法,其特征在于,反应压力在0.04-0.1MPa。
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