CN104478681B - 一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法 - Google Patents
一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法。该1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，包括以下步骤：将1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯缓慢加入到醇水混合溶液中升温进行反应，反应温度为20℃~60℃，反应时间为2~4h，反应结束后升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到3,3-二甲基丁醛。本发明采用水和甲醇的混合溶液作为溶剂，使1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯与溶剂更好的混合，无需加入催化剂，在温和条件下即发生水解，极大的避免了高温聚合副产物的产生，甲醇可回收重复利用，进一步节约成本，减少了废水废气的排放，进一步减轻了环保压力，操作简单，适合工业化生产。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，具体涉及一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法。
背景技术
3,3-二甲基丁醛是制备纽甜的重要中间体，由于其价格昂贵以及原料阿斯巴甜生产工艺的成熟，欲降低纽甜的原料成本，只能从降低3,3-二甲基丁醛的成本、提高3,3-二甲基丁醛的收率出发。
中国专利CN102295541A公开了一种3,3-二甲基丁醛的制备方法，具体为：①将50公斤二氯甲烷置入反应釜中，打开搅拌及冷却循环，待降温至-7℃~-2℃时，加入三氯化铝1.3公斤，在3小时滴加叔丁基氯20公斤，再在2小时内滴加18.6公斤醋酸乙烯酯，滴加结束后在-2℃~0℃下保温反应2小时；反应结束后，向反应釜中打入14公斤去离子水，充分搅拌，分取有机层，用6.7公斤5%碳酸钠溶液洗涤有机层至PH值为8~9，再萃取二氯甲烷有机层，加入5公斤无水硫酸钠干燥后，在30℃~50℃下浓缩回收二氯甲烷至尽，继续减压蒸馏，收集60℃~64℃l20mmHg馏分，得无色液体1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯35.7公斤；②将1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯35.7公斤置入反应釜中，加入10%盐酸10公斤，加热至100℃~110℃回流3小时，回流结束后，继续升温蒸馏，收集104℃~106℃馏分，得到19.4公斤3,3-二甲基丁醛。其中提到了1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解，其水解方法为加10%盐酸催化，加热到100℃~110℃水解。该1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解温度高，体系难以混合，在水解过程中有大量高温聚合副反应，同时生成的副产物后处理困难，且需要加入催化剂盐酸催化水解，工艺比较复杂；高温下反应耗能比较高，增加了产物的原料成本。
发明内容
为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种新的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，具有无需加入催化剂，反应条件温和，能够规模化生产等优点。
本发明是通过下述的技术方案来实现的：
一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，包括以下步骤：
将1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯缓慢加入到醇水混合溶液中升温进行反应，反应温度为20℃~60℃，反应时间为2~4h，反应结束后升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到3,3-二甲基丁醛。
上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，所述醇为甲醇或乙醇中的一种或两种。
优选的，上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，所述醇为甲醇。
上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，所述醇和水混合溶液的质量比为3:1。
优选的，上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，所述1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯与醇水混合后的反应温度为40℃。
优选的，上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法中，所述反应时间为3h。
优选的，上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，详细步骤如下：
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至20℃~60℃，保温2~4h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到39.0g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.82%，收率为97.5%。
优选的，上述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，详细步骤如下：
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至40℃，保温2h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到37.6g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.80%，收率为94.0%。
本发明对现有1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解工艺进行了改进，鉴于1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯与水不互溶，需要高温及催化剂催化方能实现酯的水解，本发明采用水和甲醇的混合溶液作为溶剂，使1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯与溶剂更好的混合，无需加入催化剂，在温和条件下即发生水解，极大的避免了高温聚合副产物的产生，甲醇可回收重复利用，进一步节约成本，减少了废水废气的排放，进一步减轻了环保压力，操作简单，适合工业化生产。
本申请对CN102295541A中记载的技术和本发明的技术方案进行了成本核算，具体见表1和表2。
表1CN102295541A专利记载的技术方案生产3,3-二甲基丁醛成本核算
表2本发明记载的技术方案生产3,3-二甲基丁醛成本核算
在未考虑蒸汽费用的前提下，本发明较CN102295541A每公斤3,3-二甲基丁醛节省0.76元，虽然原料成本降低有限，但是由于生产量大，所以降低原料成本占据市场还是有很大优势。
附图说明
图1为本发明实施例1制备的3,3-二甲基丁醛粗品的气相检测图谱。
图2为对比例1制备的3,3-二甲基丁醛粗品的气相检测图谱。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明，以便本领域的技术人员更了解本发明，但并不因此限制本发明。
实施例1
将30.0g乙醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至20℃，保温4h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到37.8g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.79%，收率为94.5%。
实施例2
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至40℃，保温3h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到39.0g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.82%，收率为97.5%。
实施例3
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至40℃，保温2h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到37.6g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.80%，收率为94.0%。
对比例1参照CN102295541A实施例制备
将1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯773公斤置入1500升反应釜中，同时加入15%硫酸100公斤，加热至100℃~110℃回流3小时，回流结束后，继续升温蒸馏，收集104℃~106℃馏分，得到405公斤3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.8%，收率为95.5%。
将实施例1和对比例1制备的3,3-二甲基丁醛的粗品进行了检验，其气相图谱见图1和图2。
产品采用气相检测纯度，检测条件为80℃保温6min，25℃/min升温到250℃，保温6min。进样口温度设定250℃，检测器温度设定250℃。
图1为本发明实施例2制备的3,3-二甲基丁醛粗品的气相检测图谱。图1中，3.6min处的峰为未处理完的溶剂，4.1min出的峰为3,3-二甲基丁醛产品。高温催化水解产生的聚合物主要集中在10min~20min。由图1可见，本发明的实施例1制备的3,3-二甲基丁醛，其仅在11min处有1个占0.243%的杂质。其杂质数量少，主产品含量高。
图2为本发明对比例1制备的3,3-二甲基丁醛粗品的气相检测图谱。图2中，3.6min处的峰为未处理完的溶剂，4.3min处的峰为3,3-二甲基丁醛产品。高温催化水解产生的聚合物主要集中在10min~20min。由图2可见，对比例制备的3,3-二甲基丁醛，其高温聚合杂质数量多，杂质量大，其高温聚合物总杂质量高达2.452%，是本发明产品高温聚合杂质含量的10倍。
本发明的技术方案并不限制于本发明所述的实施例的范围内。本发明未详尽描述的技术内容均为公知技术。
Claims (7)
1.一种1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，其特征在于，包括以下步骤：
将1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯缓慢加入到醇水混合溶液中升温进行反应，反应温度为20℃~60℃，反应时间为2~4h，反应结束后升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到3,3-二甲基丁醛；所述醇为甲醇或乙醇中的一种或两种。
2.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，其特征在于，所述醇为甲醇。
3.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，其特征在于，所述醇和水混合溶液的质量比为3:1。
4.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，其特征在于，所述1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯与醇水混合后的反应温度为40℃。
5.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，其特征在于，所述反应时间为3h。
6.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，详细步骤如下：
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至20℃~60℃，保温2~4h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到39.0g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.82%，收率为97.5%。
7.根据权利要求1所述的1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯的水解方法，详细步骤如下：
将30.0g甲醇与10.0g水加入反应瓶中，搅拌条件下缓慢加入71.4g1-氯-3,3-二甲基丁基乙酸酯，投料完毕升温至40℃，保温2h，保温完毕升温精馏，收集99℃~102℃馏分，得到37.6g3,3-二甲基丁醛，产品纯度为99.80%，收率为94.0%。
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