CN105924353A - 2-羟基酸酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种2‑羟基酸酯的制备方法，属于有机合成技术领域。本发明所述的2‑羟基酸酯的制备方法，是以2‑羟基烃基氰为原料，加入由氯化氢、醇和水组成的反应液中，反应得到2‑羟基酸酯。本发明所述的2‑羟基酸酯的制备方法，不需要大量的非极性溶剂，一锅煮法得到目标产物，降低了生产成本，提高了生产效率和目标产物的纯度，节能环保。

Description

2-羟基酸酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种2-羟基酸酯的制备方法，属于有机合成技术领域。
背景技术
2-羟基酸酯是一种含有羟基和酯基的双官能团化合物，羟基可转化为氨基、卤化物等，脱羟基可转化为烯烃，酯基可转化为酰胺、酰氯、羧酸、还原为羟基等，可参与多种反应，合成多个化合物。由此可知，2-羟基酸酯在医药、农药及精细化学品领域有着广泛的应用。
2-羟基酸酯比如2-羟基乙酸酯、乳酸酯(2-羟基丙酸酯)等，一般都是由相应的酸与醇在催化剂存在下直接酯化得到(1)，或者由羟基乙酸盐、乳酸盐与氯化物合成(2)，原料易得，工业上常被采用。
但是，由于2位的羟基活性高，在催化剂存在下，可发生分子间(内)聚合、分子间(内)脱水等副反应，造成反应收率低，杂质多，纯度低等问题。
由2-羟基烃基氰也可以合成2-羟基酸酯，一般常用的方法是首先氰基水解为酸(3)，再与醇在催化剂存在下酯化合成(4)，但是同样存在上述杂质多，收率低的问题。
如果采用Pinner法，氰基与氯化氢、等摩尔的醇首先生成Pinner盐(5)，再与过量的醇进行醇解反应生成原酯(6)，原酯水解，得到2-羟基酸酯(7)，此方法需要低温反应，路线长，需要大量非极性的溶剂。
综上所述，以上生产2-羟基酸酯的方法都存在不足或者局限性，需要对其生产工艺进行进一步改善。
发明内容
本发明的目的在于提供一种2-羟基酸酯的制备方法，其不需要大量的非极性溶剂，一锅煮法得到目标产物，降低了生产成本，提高了生产效率和目标产物的纯度，节能环保。
本发明所述的2-羟基酸酯的制备方法，是以2-羟基烃基氰为原料，加入由氯化氢、醇和水组成的反应液中，反应得到2-羟基酸酯。
通入氯化氢时的温度控制在-10～20℃。
通入氯化氢后成盐反应时间为2～12小时，利用氮气置换氯化氢的时间为1～5小时，升温回流时间为2～8小时。
所述2-羟基烃基氰由醛、催化剂和氢氰酸反应制得。
滴加氢氰酸时的温度为-10～10℃。
加入氢氰酸后反应时间为1～4小时。
所述醛与氢氰酸、氯化氢、醇和水的摩尔比为1：1～1.1：1～3：1～6：1～2，优选的，摩尔比为1：1.05：2：2.5：1.5。
所述催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、三甲胺或三乙胺等碱性物质。
所述醛为甲醛、乙醇、丙醛、正丁醛、异丁醛、正戊醛、异戊醛、苯甲醛或苯乙醛等。
所述催化剂用量为醛质量的0.5～5％。
本发明在Pinner法的基础上，研究了一条适合的工艺路线，Pinner盐不经过醇解到原酯，而是Pinner盐直接水解，得到2-羟基酸酯(8)。此方法不需要大量的非极性溶剂，一锅煮法得到反应产物，经过普通的精馏，得到高纯度的2-羟基酸酯。具体反应方程式如下：
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明不需要大量的非极性溶剂，经过一锅煮法即可得到目标产物，降低了生产成本，提高了生产效率和目标产物的纯度，节能环保。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但其并不限制本发明的实施。
实施例1
向四口反应瓶中，加入81g(1mol)37％的工业甲醛，0.4g氢氧化钠，搅拌下降温到-10℃，保温在-10～0℃，通过滴液漏斗，滴加28g(1.04mol)工业氢氰酸，0℃以下保温1小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基乙腈。
向上述得到的2-羟基乙腈中，加入75g(1.55mol)工业乙醇，保持温度-10～-5℃，通入氯化氢气体71g(2.0mol)，低温反应2小时，通入1小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，反应液升温到回流，保温2小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，得到2-羟基乙酸乙酯(乙醇酸乙酯)82g，反应收率78.85％，使用气相色谱仪，采用面积归一法测得纯度为99.62％。前馏为工业乙醇，可回收套用。
实施例2
向四口反应瓶中，加入45g(1mol)98％的工业乙醛，0.5g三乙胺，搅拌下降温到-10℃，保温在-10～0℃，通过滴液漏斗，滴加28g(1.05mol)工业氢氰酸，0℃以下保温1小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基丙腈。
向上述得到的2-羟基丙腈中，加入80g(2.5mol)工业甲醇，保持温度-10～-5℃，通入氯化氢气体55g(1.5mol)，低温反应2小时，通入1小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，加入20g(1.11mol)蒸馏水，反应液升温到回流，保温2小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，得到2-羟基丙酸甲酯(乳酸甲酯)89g，反应收率85.58％，使用气相色谱仪，采用面积归一法测得纯度为99.65％。前馏回收无水甲醇，可回收套用。
实施例3
向四口反应瓶中，加入73.5g 98％(1mol)的工业正丁醛，0.5g三甲胺，搅拌下降温到-10℃，保温在-10～0℃，通过滴液漏斗，滴加30g(1.1mol)工业氢氰酸，5℃以下保温4小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基戊腈。
向上述得到的2-羟基戊腈中，加入160g(5mol)工业甲醇，保持温度-10～-5℃，通入氯化氢气体73g(2mol)，低温反应6小时，通入2小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，加入27g(1.5mol)蒸馏水，反应液升温到回流，保温4小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，得到2-羟基戊酸甲酯116g，反应收率87.8％，使用气相色谱仪，采用面积归一法测得纯度99.4％。前馏回收无水甲醇，可回收套用。
实施例4
向四口反应瓶中，加入108g 98％(1mol)的工业苯甲醛，1.0g三乙胺，搅拌下降温到-10℃，保温在-10～0℃，通过滴液漏斗，滴加30g(1.1mol)工业氢氰酸，10℃以下保温6小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基苯乙腈。
向上述得到的2-羟基戊腈中，加入160g(5mol)工业甲醇，保持温度-10～-5℃，通入氯化氢气体92g(2.5mol)，低温反应6小时，通入4小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，加入27g(1.5mol)蒸馏水，反应液升温到回流，保温6小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，回收甲醇和水，粗品用适量无水甲醇重结晶，得到浅黄色α-羟基苯乙酸甲酯(扁桃酸甲酯)结晶135g，反应收率81.5％，mp.55～56℃。
实施例5
向四口反应瓶中，加入87.8g 98％(1mol)的工业正戊醛，1.0g27.5％的甲醇钠，搅拌下降温到-10℃，保温在-10～0℃，通过滴液漏斗，滴加28.5g(1.05mol)工业氢氰酸，5℃以下保温6小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基己腈。
向上述得到的2-羟基己腈中，加入192g(6mol)工业甲醇，保持温度0～-15℃，通入氯化氢气体92g(2.5mol)，低温反应6小时，通入4小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，加入36g(2mol)蒸馏水，反应液升温到回流，保温2小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，得到2-羟基己酸甲酯125g，反应收率85.6％，使用气相色谱仪，采用面积归一法测得纯度99.2％。前馏回收无水甲醇，可回收套用。
实施例6
向四口反应瓶中，加入73.5g 98％(1mol)的工业正丁醛，1.0g乙醇钠，搅拌下降温到-5℃，保温在-5～0℃，通过滴液漏斗，滴加30g(1.1mol)工业氢氰酸，10℃以下保温4小时，使用少量盐酸，调节pH到2，得到2-羟基戊腈。
向上述得到的2-羟基戊腈中，加入195g(4mol)工业乙醇，保持温度-10～-5℃，通入氯化氢气体110g(3mol)，低温反应8小时，通入3小时氮气，赶出过量的氯化氢气体，加入18g(1mol)蒸馏水，反应液升温到回流，保温2小时，降温，过滤出生成的氯化铵，反应液精馏，得到2-羟基己酸乙酯117g，反应收率80％，使用气相色谱仪，采用面积归一法测得纯度99.4％。前馏回收乙醇，可回收套用。

Claims (10)

1.一种2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：以2-羟基烃基氰为原料，加入由氯化氢、醇和水组成的反应液中，反应得到2-羟基酸酯。
2.根据权利要求1所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：通入氯化氢时的温度控制在-10～20℃。
3.根据权利要求1所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：通入氯化氢后成盐反应时间为2～12小时，利用氮气置换氯化氢的时间为1～5小时，升温回流时间为2～8小时。
4.根据权利要求1所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：2-羟基烃基氰由醛、催化剂和氢氰酸反应制得。
5.根据权利要求4所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：滴加氢氰酸时的温度为-10～10℃。
6.根据权利要求4所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：加入氢氰酸后反应时间为1～4小时。
7.根据权利要求4所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：醛与氢氰酸、氯化氢、醇和水的摩尔比为1：1～1.1：1～3：1～6：1～2。
8.根据权利要求7所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：醛与氢氰酸、氯化氢、醇和水的摩尔比为1：1.05：2：2.5：1.5。
9.根据权利要求4所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：催化剂为氢氧化钠、氢氧化钾、碳酸钠、碳酸钾、甲醇钠、乙醇钠、三甲胺或三乙胺。
10.根据权利要求4所述的2-羟基酸酯的制备方法，其特征在于：催化剂用量为醛质量的0.5～5％。
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