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
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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