CN106938991B - 一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种制备2，5‑二甲氧基二氢呋喃的方法，以呋喃和甲醇为原料，用氯气代替单质溴，以硫代硫酸钠为活性剂，采用脉冲加氯法在电解反应床以电解催化方法一步合成二甲氧基二氢呋喃，减少了物料接触时间、减少了副反应的产生，使得氯化后的甲氧基化反应速度加快，呋喃转化率明显提高，最终可以使二甲氧基二氢呋喃的综合生产成本降低30％左右。

Description

一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法
技术领域
本发明属于有机合成技术领域，具体涉及一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法。
背景技术
2,5-二甲氧基-2,5-二氢呋喃是一种重要的精细化工产品，它是合成抗胆碱药物阿托品硫酸盐及山莨碱的中间体，还可用作照相坚膜试剂；直接水解生成2-羟基-1,4-丁二醛；用RaneyNickel催化还原可制得2,5-二甲氧基四氢呋喃，加氢后水解可得丁二醛。目前在医药、饲料添加剂蟹青素生产中作为重要的原料，已引起业界高度重视。
制备二甲氧基二氢呋喃的传统方法是以呋喃和甲醇在单质溴的参与下反应，溴化后再甲氧基化。该方法对单质溴的消耗很大，加上使用固体碱难以实现连续化生产，生产成本高，企业基本无利可言。而且由于该方法为间歇式反应，反应物料接触时间长，反应热难以及时移去，伴随副反应产物多，环境污染物处理复杂，呋喃的转化率低，产品质量较差。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的不足之处，提供一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，采用通氯的方法，大大降低生产成本，综合生产成本降低了30％左右，提高了产品的市场竞争力，同时采用脉冲加氯法，降低了氯污染，提高了利用率。
为了解决上述技术问题，本发明提供一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为40-60℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
上述方法中电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环，通过循环泵将反应液进行外部循环，增加反应液的流通，保证电极板表面的活性物质的持续生成与快速流通反应，防止电解区域的活性物质堆积，造成局部浓度分布不均匀，降低合成效率。
上述方法中的氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为5-10mL/次，所述氯气通入间隔为3-5s/次，采用脉冲式降入氯气的方式能够大大提高氯气的使用效率，保证氯气的充分反应，解决了氯气反应不充分带来的污染问题。
上述方法中的硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.1-0.3％，硫代硫酸钠在电解反应床中快速形成活性物质的同时能够产生电解质，提高反应液的电解效果，大大提高了电解效率，加快反应进程，同时能够充分反应氯气，大大提高了氯气的反应程度。
所述碱水采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液，碱水能够将反应过程中产生的气体吸收，在加热条件下，产生的氯化氢会挥发出来，通过吸收能够保证反应液的pH，防止酸性过度降低反应效率。
所述电解反应池以氯碱工艺为电解基础原理，故，可以采用DSA电极或BDD电极，以氯碱工艺为电解原理能够快速有效的处理氯气，能够保证氯气快速处理的同时保证氧化性能，促进反应的进行。
所述电解反应床采用交流电，电压为5-10V，电流密度为5000-8000A/m2，交流电的使用能够交互进行正极反应，能够对电极起到良好的保护作用，增加使用寿命。
本发明采用六代硫酸钠作为活性剂，并且作为具有导电性能的电解质，辅以脉冲加氯法，使得氯化后的甲氧基化反应速度加快，减少了物料接触时间、减少了副反应的产生，从而使二甲氧基二氢呋喃的生产可以连续进行，同时呋喃的转化率也得以明显提高，同时提高了氯气的反应率，大大降低了氯污染。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
(1)本发明采用通氯的方法，大大降低生产成本，综合生产成本降低了30％左右，提高了产品的市场竞争力，同时采用脉冲加氯法，降低了氯污染，提高了利用率。
(2)本发明副产的氯化氢气体部分被碱水吸收，以副产品供下游厂家使用，减轻了环保压力，于企业于社会有一定的意义。
(3)本发明采用硫代硫酸钠作为活性剂与电解质，不仅大大降低电解耗能，同时大大提高了电解效率，减少了引发剂等有机药物的使用，降低了副反应的产生。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述：
实施例1
一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为40℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
所述电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环。
所述氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为5mL/次，所述氯气通入间隔为3s/次。
所述硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.1％。
所述碱水采用氢氧化钠溶液。
所述电解反应池采用DSA电极。
所述电解反应床采用交流电，电压为5V，电流密度为5000A/m2。
实施例2
一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为60℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
所述电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环。
所述氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为10mL/次，所述氯气通入间隔为5s/次。
所述硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.3％。
所述碱水采用氢氧化钠溶液。
所述电解反应池采用DSA电极。
所述电解反应床采用交流电，电压为10V，电流密度为8000A/m2。
实施例3
一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为50℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
所述电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环。
所述氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为8mL/次，所述氯气通入间隔为4s/次。
所述硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.2％。
所述碱水采用氢氧化钾溶液。
所述电解反应池采用BDD电极。
所述电解反应床采用交流电，电压为8V，电流密度为7000A/m2。
实施例4
一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为50℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
所述电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环。
所述氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为66mL/次，所述氯气通入间隔为4s/次。
所述硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.2％。
所述碱水采用氢氧化钾溶液。
所述电解反应池采用BDD电极。
所述电解反应床采用交流电，电压为6V，电流密度为6000A/m2。
与目前的合成法和电解法相比较，含量得到了稳步提高，大大降低了成本，同时解决了化学合成法难以实现连续化生产，生产成本高的问题，也解决了目前电解方法生产效率低，难以实现工业化的问题。
以上所述仅为本发明的一实施例，并不限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (6)

1.一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于：其步骤如下：
步骤1，将甲醇与呋喃搅拌均匀后加入少量硫代硫酸钠形成混合液,所述硫代硫酸钠的加入量是呋喃的0.1-0.3％；
步骤2，将混合液通过计量泵加入至电解反应床内，同时通入氯气至电解反应床的电解区域底部，反应温度为40-60℃；
步骤3，反应结束后反应液通入冷凝管进行冷凝，反应中或者冷凝中的气体通入碱水中吸收；
步骤4，将反应液进行旋转蒸发后得到浓缩液，然后加入碳酸钠颗粒中和，真空蒸馏得到纯净产物，沸点52-54℃/1.73KPa。
2.根据权利要求1所述的一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于，所述电解反应床设置有循环泵，所述循环泵将电解反应床上端的反应液通至电解反应床底部，形成外循环。
3.根据权利要求1所述的一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于，所述氯气采用脉冲加入方式进行加入，所述氯气的加入量为5-10mL/次，所述氯气通入间隔为3-5s/次。
4.根据权利要求1所述的一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于，所述碱水采用氢氧化钠或氢氧化钾溶液。
5.根据权利要求1所述的一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于，所述电解反应池采用DSA电极或BDD电极。
6.根据权利要求1所述的一种制备2，5-二甲氧基二氢呋喃的方法，其特征在于，所述电解反应床采用交流电，电压为5-10V，电流密度为5000-8000A/m2。
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