CN109111363A - 一种乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法 - Google Patents

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邱滔
孙林慧
孙益群
业绪华
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Abstract

本发明公开了一种使用双阳离子液体催化合成乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的合成方法。所述方法以原甲酸三乙酯和丙二酸二乙酯为原料，离子液体与乙酸酐作为反应体系催化剂，在125℃下反应8h。反应完成后，过滤回收离子液体催化剂，通过减压蒸馏滤液收集产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯。本发明方法使用新型双阳离子液体催化剂合成的产品收率95％以上，转化率100％，离子液体催化活性优良且具有一定的循环使用性，明显提高反应的收率，缩短了反应时间。

Description

一种乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法
技术领域
本发明属于化学合成技术领域，具体涉及一种乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法。
背景技术
乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯是医药和燃料工业的重要杂环中间体，可用作合成吡唑、喹啉、嘧啶、异噁唑等化合物的原料。目前乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯合成主要有三种方法：双组份单体缩合法、外加溶剂催化法和催化缩合法。目前主要采用采用的合成工艺是催化缩合法。将原料丙二酸二乙酯、原甲酸三乙酯、乙酸酐及催化剂按配料比反应，以无水氯化锌作为催化剂，反应温度140℃，反应时间8h，最后1h保持在160℃，产品收率达到90％以上，产品纯度达到99％以上。使用金属离子作为催化剂，在工业生产的减压蒸馏过程中，产生结焦现象。后续的改进工艺则是采用活性白土作为载体，负载5％Zn作为催化剂，催化剂用量为丙二酸二乙酯的0.3％(质量分数)，用少量乙酸或乙酸酐做为缩合介质合成的乙氧基亚甲基丙二酸乙酯收率可达98％。通过改良催化剂，重金属离子含量得到一定程度的控制，反应收率得到了显著提高，但是反应时间过长，能耗较高，从而导致生产成本较高。因此找到合适的催化剂催化该反应体系的合成，在目前的社会政策环境中势在必行。
发明内容
本发明的目的在于提供一种通过可循环使用的新型双阳离子液体催化剂，明显提高反应的收率，缩短反应时间的乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法。
实现本发明目的的技术方案如下：
以原甲酸三乙酯和丙二酸二乙酯为原料，乙酸酐与离子液体作为反应体系催化剂，在 125℃下反应8h。反应结束后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯。反应体系中原甲酸三乙酯、丙二酸二乙酯、乙酸酐的摩尔比为1.37：1：2.5，离子液体用量为原料丙二酸二乙酯质量的0.1～0.5％。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)本发明合成方法提高了收率，降低了成本；
2)本发明催化剂催化活性高，绿色环保且具有一定的循环使用性；
3)本发明明显缩短了反应时间。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步的解释说明。
离子液体前驱体的合成
以1,2-双(N-甲基咪唑)乙烷氯盐([C2(Mim)2]2Cl)的制备为例。在氮气保护下，在100mL 三口烧瓶中加入8.2100g(0.10mol)N-甲基咪唑和3mL乙腈，再用恒压滴液漏斗缓慢滴加稍过量的5.1459g(0.052mol)1,2-二氯乙烷，于85℃油浴加热下搅拌回流48h。反应结束后，将混合物冷却静置析出固体。减压蒸除乙腈，固体用乙酸乙酯洗涤3次，旋蒸去除乙酸乙酯得白色晶体1,2-双(N-甲基咪唑)乙烷氯盐([C2(Mim)2]2Cl)。其余1,4-双(N-甲基咪唑)丁烷氯盐 ([C4(Mim)2]2Cl)，1,6-双(N-甲基咪唑)己烷氯盐([C6(Mim)2]2Cl)，1,2-双(N-丁基咪唑)乙烷氯盐 ([C2(Bim)2]2Cl)，1,4-双(N-丁基咪唑)丁烷氯盐([C4(Bim)2]2Cl)，1,6-双(N-丁基咪唑)己烷氯盐 ([C6(Bim)2]2Cl)，1,2-双(N-己基咪唑)乙烷氯盐([C2(Him)2]2Cl)均按类似方法制备，用10％的乙酸乙酯和乙腈混合溶剂进行结晶。
氯铝酸盐离子液体的制备
以1,2-双(N-甲基咪唑)乙烷氯铝酸盐离子液体([C2(Mim)2]2Cl-nAlCl3，n＝2)的制备为例。在氮气氛围下，在反应管中先加入2.6317g(0.01mol)[C2(Mim)2]2Cl，再缓慢加入2.6668g(0.02 mol)AlCl3，加热搅拌溶解呈微黄色透明液体。其余不同咪唑类离子液体均按上述方法加入不同摩尔比的AlCl3可以制得。
实施例1
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及离子液体催化剂([C2(Mim)2]2Cl-2AlCl3(0.3g)，在125℃下搅拌反应，反应8h后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯25.7g，收率98.86％。
实施例2
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及离子液体催化剂([C4(Mim)2]2Cl-2AlCl3(0.58g)，在125℃下搅拌反应，反应8h后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯25.2g，收率97.15％。
实施例3
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及离子液体催化剂([C6(Mim)2]2Cl-2AlCl3(0.95g)，在125℃下搅拌反应，反应8h后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯25.08g，收率96.65％。
实施例4
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及离子液体催化剂([C2(Bim)2]2Cl-2AlCl3(0.46g)，在125℃下搅拌反应，反应8h后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯25.31g，收率97.54％。
实施例5
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及离子液体催化剂([C4(Mim)2]2Cl-2AlCl3(0.65g)，在125℃下搅拌反应，反应8h后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯25.18g，收率97.06％。
对比例1-使用ZnCl2催化剂
向250mL四口烧瓶中加入原甲酸三乙酯24g(0.16mol)，丙二酸二乙酯19.2g(0.12mol)，乙酸酐30.2g(0.30mol)及ZnCl2(0.01g)，在102-115℃下加热2.5小时后，在115-127℃加热7小时(加热第八小时后，补加6.0g(0.06mol)乙酸酐和4.8g(0.03mol)原甲酸三甲酯)， 127-145℃2小时，145-155℃2小时。在13.5小时加热结束时，将混合物冷却至室温并过滤催化剂，通过减压蒸馏收集130～132℃的馏分，即为产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯13-15.6g，收率50-60％。

Claims (6)

1.一种乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
以原甲酸三乙酯和丙二酸二乙酯为原料，离子液体与乙酸酐作为反应体系催化剂，在125℃下反应8h。反应结束后，过滤回收离子液体催化剂，滤液冷却至室温，通过减压蒸馏收集产物乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯。反应体系中原甲酸三乙酯、丙二酸二乙酯和乙酸酐的摩尔比为1.37：1：2.5，离子液体用量为原料丙二酸二乙酯质量的0.1～0.5％。
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的原甲酸三乙酯、丙二酸二乙酯和乙酸酐的摩尔比为1.37：1：2.5。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的离子液体用量为原料丙二酸二乙酯质量的0.1～0.5％。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的离子液体由氯化双咪唑鎓盐前驱体与AlCl3络合合成催化剂，前驱体与AlCl3的摩尔比为1：2。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的反应温度为125℃。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述的反应时间为8h。
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CN112898152A (zh) * 2020-12-30 2021-06-04 杭州新本立医药有限公司 乙氧基亚甲基丙二酸二乙酯的制备方法
CN117886693A (zh) * 2024-03-15 2024-04-16 深圳市普利凯新材料股份有限公司 一种3-乙氧基丙烯酸乙酯的合成方法

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