CN110240543A - 一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种4‑溴‑3‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醇乙酸酯的制备方法，包括如下步骤：将异戊二烯和水的混合物连续泵入装填有溴代丁二酰亚胺的第一反应器中进行溴醇化反应，经第一精馏装置精馏后得到精馏产物4‑溴‑3‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醇和1‑溴‑2‑甲基‑3‑丁烯‑2‑醇；将精馏产物和乙酸酐的混合物连续泵入装填有固体酸催化剂的第二反应器中进行酯化重排反应，得到反应液；将反应液减压蒸馏回收乙酸及未反应的乙酸酐，经第二精馏装置精馏得到4‑溴‑3‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醇乙酸酯。本发明的4‑溴‑3‑甲基‑2‑丁烯‑1‑醇乙酸酯的制备方法产品收率高、易于实现连续化、规模化生产。

Description

一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法
技术领域
本发明涉及一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，属于医药中间体制备技术领域。
背景技术
4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯是生产维生素A及其衍生物的重要中间体。4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的分子式如下：
专利US4175204中提到，将异戊二烯加入到冰醋酸中搅拌均匀后，分批加入溴代丁二酰亚胺进行常温反应，反应结束，加入水和二氯甲烷进行萃取分层，二氯甲烷相用碳酸钠水溶液和氯化钠水溶液洗涤，加入无水硫酸镁干燥后过滤，减压蒸馏回收二氯甲烷，精馏得到产品4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯和1,2加成异构体1-溴-2-甲基-2-乙酰氧基-3-丁烯，1,2加成异构体结构如下：
再向1,2加成异构体中加入冰醋酸、醋酐及对甲苯磺酸进行重排，通过萃取蒸馏得到产品。
该方法存在以下不足之处：
1、异戊二烯过量较多，原料浪费较多。
2、溴代丁二酰亚胺需分批加入，异戊二烯易燃易爆，安全操作系数较低；
3、后处理工艺复杂，并产生大量废水；
4、需要额外进行重排反应将异构体转化为产品；
5、产品收率较低，仅有78%左右；
6、无法实现规模化、连续化生产。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，实现产品收率高、后处理工艺简单。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将异戊二烯和水的混合物连续泵入装填有溴代丁二酰亚胺的第一反应器中进行溴醇化反应，经第一精馏装置精馏后得到精馏产物4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇和1-溴-2-甲基-3-丁烯-2-醇；
（2）将精馏产物和乙酸酐的混合物连续泵入装填有固体酸催化剂的第二反应器中进行酯化重排反应，得到反应液；
（3）将反应液减压蒸馏回收乙酸及未反应的乙酸酐，经第二精馏装置精馏得到4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯。
通过采用上述技术方案，得到4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯，采用三步工艺，易于实现连续化、规模化生产。
优选地，所述步骤（1）中的异戊二烯、水和溴代丁二酰亚胺的摩尔投料比为1:1:1～1:1.2:1.2。
通过采用上述技术方案，采用一定摩尔比范围内的各种原料进行反应，既可以保证反应的进行，又能减少原料过量造成的后处理工艺复杂。
优选地，所述步骤（1）中的异戊二烯和水的混合物泵入的流量为20ml/h～50ml/h。
通过采用上述技术方案，采用合理流量范围，可以保证反应速率。
优选地，所述步骤（1）中的溴醇化反应温度为0～10℃。
优选地，所述步骤（2）中的精馏产物和乙酸酐的摩尔投料比为1:1～1:1.5。
优选地，步骤（2）所述精馏产物和乙酸酐的混合物泵入的流量为20ml/ h～50ml/h。
优选地，所述步骤（2）中的固体酸催化剂为732或D001型强酸性阳离子交换树脂。
通过采用上述技术方案，可以提高反应速率。
优选地，所述步骤（2）中的酯化重排反应温度为80～100℃。
通过采用上述技术方案，保证酯化重排一步完成，同时使得副产物减少，保证产品的产率和纯度。
优选地，所述第一反应器、第二反应器均为管式反应器，所述第一精馏装置、第二精馏装置均为精馏塔。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
（1）本发明的4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，无需加入过量的异戊二烯，同时将异戊二烯和水泵入到溴代丁二酰亚胺中反应，产物流出，生成的丁二酰亚胺固体留在管道中，无需分离；
（2）本发明采用固体酸催化剂替代传统的对甲苯磺酸、硫酸等，可重复使用且留在管道中，无需分离；
（3）本发明将酯化与重排反应一体化，简化工艺，产品收率较高，达到85%以上，而且后处理工艺简单；
（4）本发明的4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法采用管式反应器进行反应，易于实现连续化、规模化生产。
附图说明
图1是本发明的反应装置示意图。
具体实施方式
下面对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
实施例1
向管道反应器中装填187g溴代丁二酰亚胺固体颗粒，体积约为100ml。称取68g异戊二烯和20g水，启动计量泵将物料连续泵入，泵流量为40ml/h，控制反应温度为0℃。反应结束，气相检测异戊二烯反应完全，经精馏塔精馏得到110.8g精馏产物（4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇和1-溴-2-甲基-3-丁烯-2-醇），收率92%。将110.8g精馏产物和100g乙酸酐混合后泵入装填100g D001型强酸性阳离子交换树脂的管道反应器中，泵流量为50ml/h，酯化重排反应温度为100℃。反应结束，气相检测无1,2-加成异构体，先减压蒸馏回收反应生成的乙酸和未反应的乙酸酐，然后经精馏塔进行精馏，真空度0.2mmHg下收集57～65℃馏分，得到产物4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯178g，总收率为86%。
实施例2
向管道反应器中装填190g溴代丁二酰亚胺固体颗粒，体积约为100ml。称取68g异戊二烯和25g水，启动计量泵将物料连续泵入，泵流量为50ml/h，控制反应温度为5℃。反应结束，气相检测异戊二烯反应完全，经精馏塔精馏得到108.5g精馏产物（4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇和1-溴-2-甲基-3-丁烯-2-醇），收率90%。将108.5g精馏产物和105g乙酸酐混合后泵入装填100g 732型强酸性阳离子交换树脂的管道反应器中，泵流量为20ml/h，酯化重排反应温度为80℃。反应结束，气相检测无1,2-加成异构体，先减压蒸馏回收反应生成的乙酸和未反应的乙酸酐，然后经精馏塔进行精馏，真空度0.2mmHg下收集57～65℃馏分，得到产物4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯174g，总收率为84%。
实施例3
向管道反应器中装填187g溴代丁二酰亚胺固体颗粒，体积约为100ml。称取68g异戊二烯和20g水，启动计量泵将物料连续泵入，泵流量为20ml/h，控制反应温度为10℃。反应结束，气相检测异戊二烯反应完全，经精馏塔精馏得到113g精馏产物（4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇和1-溴-2-甲基-3-丁烯-2-醇），收率93.8%。将113g精馏产物和110g乙酸酐混合后泵入装填100g 732型强酸性阳离子交换树脂的管道反应器中，泵流量为40ml/h，酯化重排反应温度为90℃。反应结束，气相检测无1,2-加成异构体，先减压蒸馏回收反应生成的乙酸和未反应的乙酸酐，然后经精馏塔进行精馏，真空度0.2mmHg下收集57～65℃馏分，得到产物4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯184g，总收率为89%。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均属于本发明的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，包括如下步骤：
（1）将异戊二烯和水的混合物连续泵入装填有溴代丁二酰亚胺的第一反应器中进行溴醇化反应，经第一精馏装置精馏后得到精馏产物4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇和1-溴-2-甲基-3-丁烯-2-醇；
（2）将精馏产物和乙酸酐的混合物连续泵入装填有固体酸催化剂的第二反应器中进行酯化重排反应，得到反应液；
（3）将反应液减压蒸馏回收乙酸及未反应的乙酸酐，经第二精馏装置精馏得到4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯。
2.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（1）中的异戊二烯、水和溴代丁二酰亚胺的摩尔投料比为1:1:1～1:1.2:1.2。
3.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（1）中的异戊二烯和水的混合物泵入的流量为20ml/h～50 ml/h。
4.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（1）中的溴醇化反应温度为0～10℃。
5.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（2）中的精馏产物和乙酸酐的摩尔投料比为1:1～1:1.5。
6.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，步骤（2）所述精馏产物和乙酸酐的混合物泵入的流量为20ml/h～50ml/h。
7.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（2）中的固体酸催化剂为732或D001型强酸性阳离子交换树脂。
8.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述步骤（2）中的酯化重排反应温度为80～100℃。
9.根据权利要求1所述的一种4-溴-3-甲基-2-丁烯-1-醇乙酸酯的制备方法，其特征是，所述第一反应器、第二反应器均为管式反应器，所述第一精馏装置、第二精馏装置均为精馏塔。
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