CN112759566B - 液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用、α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种液体甲醇钠在合成α‑乙酰‑γ‑丁内酯中的应用、α‑乙酰‑γ‑丁内酯的合成方法,涉及有机合成技术领域,α‑乙酰‑γ‑丁内酯的合成方法包括以下步骤:(a)乙酸酯类化合物与γ‑丁内酯进行预酰化反应;(b)向步骤(a)的反应液内加入液体甲醇钠进行混合反应;(c)步骤(b)反应结束后浓缩收甲醇并将浓缩后的反应液转入酰化釜内;(d)酰化釜内补加乙酸酯类化合物进行酰化反应;(e)经中和、过滤、浓缩后得到α‑乙酰‑γ‑丁内酯粗品。本发明使用液体甲醇钠代替固体甲醇钠进行酰化合成,实现投料液体化及密闭化,降低现场投料风险,合成收率提升至96%以上。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域,尤其是涉及一种液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用、α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法。
背景技术
α-乙酰-γ-丁内酯(ABL)是一种重要的医药中间体和有机化工原料。通常采用的反应路线为:在强碱(金属钠,金属钾,醇钠,氨基钠等)存在下,催化乙酸乙酯和γ-丁内酯进行酰化反应合成α-乙酰-γ-丁内酯。
现有α-乙酰-γ-丁内酯合成酰化工序中使用的原料为固体甲醇钠,需要人工往反应釜内进行加料,因固体甲醇钠容易吸潮自燃,火灾风险较大。固体甲醇钠易扬尘,投料过程中粉尘较大,员工吸入对身体伤害较大。使用固体甲醇钠工艺,α-乙酰-γ-丁内酯合成工序整体收率为89%。
有鉴于此,特提出本发明。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用。
本发明的目的之二在于提供一种α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法。
为了实现本发明的上述目的,特采用以下技术方案:
第一方面,本发明提供了一种液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用。
进一步的,所述应用包括:每100gγ-丁内酯,所述液体甲醇钠的使用量为235-282g。
第二方面,本发明提供了一种α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法,包括以下步骤:
在液体甲醇钠的存在下催化乙酸酯类化合物和γ-丁内酯进行酰化反应合成α-乙酰-γ-丁内酯。
进一步的,所述合成方法包括以下步骤:
(a)乙酸酯类化合物与γ-丁内酯进行预酰化反应;
(b)向步骤(a)的反应液内加入液体甲醇钠进行混合反应;
(c)步骤(b)反应结束后浓缩收甲醇并将浓缩后的反应液转入酰化釜内;
(d)酰化釜内补加乙酸酯类化合物进行酰化反应;
(e)经中和、过滤、浓缩后得到α-乙酰-γ-丁内酯粗品。
进一步的,步骤(a)中,乙酸酯类化合物与γ-丁内酯的质量比为2.5-2.75:1;
优选地,步骤(a)中,预酰化的反应温度为常温,反应时间为4-6小时。
进一步的,步骤(b)中,液体甲醇钠的加入量为每100gγ-丁内酯235-282g;
优选地,步骤(b)中,混合反应时间为1-3小时。
进一步的,步骤(d)中,乙酸酯类化合物的补加量为150-175g。
优选地,步骤(d)中,酰化反应的反应条件包括:升温至85-90℃保温3-5小时。
进一步的,步骤(e)中,用醋酸进行中和;
优选地,醋酸的加入量为85-90g。
进一步的,浓缩后得到的α-乙酰-γ-丁内酯粗品中α-乙酰-γ-丁内酯的含量为72-73.2%,收率为92.6-96%。
本发明提供的液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用、α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法至少具有如下有益效果:
1、本发明使用液体甲醇钠代替固体甲醇钠进行酰化合成,实现投料液体化及密闭化,降低现场投料风险。
2、使用液体甲醇钠代替固体甲醇钠进行酰化合成,将α-乙酰-γ-丁内酯合成收率由89%提升至96%以上。
具体实施方式
下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
目前α-乙酰-γ-丁内酯合成酰化工序中使用的原料为固体甲醇钠,风险大、不环保,且α-乙酰-γ-丁内酯收率较低。
根据本发明的第一个方面,提供了一种液体甲醇钠在合成α-乙酰-γ-丁内酯中的应用。
液体甲醇钠是指无色至微黄色粘稠液体,溶解于甲醇的甲醇钠。
对液体甲醇钠的来源不作限定,可以自行配置得到也可以市售购买获得。
通过采用液体甲醇钠作为原料,解决了固体甲醇钠风险高,对人员健康影响大,收率低的问题。
在一种优选的实施方式中,液体甲醇钠中甲醇钠含量为28.9-31.0%,甲醇含量为69.0-70.7%,氢氧化钠含量≤0.5%,碳酸钠含量≤0.1%,水分含量≤0.2%。
需要控制液体甲醇钠中的水分含量,水分超标收率会明显下降。
所述应用具体包括:
(a)乙酸酯类化合物与γ-丁内酯进行预酰化反应;
(b)向步骤(a)的反应液内加入液体甲醇钠进行混合反应;
(c)步骤(b)反应结束后浓缩收甲醇并将浓缩后的反应液转入酰化釜内;
(d)酰化釜内补加乙酸酯类化合物进行酰化反应;
(e)经中和、过滤、浓缩后得到α-乙酰-γ-丁内酯粗品。
乙酸酯类化合物包括但不限于乙酸甲酯(醋酸甲酯)、乙酸乙酯等。
优选地,步骤(a)中,乙酸酯类化合物与γ-丁内酯的质量比为2.5:1-2.75:1,例如2.5:1、2.55:1、2.6:1、2.65:1、2.7:1、2.75:1;
优选地,步骤(a)中,预酰化的反应温度为常温,反应时间为4-6小时,例如4、5、6h。
优选地,步骤(b)中,液体甲醇钠的加入量为235-282g(每100gγ-丁内酯计),例如235g、240g、245g、250g、255g、260g、265g、270g、275g或280g;
优选地,步骤(b)中,混合反应时间为1-3小时,例如1、2、3h。
优选地,步骤(d)中,乙酸酯类化合物的补加量为150-175g,例如150g、155g、160g、165g、170g、175g。该补加量建立在前述基础上。
优选地,步骤(d)中,酰化反应的反应条件包括:升温至85-90℃(例如85、86、87、88、89、90℃)保温3-5小时(例如3、4、5h)。
优选地,步骤(e)中,用醋酸进行中和;
优选地,醋酸的加入量为85-90g,例如85g、86g、87g、88g、89g、90g。
进一步的,浓缩后得到的α-乙酰-γ-丁内酯粗品中α-乙酰-γ-丁内酯的含量为72%-73.2%,收率为92.6%-96%。
在一种优选的实施方式中,步骤(b)中液体甲醇钠的液体甲醇钠用量为原料γ-丁内酯的2.35-2.82倍,例如2.35、2.4、2.45、2.5、2.55、2.6、2.65、2.7、2.75、2.8倍。
根据本发明的第二个方面,提供了一种α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法,包括以下步骤:
在液体甲醇钠的存在下催化乙酸酯类化合物和γ-丁内酯进行酰化反应合成α-乙酰-γ-丁内酯。
本发明使用液体甲醇钠代替固体甲醇钠进行酰化合成,实现投料液体化及密闭化,降低现场投料风险。而且能够将α-乙酰-γ-丁内酯合成收率由89%提升至96%以上。
乙酸酯类化合物包括但不限于乙酸甲酯(醋酸甲酯)、乙酸乙酯等。
具体的,α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法包括以下步骤:
(a)乙酸酯类化合物与γ-丁内酯进行预酰化反应;
优选地,乙酸酯类化合物与γ-丁内酯的质量比为2.5:1-2.75:1,例如2.5:1、2.55:1、2.6:1、2.65:1、2.7:1、2.75:1;
优选地,预酰化的反应温度为常温,反应时间为4-6小时,例如4、5、6h。
通过预酰化反应,让一部分乙酸酯类化合物跟原料γ-丁内酯反应,可以提升γ-丁内酯的转化率,形成原料的保护。
(b)向步骤(a)的反应液内加入液体甲醇钠进行混合反应;
优选地,步骤(b)中,液体甲醇钠的加入量为235-282g,优选为280g,例如235g、240g、245g、250g、255g、260g、265g、270g、275g或280g;
优选地,步骤(b)中,混合反应时间为1-3小时,例如1、2、3h。
通过控制液体甲醇钠的加入量,发现液体甲醇钠的加入量达到280g时,α-乙酰-γ-丁内酯的收率能达到最佳。
(c)步骤(b)反应结束后浓缩收甲醇并将浓缩后的反应液转入酰化釜内;
(d)酰化釜内补加乙酸酯类化合物进行酰化反应;
优选地,步骤(d)中,乙酸酯类化合物的补加量为150-175g,例如150g、155g、160g、165g、170g、175g。
优选地,步骤(d)中,酰化反应的反应条件包括:升温至85-90℃(例如85、86、87、88、89、90℃)保温3-5小时(例如3、4、5h)。
通过控制酰化反应条件,85℃时,保温反应3-5小时,α-乙酰-γ-丁内酯的收率能达到最佳。
(e)经中和、过滤、浓缩后得到α-乙酰-γ-丁内酯粗品。
优选地,步骤(e)中,用醋酸进行中和;
优选地,醋酸的加入量为85-95.5g,例如85g、86g、87g、88g、89g、90g。
一种典型的α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法,包括:
步骤一:100g的乙酸酯类化合物与100g的γ-丁内酯在常温下进行预酰化反应4小时。
步骤二:往上步预酰化好的反应液内加入235g-282g的液体甲醇钠搅拌反应1小时。
步骤三:反应结束后进行浓缩收甲醇160-190g并将浓缩后的反应液转入酰化釜内。
步骤四:酰化釜内继续补入150-175g的乙酸酯类化合物,并升温至85℃保温3小时进行酰化反应。
步骤五:反应结束后降温出釜,用定量醋酸进行中和过滤后得到丁内酯粗品,浓缩回收乙酸酯类化合物及甲醇后得到丁内酯粗品,检测含量后确定收率。
进一步的,浓缩后得到的α-乙酰-γ-丁内酯粗品中α-乙酰-γ-丁内酯的含量为72%-73.2%,收率为92.6%-96%。
采用液体甲醇钠作为原料进行酰化反应能够提高α-乙酰-γ-丁内酯合成收率。此外还能实现投料液体化及密闭化,降低现场投料风险。
下面通过实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明,实施例中的材料为根据现有方法制备而得,或直接从市场上购得。
实施例1
一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法,包括以下步骤:
100g醋酸甲酯及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应4小时,反应结束后往烧瓶内继续加入235g液体甲醇钠,继续进行搅拌反应1小时。定量浓缩甲醇160g后将物料转入酰化釜内,并往酰化釜内继续补入醋酸甲酯150g,控温85℃左右保温3小时进行酰化反应。反应结束后降温出釜,用85g醋酸进行中和,过滤后得醋酸钠及丁内酯粗品,丁内酯粗品经浓缩回收醋酸甲酯及甲醇后,进一步得到丁内酯粗品191.4g,检测丁内酯含量为72%(采用气相GC检测),反应收率为92.6%。
实施例2
一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法,包括以下步骤:
100g醋酸甲酯及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应4小时,反应结束后往烧瓶内继续加入250g液体甲醇钠,继续进行搅拌反应1小时。定量浓缩甲醇170g后将物料转入酰化釜内,并往酰化釜内继续补入醋酸甲酯150g,控温85℃左右保温3小时进行酰化反应。反应结束后降温出釜,用88.9g醋酸进行中和,过滤后得醋酸钠及丁内酯粗品,丁内酯粗品浓缩回收醋酸甲酯及甲醇后,进一步得到丁内酯粗品190.29g,检测丁内酯含量为73.6%,反应收率为94.1%。
实施例3
一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法,包括以下步骤:
100g醋酸甲酯及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应4小时,反应结束后往烧瓶内继续加入265g液体甲醇钠,继续进行搅拌反应1小时。定量浓缩甲醇178g后将物料转入酰化釜内,并往酰化釜内继续补入醋酸甲酯150g,控温85℃左右保温3小时进行酰化反应。反应结束后降温出釜,用94.4g醋酸进行中和,过滤后得醋酸钠及丁内酯粗品,丁内酯粗品浓缩回收醋酸甲酯及甲醇后,进一步得到丁内酯粗品194.3g,检测丁内酯含量为72.9%,反应收率为95.5%。
实施例4
一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法,包括以下步骤:
100g醋酸甲酯及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应4小时,反应结束后往烧瓶内继续加入280g液体甲醇钠,继续进行搅拌反应1小时。定量浓缩甲醇190g后将物料转入酰化釜内,并往酰化釜内继续补入醋酸甲酯150g,控温85℃左右保温3小时进行酰化反应。反应结束后降温出釜,用95.5g醋酸进行中和,过滤后得醋酸钠及丁内酯粗品,丁内酯粗品浓缩回收醋酸甲酯及甲醇后,进一步得到丁内酯粗品195.2g,检测丁内酯含量为73.2%,反应收率为96.0%。
实施例5
本实施例与实施例1的区别在于,预酰化反应时间不同,本实施例100g乙酸酯类化合物及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应5小时,其他相同。得到丁内酯粗品194.8g,含量72.4%,收率94.8%。
实施例6
本实施例与实施例1的区别在于,预酰化反应时间不同,本实施例100g乙酸酯类化合物及100gγ-丁内酯在烧瓶内进行混合,常温25℃左右反应6小时,其他相同。得到丁内酯粗品192.6g,含量71.9%,收率93.1%。
对比例1
本对比例与实施例1的区别在于,没有预酰化过程。具体为:
250g醋酸甲酯、100gγ-丁内酯、235g液体甲醇钠在酰化釜内进行混合,控温85℃左右保温3小时进行酰化反应。反应结束后降温出釜,用85g醋酸进行中和,过滤后得醋酸钠及丁内酯粗品,丁内酯粗品经浓缩回收醋酸甲酯及甲醇后,进一步得到丁内酯粗品160g,检测丁内酯含量为67%,反应收率为72%。
实施例和对比例以及固体甲醇钠的工艺对比情况如表1。
表1
由表1可以看出,α-乙酰-γ-丁内酯合成收率由固甲工艺的89%可提升至液体甲醇钠的96%。本发明实现液体甲醇钠代替固体甲醇钠进行酰化反应,使投料反应过程实现密闭化液体化,降低投料时的安全风险及人身伤害。此外,通过预酰化过程,也大大提高了反应收率。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (9)
1.一种α-乙酰-γ-丁内酯的合成方法,其特征在于,包括以下步骤:
(a)乙酸酯类化合物与γ-丁内酯进行预酰化反应;
(b)向步骤(a)的反应液内加入液体甲醇钠进行混合反应;
(c)步骤(b)反应结束后浓缩收甲醇并将浓缩后的反应液转入酰化釜内;
(d)酰化釜内补加乙酸酯类化合物进行酰化反应;
(e)经中和、过滤、浓缩后得到α-乙酰-γ-丁内酯粗品;
其中,液体甲醇钠的加入量为每100gγ-丁内酯235-282g;
步骤(b)中,混合反应时间为1-3小时。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(a)中,乙酸酯类化合物与γ-丁内酯的质量比为2.5-2.75:1。
3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(a)中,预酰化的反应温度为常温,反应时间为4-6小时。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(b)中,液体甲醇钠的加入量为每100gγ-丁内酯280g。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,步骤(d)中,乙酸酯类化合物的补加量为150-175g。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,步骤(d)中,酰化反应的反应条件包括:升温至85-90℃保温3-5小时。
7.根据权利要求1-6任一项所述的合成方法,其特征在于,步骤(e)中,用醋酸进行中和。
8.根据权利要求7所述的合成方法,其特征在于,醋酸的加入量为85-90g。
9.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,浓缩后得到的α-乙酰-γ-丁内酯粗品中α-乙酰-γ-丁内酯的含量为72-73.2%,收率为92.6-96%。
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Legal Events
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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