CN114292192A - 一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法 - Google Patents

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李兰花
裘月南
刘志远
张洪圆
姜立军
蔺珍
盖树强
孙宽宽
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Abstract

本发明涉及化工生产技术领域,提供了一种3,4‑二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法。本发明以二环己基碳二亚胺为催化剂,催化藜芦酸和甲醇进行酯化反应,反应条件温和,产物的收率高,甲醇用量少,并且二环己基碳二亚胺无危险性,绿色环保,更适宜进行工业化生产。进一步的,本发明提供的合成方法中,二环己基碳二亚胺和溶剂都可以实现循环套用,产生的三废量少。

Description

一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法
技术领域
本发明涉及化工生产技术领域,尤其涉及一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法。
背景技术
3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的分子式为C10H12O4,相对分子量为196.2,为类白色粉末,又名藜芦酸甲酯,熔点为59~62℃,沸点为283℃,不溶解于水。3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯是有机合成中的一种重要中间体,目前我国3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯市场发展迅速,产品产出持续扩张。
目前,3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成过程中需要用到高危险性的98%浓硫酸做为催化剂,且反应温度高(96℃以上),安全性较差,不利于工业生产。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法。本发明提供的合成方法无需使用浓硫酸为催化剂,且反应条件温和,安全性好,有利于进行工业化生产。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法,包括以下步骤:
在二环己基碳二亚胺催化下,将藜芦酸和甲醇进行酯化反应,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯;所述酯化反应的温度为45℃以下。
优选的,所述酯化反应的温度为30~45℃,时间为1~5h。
优选的,所述藜芦酸和甲醇的摩尔比为1:1.2~1.5。
优选的,所述二环己基碳二亚胺和藜芦酸的摩尔比为1.5~2:1。
优选的,所述酯化反应用溶剂为氯代烷烃。
优选的,所述氯代烷烃为二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯甲烷中的一种或几种。
优选的,所述藜芦酸的制备方法包括以下步骤:
将藜芦醛、水、液碱和过氧化氢混合进行氧化反应,得到藜芦酸。
优选的,所述酯化反应完成后,还包括将所得反应液过滤,得到二环己基脲和滤液;将所述滤液洗涤后蒸馏,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯。
优选的,所述二环己基脲经处理后得到二环己基碳二亚胺,所得二环己基碳二亚胺循环套用。
优选的,所述蒸馏所得溶剂循环套用。
本发明提供了一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法,包括以下步骤:在二环己基碳二亚胺(DCC)催化下,将藜芦酸和甲醇进行酯化反应,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯;所述酯化反应的温度为45℃以下。本发明提供的合成方法以二环己基碳二亚胺为催化剂,降低了藜芦酸和甲醇进行酯化反应的温度,反应条件温和,效率更高,产物的收率更高,并且二环己基碳二亚胺无危险性,绿色环保,更适宜进行工业化生产。
进一步的,传统的方法中采用浓硫酸为催化剂合成3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯,反应时间需要10h以上,本发明的反应时间更短,仅需1~5h。
进一步的,本发明提供的合成方法中,酯化反应完成后,二环己基碳二亚胺生成二环己基脲(DCU),二环己基脲经处理后可以循环套用,从而降低三废。
进一步的,本发明提供的方法可以大大降低甲醇的用量,传统的合成方法中以甲醇为反应物和溶剂,甲醇用量较大,需为藜芦酸摩尔量的3~4倍,而本发明以氯代烷烃为溶剂,甲醇仅稍微过量即可(为藜芦酸摩尔量的1.3~1.5倍),大大降低了甲醇的用量,而氯代烷烃在反应完成后可以回收套用,产生的三废量少。
实施例结果表明,采用本发明的合成方法3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯,产物的收率达到97%,传统合成方法的产物收率仅为89%。
具体实施方式
本发明提供了一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法,包括以下步骤:
在二环己基碳二亚胺催化下,将藜芦酸和甲醇进行酯化反应,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯;所述酯化反应的温度为45℃以下。
在本发明中,所述藜芦酸的制备方法优选包括以下步骤:
将藜芦醛、水、液碱和过氧化氢混合进行氧化反应,得到藜芦酸。
在本发明中,所述液碱的浓度优选为30wt%,所述过氧化氢优选以双氧水的形式使用,所述双氧水的浓度优选为27wt%;所述藜芦醛、液碱和双氧水的用量比优选为1g:1mL:3mL;在本发明中,所述水为溶剂,本发明对所述水的用量没有特殊要求,能够使氧化反应顺利进行即可。
在本发明中,所述氧化反应优选包括第一段反应和第二段反应,所述第一段反应的温度优选为55℃,时间优选为2h,所述第二段反应的温度优选为60℃,时间优选为3h。
在本发明的具体实施例中,优选先将藜芦醛和水混合,加热至40℃并搅拌至藜芦醛完全溶解,然后加入液碱搅拌15min,再将双氧水滴加至混合料液中,滴加双氧水的过程中料液的温度控制在30~35℃,双氧水滴加完毕后搅拌30min,然后升温至55℃反应2h,再升温至60℃反应3h。
氧化反应完成后,本发明优选将所得反应液降温至室温,然后加水和盐酸调节反应液的pH值为2,之后依次进行过滤、洗涤和干燥,得到藜芦酸。
本发明在二环己基碳二亚胺催化下,将藜芦酸和甲醇进行酯化反应,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯。在本发明中,所述酯化反应的温度为45℃以下,优选为30~45℃,更优选为35~40℃,时间为优选1~5h,更优选为2~4h,更优选为3h;所述藜芦酸和甲醇的摩尔比为1:1.2~1.5,更优选为1:1.3~1.4;所述二环己基碳二亚胺和藜芦酸的摩尔比优选为1.5~2:1,更优选为1.6~1.8:1;所述酯化反应用溶剂为氯代烷烃;所述氯代烷烃为二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯甲烷中的一种或几种;所述藜芦酸和氯代烷烃的质量比优选为1:4~20。
在本发明的具体实施例中,优选先将藜芦酸和溶剂混合,搅拌30min后再加入二环己基碳二亚胺,之后升温至酯化反应温度进行反应。
酯化反应完成后,本发明优选还包括将所得反应液过滤,得到二环己基脲和滤液;将所述滤液洗涤后蒸馏,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯。在本发明中,优选将反应液降温至15~25℃后,向反应液中加入水搅拌30min,然后再进行过滤;过滤后,将所得滤液进行分层,得到有机相,然后将所述有机相进行洗涤;所述洗涤用洗涤剂优选为水;所述二环己基脲经处理后得到二环己基碳二亚胺,所得二环己基碳二亚胺循环套用;本发明对所述二环己基脲的处理方法没有特殊要求,在本发明的具体实施例中,优选将产生的二环己基脲返回DCC的生产厂家进行处理;在本发明中,所述蒸馏所得溶剂优选循环套用。本发明将催化剂和溶剂都进行循环套用,能够降低三废产量,合成过程更加绿色环保。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例1
在干净、无异味的烧瓶中加入500g水、60g藜芦醛,加热到40℃,搅拌至原料全部溶化,然后加入30%的液碱60mL,搅拌15min后,开始缓慢滴加180mL双氧水,控制温度在30~35℃,滴加时会有温度上升,3h滴加完毕。搅拌30min后再升温到55℃,保温2h,然后升温至60℃保温3h,取样检测,合格后,降温到25℃,加水和盐酸调至pH=2,最后过滤洗涤烘干,得到藜芦酸。
实施例2
向烧瓶中加入2000g二氯甲烷,并加入500g藜芦酸和132g甲醇(藜芦酸:甲醇的摩尔比为1:1.5),搅拌30min后加入680gDCC(二环己基碳二亚胺),再升温到30℃,保温3h后取样检测,合格后,降温到15℃-25℃,加入200g水搅拌30min后压滤除去DCU,再用200g水洗涤一次有机相,蒸除溶剂后得到目标产物3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯522.3g,收率97.0%,溶剂循环套用,DCU返厂处理后循环套用。
实施例3
向烧瓶中加入2000g二氯甲烷,并加入500g藜芦酸和132g甲醇(藜芦酸:甲醇的摩尔比为1:1.3)搅拌30min后加入680gDCC(二环己基碳二亚胺)再升温到35℃,保温3h后取样检测,合格后,降温到15℃-25℃,加入200g水搅拌30min后压滤除去DCU。再用200g水洗涤一次有机相蒸除溶剂后得到目标产物3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯517g,收率96.1%,溶剂循环套用,DCU返厂处理后循环套用。
实施例4
向烧瓶中加入2000g二氯甲烷,并加入500g藜芦酸和105.5g甲醇(藜芦酸:甲醇的摩尔比为1:1.2)搅拌30min后加入680gDCC(二环己基碳二亚胺)再升温到33℃,保温3h后取样检测,合格后,降温到15℃-25℃,加入200g水搅拌30min后压滤除去DCU。再用200g水洗涤一次有机相蒸除溶剂后得到目标产物3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯511.6g,收率95.1%。
对比例1
向烧瓶中加入加入500g藜芦酸和2000g甲醇搅拌30min后加入42g 98%硫酸。再升温到85℃,保温30h后取样检测,合格后,降温到25℃,有机相蒸除溶剂后得到目标产物粗品,经过精馏得到最终产物3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯490.1g,收率91.1%。
根据以上实施例可以看出,本发明提供的合成方法反应条件温和,反应时间短,产物收率高,使用的催化剂绿色环保,甲醇用量和对比例相比减少270%以上,且催化剂和溶剂能够实现循环套用,三废少,环保性好,适宜进行工业化生产。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,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的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯的合成方法,其特征在于,包括以下步骤: 在二环己基碳二亚胺催化下,将藜芦酸和甲醇进行酯化反应,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯;所述酯化反应的温度为45℃以下。
2.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述酯化反应的温度为30~45℃,时间为1~5h。
3.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述藜芦酸和甲醇的摩尔比为1:1.2~1.5。
4.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述二环己基碳二亚胺和藜芦酸的摩尔比为1.5~2:1。
5.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述酯化反应用溶剂为氯代烷烃。
6.根据权利要求5所述的合成方法,其特征在于,所述氯代烷烃为二氯甲烷、三氯甲烷和1,2-二氯甲烷中的一种或几种。
7.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述藜芦酸的制备方法包括以下步骤:
将藜芦醛、水、液碱和过氧化氢混合进行氧化反应,得到藜芦酸。
8.根据权利要求1所述的合成方法,其特征在于,所述酯化反应完成后,还包括将所得反应液过滤,得到二环己基脲和滤液;将所述滤液洗涤后蒸馏,得到3,4-二甲氧基苯甲酸甲酯。
9.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,所述二环己基脲经处理后得到二环己基碳二亚胺,所得二环己基碳二亚胺循环套用。
10.根据权利要求8所述的合成方法,其特征在于,所述蒸馏所得溶剂循环套用。
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