CN114560769A - 一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：将脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇在4‑二甲氨基吡啶和催化剂的存在下进行催化酯化反应，制得二元羧酸二酯类化合物；其中，所述酯化催化剂为钛催化剂。本发明的制备方法反应条件温和，反应速度快，成本低，适合大规模工业化生产。
Description
技术领域
本发明涉及医药中间体领域，特别是涉及一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法。
背景技术
二元羧酸二酯是指具有两个酯基的化合物，例如丙二酸二甲酯、马来酸二甲酯、丁二酸二甲酯等，在化工、医药、农药、食品等方面也有着比较广泛的用途。丙二酸及其酯主要用于香料、粘合剂、树脂添加剂、电镀抛光剂、爆炸控制剂、热焊接助熔添加剂等方面，在医药工业中用于生产鲁米那、巴比妥、维生素B1、维生素B2、维生素B6、苯基保泰松、氨基酸等。马来酸二甲酯可用于反应性增塑剂，马来酸二辛酯可用作合成香料、塑料助剂和色谱分析用试剂等。
在目前的工业生产中，二元羧酸二酯的合成一般采用以浓硫酸为催化剂的酯化合成方法，该法产率较高，但对设备腐蚀严重，且排放大量废酸污染环境，同时伴有较多副反应，后处理工艺复杂。为克服上述缺点，已开发出多种环境友好型催化剂，如酸性树脂、杂多酸、氯化铁、固体超强酸、生物酶等等，都取得了较好的酯化效果，但这些方法仍存在以下问题：酸性树脂活化和再生繁杂；杂多酸和固体超强酸制备复杂，且生产成本较高；氯化铁则易吸潮，不便于使用和储存；生物酶催化反应时间长等等；另外以上方法由于使用带水剂，虽然能达到较高的收率，但增加了原料消耗，繁化了生产过程，增加了生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法，本发明的制备方法反应条件温和，反应速度快，成本低，适合大规模工业化生产。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明一实施例公开了一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法：包括以下步骤：
将脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇在4-二甲氨基吡啶和催化剂的存在下进行催化酯化反应，制得二元羧酸二酯类化合物；
其中，所述酯化催化剂为钛催化剂。
在一实施例中，所述钛催化剂包括表面经改性剂改性的纳米二氧化锌以及负载在所述纳米二氧化锌上的钛化合物。
在一实施例中，所述钛化合物为钛酸异丁酯，钛酸乙酯和钛酸丁酯中的一种或多种组合。
在一实施例中，所述改性剂为含磷酸酯基团的钛酸酯偶联剂。
在一实施例中，所述制备方法的具体步骤为：
在惰性气体的环境中，将所述脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇混合后加热，维持温度在100-180℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应30-50min。
在一实施例中，所述惰性气体选自空气、氮气、氦气、氩气、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气中的任意一种或其任意组合。
在一实施例中，所述催化酯化反应的反应温度为110-150℃，反应时间为35-45min。
在一实施例中，所述钛催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.08％-0.15％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：(4.8-7.2)。
在一实施例中，所述脂肪族或芳香族二元羧酸为C1-15的脂肪族二元羧酸、对苯二乙酸、邻苯二乙酸或间苯二甲酸。
在一实施例中，所述一元醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇或叔戊醇。
本发明具有以下有益效果，本申请采用4-二甲氨基吡啶和钛催化剂共同催化脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇进行反应。4-二甲氨基吡啶可以提高钛催化剂的催化效率，使得原料在较为温和的条件下就可以快速的进行酯化反应，提高了生产速度，并降低了生产成本。本申请通过一步法反应有效的提高了反应的进行效率，无需中间提纯步骤，操作简单，生产效率高，具有良好的工业化大规模生产前景。
具体实施方式
为了更好的理解本发明，下面通过实施例对本发明进一步说明，实施例只用于解释本发明，不会对本发明构成任何的限定。
本发明一实施例公开了一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法：包括以下步骤：将脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇在4-二甲氨基吡啶和催化剂的存在下进行催化酯化反应，制得二元羧酸二酯类化合物；其中，所述酯化催化剂为钛催化剂。
在一实施例中，所述钛催化剂包括表面经改性剂改性的纳米二氧化锌以及负载在所述纳米二氧化锌上的钛化合物；所述钛化合物为钛酸异丁酯，钛酸乙酯和钛酸丁酯中的一种或多种组合。所述改性剂为含磷酸酯基团的钛酸酯偶联剂，具体的，改性剂为异丙基二甲基丙烯酰基二异辛基焦磷酰基钛酸酯、异丙基三(二异辛基焦磷酰基)钛酸酯、异丙基三(二异辛基磷酰基)钛酸酯、二乙酰基(二异辛基焦磷酰基)钛酸酯、二(二异辛基焦磷酰基)甲基羟乙酸钛酸酯、二(二异辛基磷酰基)钛酸乙二酯、二(二异辛基磷酰基)甲基羟乙酸钛酸酯和二(二异辛基焦磷酰基)钛酸二乙胺二乙酯中的一种或多种。
在一实施例中，所述制备方法的具体步骤为：在惰性气体的环境中，将所述脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇混合后加热，维持温度在100-180℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应30-50min。优选的，所述催化酯化反应的反应温度为110-150℃，反应时间为35-45min。所述钛催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.08％-0.15％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：(4.8-7.2)。
在一实施例中，所述惰性气体选自空气、氮气、氦气、氩气、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气中的任意一种或其任意组合。
在一实施例中，所述脂肪族或芳香族二元羧酸为C1-15的脂肪族二元羧酸、对苯二乙酸、邻苯二乙酸或间苯二甲酸。具体的，C1-15的脂肪族二元羧酸可以包括乙二酸、丙二酸、丁二酸、戊二酸、已二酸、庚二酸、辛二酸、壬二酸、癸二酸或十二烷二酸。
在一实施例中，所述一元醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇或叔戊醇。
实施例1
在惰性气体的环境中，将己二酸和叔丁醇混合后加热，维持温度在110℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应35min，制得己二酸二丁酯。所述催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.08％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：4.8。
制备得到的己二酸二丁酯的收率为98.7％，纯度为99.7％。
实施例2
在惰性气体的环境中，将己二酸和叔丁醇混合后加热，维持温度在150℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应45min，制得己二酸二丁酯。所述催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.15％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：7.2。
制备得到的己二酸二丁酯的收率为98.9％，纯度为99.8％。
实施例3
在惰性气体的环境中，将丙二酸和乙醇混合后加热，维持温度在110℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应35min，制得丙二酸二乙酯。所述催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.08％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：4.8。
制备得到的丙二酸二乙酯的收率为97.9％，纯度为99.5％。
实施例4
在惰性气体的环境中，将丙二酸和乙醇混合后加热，维持温度在150℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应45min，制得丙二酸二乙酯。所述催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.15％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：7.2。
制备得到的丙二酸二乙酯的收率为98.9％，纯度为99.9％。
Claims (10)
1.一种二元羧酸二酯类化合物的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
将脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇在4-二甲氨基吡啶和催化剂的存在下进行催化酯化反应，制得二元羧酸二酯类化合物；
其中，所述酯化催化剂为钛催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述钛催化剂包括表面经改性剂改性的纳米二氧化锌以及负载在所述纳米二氧化锌上的钛化合物。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述钛化合物为钛酸异丁酯，钛酸乙酯和钛酸丁酯中的一种或多种组合。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述改性剂为含磷酸酯基团的钛酸酯偶联剂。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述制备方法的具体步骤为：
在惰性气体的环境中，将所述脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇混合后加热，维持温度在100-180℃，向其中加入4-二甲氨基吡啶和催化剂进行催化酯化反应30-50min。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述惰性气体选自空气、氮气、氦气、氩气、二氧化碳、一氧化碳、水蒸气中的任意一种或其任意组合。
7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述催化酯化反应的反应温度为110-150℃，反应时间为35-45min。
8.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述钛催化剂的质量为脂肪族或芳香族二元羧酸和一元醇总质量的0.08％-0.15％；4-二甲氨基吡啶和钛催化剂的质量比为1：(4.8-7.2)。
9.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述脂肪族或芳香族二元羧酸为C1-15的脂肪族二元羧酸、对苯二乙酸、邻苯二乙酸或间苯二甲酸。
10.根据权利要求1或5所述的方法，其特征在于：所述一元醇为甲醇、乙醇、正丙醇、异丙醇、正丁醇、异丁醇、叔丁醇、正戊醇、异戊醇或叔戊醇。
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