CN115197109B - 一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种制备3‑巯基丙酸甲酯的方法，使用改性树脂装填反应管，使一种液体混合物从上至下流过装填有改性树脂的反应管和催化剂床层，经过催化剂床层催化后发生加成反应，得到3‑巯基丙酸甲酯；液体混合物包括摩尔比为1：(1‑5)的丙烯酸甲酯与硫化氢；改性树脂采用如下方法制备：将大孔树脂用有机溶剂洗涤后分批加入氯化镁，升温后再加入多聚甲醛混合均匀，保温反应后加入三乙胺混合均匀，然后降温得到改性树脂。本发明公开的一种制备3‑巯基丙酸甲酯的方法，以丙烯酸甲酯与硫化氢为原料，连续通入装有改性碱性树脂催化剂的反应管，制备3‑巯基丙酸甲酯，解决了现有技术中连续化反应压力高、硫化氢过量多、单硫副产仍较高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法。
背景技术
3-巯基丙酸甲酯是一类重要的化工原料。它是制备异噻唑啉酮的一种中间体，也是制备精细化学品4-氯-7-甲基噻吩并[3,2-D]嘧啶的原料。3-巯基丙酸甲酯是酶法合成降血脂药物辛伐他汀侧DMB-S-MMP3-[(2,2-二甲基-1-氧代丁基)硫]丙酸甲酯的原料。
目前3-巯基丙酸甲酯的制备方法主要有以下三种：
(1)以3-巯基丙酸与甲醇为原料，经过酯化反应生成3-巯基丙酸甲酯(MMP)，催化剂为磺酸树脂。
(2)以丙烯酸甲酯(MA)/硫化氢(H2S)/硫磺或者丙烯酸甲酯/硫化钠/硫磺为原料，首先生成多硫二丙酸二甲酯，再进一步使用亚硫酸钠脱硫制备3，3'-二硫代二丙酸二甲酯(简称，双硫)，该化合物在实际应用中可视为与MMP等效。
(3)以丙烯酸甲酯/硫化氢为原料，在碱性催化剂促进下发生加成反应生成MMP，有效的催化剂有：①MgO；②树脂AmberlystA-21(罗门哈斯)；③Al2O3，分子筛，沸石(分子筛及沸石中都含有Al2O3及SiO2组分)。
由于路线(1)反应简单，放大生产容易实现，无需使用易制爆及剧毒品，安全风险小，但3-巯基丙酸原料成本较高。路线(2)放大反应相对容易实现，但反应步骤多，伴生大量无机盐，需要使用易制爆硫磺或剧毒硫化氢气体。总体上看，路线(3)反应步骤少，原料成本低，三废少，即使需要使用剧毒硫化氢气体，以及选择连续化工艺，有一定技术门槛，但从原料成本及三废角度，该路线仍是适于大规模生产MMP的不二选择。
但是，目前路线(3)的连续化工艺，仍存在反应压力高、硫化氢过量多，单硫副产仍较多的不足。
发明内容
针对以上技术问题，本发明公开了一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，以丙烯酸甲酯与硫化氢为原料，连续通入装有改性碱性树脂催化剂的反应管，制备3-巯基丙酸甲酯，解决了现有技术中连续化反应压力高、硫化氢过量多、单硫副产仍较高的问题。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，使用改性树脂装填反应管，使一种液体混合物从上至下流过装填有改性树脂的反应管，经过改性树脂催化后发生加成反应，得到3-巯基丙酸甲酯；
所述液体混合物包括摩尔比为1：(1-5)的丙烯酸甲酯与硫化氢；
所述改性树脂采用如下方法制备：将大孔树脂用有机溶剂洗涤，去除水分后，分批加入氯化镁，升温至45-65℃，再加入多聚甲醛混合均匀，保温反应4-10h后滴入三乙胺混合均匀，三乙胺滴加时间为1h，然后降温至25-30℃，过滤，得到改性树脂；有机溶剂优选为甲醇。
通过采用上述技术方案：由于采用氯化镁，多聚甲醛及三乙胺对大孔树脂进行改性，除树脂原先的活性位点外，又增加镁的活性位点，因此，获得催化剂性能进一步得到提升。
进一步地，所述氯化镁和大孔树脂的重量比为1：(0.3-0.5)；所述氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1：(1-2)：(2.0-2.4)。
进一步地，所述丙烯酸甲酯与硫化氢的摩尔比为1：(1-2)。
进一步地，将大孔树脂用有机溶剂洗涤的方法为：第一份有机溶剂和第二份有机溶剂的重量比为(2-6):1；取部分第一份有机溶剂和大孔树脂混合均匀，在25-30℃下搅拌1h后过滤得到滤液，检测滤液含水量；
当滤液含水量＜0.2wt％时，向大孔树脂中加入第二份有机溶剂，备用；
当滤液含水量≥0.2wt％时，重复上述操作，直至滤液含水量＜0.2wt％。
进一步地，所述第一份有机溶剂和大孔树脂的重量比为3:1；所述第二份有机溶剂和大孔树脂的重量比为3:1。
进一步地，所述大孔树脂选自碱性大孔树脂，更进一步地，碱性大孔树脂为Amberlyst A21。
进一步地，在使一种液体混合物从上至下流过装填有改性树脂的反应管前，在30-50℃条件下，预热处理0.1-0.2h。
进一步地，所述液体混合物的制备方法为：在丙烯酸甲酯重时空速为3.0-7.0h-1的条件下，将丙烯酸甲酯与硫化氢混合均匀，更进一步地，丙烯酸甲酯重时空速为5.0-7.0h-1。
进一步地，在加成反应完成后，采用背压阀释压，背压阀压力为0.8-3.2MPa，更进一步地，背压阀压力为0.8-1.2MPa。
本发明公开的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法的有益效果：
1、本发明采用丙烯酸甲酯与硫化氢为原料，连续通入装有改性碱性树脂催化剂的反应管，由于反应连续进行，生成的3-巯基丙酸甲酯可以及时脱离反应管，避免长时间与催化剂接触发生其它副反应；
2、本申请的改性树脂的制备方法，通过氯化镁，多聚甲醛及三乙胺进行树脂改性，反应条件简单温和，原料廉价易得，因此催化剂制备方法简单；
3、本申请的制备方法，使用改性后的树脂作为催化剂，并通过工艺参数优化，可以使连续化反应在更低压力，更少的硫化氢条件下连续获得3-巯基丙酸甲酯。在最优参数条件下连续运行1000h的过程中，丙烯酸甲酯转化率可以保持＞99.0％，3-巯基丙酸甲酯选择性可以保持＞98％。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明公开的连续化反应装置结构示意图。
图中：1、硫化氢钢瓶；2、丙烯酸甲酯储罐；3、硫化氢进料泵；4、丙烯酸甲酯进料泵；5、硫化氢单向阀；6、丙烯酸甲酯单向阀；7、T型阀；8、恒温水浴(预热丙烯酸甲酯与硫化氢)；9、恒温水浴(给反应管加热)；10、装有树脂的反应管；11、安全阀；12、压力表；13、背压阀；14、储液罐；15、过量的硫化氢；16、3-巯基丙酸甲酯粗品。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图1，对本发明实施例中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作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。
原料和/或中间体的制备例
制备例1
改性树脂的制备步骤如下：
S1：将1800g甲醇溶液分为两份，分别为第一份甲醇溶液1800g和第二份甲醇溶液300g；向1000ml的反应瓶中加入100g的Amberlyst A21树脂和300g第一份甲醇溶液，在25-30℃下以150r/min的转速搅拌1h后进行过滤，得到树脂；
向过滤得到的树脂中再次加入第一份甲醇溶液300g，重复上述操作两次，过滤，得到滤液，使用卡尔费休方法测试滤液的含水量，当滤液含水量≥0.2wt％时，重复上述操作，直至滤液含水量＜0.2wt％；
S2：当滤液含水量＜0.2wt％时，将经过步骤S1处理后的树脂重新返回1000ml反应瓶中，加入300g第二份甲醇溶液，搅拌状态下，分批加入氯化镁(40g，0.42mol)，0.5h加完，随后升温并回流至65℃，再分批加入多聚甲醛(18.9g，0.63mol)，0.5h加完，随后继续保温搅拌反应4h；
S3：向步骤S2得到的反应液中滴入三乙胺(93.5g，0.92mol)，1h滴完，滴加过程中保持回流状态，随后继续保温搅拌1h，然后降温至25-30℃后过滤，并采用50.0g的甲醇溶液进行淋洗，得到98.0g改性树脂；
上述制备例中，氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1:1.5:2.2。
制备例2：和制备例1的区别在于：在步骤S2中，保温搅拌反应6h；氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.3:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.2；得到94.0g改性树脂。
制备例3：和制备例1的区别在于：氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.5:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.2；得到98.0g改性树脂。
制备例4：和制备例1的区别在于：氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.0:2.2；得到96.0g改性树脂。
制备例5：和制备例1的区别在于：氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:2.0:2.2；得到99.0g改性树脂。
制备例6：和制备例1的区别在于：氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.0；得到98.0g改性树脂。
制备例7：和制备例1的区别在于：氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.4；得到98.0g改性树脂。
制备例8：和制备例1的区别在于：在步骤S2中，保温反应温度为55℃，保温搅拌反应7h；氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.2；得到90.0g改性树脂。
制备例9：和制备例1的区别在于：在步骤S2中，保温反应温度为45℃，保温搅拌反应10h；氯化镁和Amberlyst A21树脂的重量比为0.4:1.0；氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1.0:1.5:2.2；得到85.0g改性树脂。
对上述改性树脂制备例1-9得到的改性树脂进行堆积密度检测，检测结果见表1。
将改性树脂全部装入250mL量筒中，压实后观察树脂体积V，根据改性树脂的重量M计算改性树脂的堆积密度ρ，其中的计算公式为：
表1：改性树脂制备例1-9检测结果
结合改性树脂制备例1-9并结合表1可以看出，氯化镁、多聚甲醛能够反应到Amberlyst A21树脂上，对Amberlyst A21树脂有增重现象，树脂体积基本保持不变，因此，改性后树脂的堆积密度可以一定程度上反映树脂的改性程度。堆积密度大，改性程度高的树脂，连续化反应效果较好，而堆积密度低，改性程度低的树脂则反应效果差。
实施例
一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其化学反应式如下：
一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法包括连续化反应装置和制备过程，
其中，参照图1，连续化反应装置包括带有进料泵3的硫化氢钢瓶1、带有进料泵4的丙烯酸甲酯储罐2、进料泵3,4分别对映单向阀5,6，单向阀与T型阀7之间用管道连接，T型阀7置于恒温水浴8中，T型阀7与反应管10上端用管道连接，反应管夹套使用恒温水浴9进行加热保温，反应管10中装有改性后的树脂催化剂，反应管10下端与安全阀11，压力表12，背压阀13连接，背压阀13与储液罐14连接，储液罐14上端排出过量的硫化氢，下端排出3-巯基丙酸甲酯粗品。
实施例1
一种3-巯基丙酸甲酯的制备过程，具体包括如下步骤：
(1)将改性树脂(20.0g，33.3ml)装入内径为20mm、长度为140mm，体积为43.4ml的不锈钢反应管中，得到反应体系；改性树脂采用改性树脂制备例1的方法制备而成；
(2)将丙烯酸甲酯与硫化氢于40℃下进入恒温水浴预热，先打开硫化氢泵调节流量至1.6g/min(H2S/MA＝2.0/1.0)，持续向步骤(1)的反应体系中泵入硫化氢，直至背压阀压力达到1.0MPa后开始释压；然后打开丙烯酸甲酯泵，以丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1、流量2.0g/min与硫化氢泵同步向步骤(1)的反应体系中连续泵入液体混合物，液体混合物的持续泵入时间为3h。
实施例2：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例2的方法制备而成。
实施例3：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例3的方法制备而成。
实施例4：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例4的方法制备而成。
实施例5：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例5的方法制备而成。
实施例6：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例6的方法制备而成。
实施例7：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例7的方法制备而成。
实施例8：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例8的方法制备而成。
实施例9：和实施例1的区别在于，改性树脂采用改性树脂制备例9的方法制备而成。
实施例10：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝1.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例11：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝1.5/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例12：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝3.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例13：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝4.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例14：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝5.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例15：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为0.8MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例16：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.2MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例17：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为2.4MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例18：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为3.2MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例19：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为3.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例20：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为5.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例21：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为7.0h-1，水浴温度为40℃。
实施例22：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为30℃。
实施例23：和实施例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为50℃。
对比例
对比例1：
一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，具体包括如下步骤：
(1)将未经改性的Amberlyst A21树脂(20.0g，33.3ml)装入内径为20mm、长度为140mm，体积为43.4ml的不锈钢反应管中，得到反应体系；
(2)同实施例1。
对比例2：和对比例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为2.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
对比例3：和对比例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
对比例4：和对比例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝4.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为4.7h-1，水浴温度为45℃。
对比例5：和对比例1的区别在于，在步骤(2)中，H2S/MA＝7.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为4.7h-1，水浴温度为45℃。
对比例6：和对比例1的区别在于，将树脂替换成氧化镁20.0g，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为1.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
对比例7：和对比例1的区别在于，将树脂替换成氧化镁20.0g，在步骤(2)中，H2S/MA＝2.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为6.0h-1，水浴温度为40℃。
对比例8：和对比例1的区别在于，将树脂替换成氧化镁20.0g，在步骤(2)中，H2S/MA＝5.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为3.0h-1，水浴温度为40℃。
对比例9：和对比例1的区别在于，将树脂替换成氧化镁20.0g，在步骤(2)中，H2S/MA＝10.0/1.0，背压阀压力为3.0MPa，丙烯酸甲酯重时空速为3.0h-1，水浴温度为40℃。
性能检测试验
1、对上述实施例1-21和对比例1-9提供的3-巯基丙酸甲酯进行性能检测。
检测方法为：待储液罐中出现液体物料后开始反应计时，每隔0.5h放出储液罐中的粗品进行气相色谱分析测试，取第3-5个样品分析结果的平均值作为反应结果，检测结果见表2和表3。
气相色谱检测方法：气相色谱，安捷伦7890，氢火焰离子化检测器，30m×0.32mm(id)×0.25um HP-5毛细管柱。初始70℃，保持1min，升温速率10℃/min，温度280℃，保持4min。
汽化室温度：300℃，检测器温度：280℃。
气体流速(mL/min)：氢气30；空气300柱流速：1ml/min(恒流)。
分流比：50：1，进样量：0.2ul。
表2：实施例1-21的检测结果
结合实施例1-9并结合表2可以看出，催化剂制备条件，增加或者减少氯化镁相对于树脂的重量比例，都会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，减少用量影响更明显；增加或者减少多聚甲醛的摩尔比例，都会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，减少用量影响更明显；减少三乙胺的摩尔比例，会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，但减少与增加均影响不明显；降低制备改性树脂的反应温度，会随着反应温度降低，MA转化率相应降低，单硫副产比例不断提高，且影响明显。
结合实施例1和实施例10-23并结合表2可以看出，与实施例1中连续化反应相比，减少硫化氢相对于丙烯酸甲酯的比例，会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，提高则影响不明显；增加或者减少反应压力，都会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度；增加或者减少MA空速，都会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，减少则单硫杂质逐渐增多，增加则MA转化率降低；增加或者减少反应温度，都会降低3-巯基丙酸甲酯的纯度，且影响明显。
表3：对比例1-9的检测结果
| 测试项目 | MA(wt％) | MM(wt％) | 单硫(wt％) | 双硫(wt％) |
| 对比例1 | 44.2 | 42.0 | 13.2 | 0.2 |
| 对比例2 | 30.9 | 54.1 | 14.0 | 0.5 |
| 对比例3 | 9.1 | 75.2 | 14.6 | 0.4 |
| 对比例4 | 2.1 | 92.0 | 3.6 | 1.1 |
| 对比例5 | 1.0 | 94.2 | 2.7 | 1.0 |
| 对比例6 | 61.0 | 33.8 | 4.5 | 0.3 |
| 对比例7 | 22.3 | 61.1 | 15.6 | 0.4 |
| 对比例8 | 9.4 | 78.4 | 11.2 | 0.3 |
| 对比例9 | 9.0 | 80.9 | 9.3 | 0.4 |
结合实施例1和实施例1-5并结合表3可以看出，使用未改性的Amberlyst A21树脂催化剂，同样的连续化反应条件，丙烯酸甲酯转化率大幅降低，且单硫副产超过10％；逐渐提高反应压力转化率不断提高至90wt％以上，但相同的H2S/MA比例情况下，单硫副产仍然超过10wt％；逐渐提高H2S/MA比例，单硫可以控制在5wt％以下，即使提高至7/1，仍无法媲美改性后的催化剂，达到1wt％以下。很明显改性的催化剂具有更高的活性，选择性，H2S过量比例更低。
结合实施例1和实施例6-9并结合表3可以看出，使用氧化镁作为催化剂，相同的连续化反应条件下，丙烯酸甲酯的转化率及3-巯基丙酸甲酯的选择性均较低，即使增加反应压力，硫化氢比例，并降低丙烯酸甲酯空速，也未能达到与改性树脂催化剂类似的效果，证明氧化镁催化剂活性明显低于改性树脂催化剂。
上述实施例1-23中，最优结果为实施例1，该实施例中所使用的催化剂为制备例1所制备的改性树脂。在树脂改性过程中，氯化镁用量及制备反应温度对树脂后续用于3-巯基丙酸甲酯的反应效果影响明显，均不能低于制备例1中的各参数，高于制备例1中的各参数则影响不明显。
在连续化制备3-巯基丙酸甲酯的反应中，硫化氢与丙烯酸甲酯比例，反应温度，压力均不能低于实施例1中的各参数，否则反应效果影响明显，高于实施例1中的各参数则影响不明显。
2、在上述3-巯基丙酸甲酯实施例1制备的过程中，采用气相色谱分析测试法测定改性树脂寿命检测结果见表4。
气相色谱，安捷伦7890，氢火焰离子化检测器，30m×0.32mm(id)×0.25um HP-5毛细管柱。初始70℃，保持1min，升温速率10℃/min，温度280℃，保持4min。
汽化室温度：300℃，检测器温度：280℃。
气体流速(mL/min)：氢气30；空气300柱流速：1ml/min(恒流)。
分流比：50：1，进样量：0.2ul。
表4：使用寿命测试结果
结合实施例1并结合表4可以看出，随着反应时间延长MA转化率逐渐下降，单硫杂质缓慢增加，但即使连续使用1000h后，转化率仍能保持99wt％以上，单硫杂质可以控制在1wt％以下，3-巯基丙酸甲酯纯度也能保持在98wt％。因此，本申请改性后的催化剂不仅活性高、选择性高，硫化氢需用量少，且具有很好的稳定性可以上时间运行，适于工业化生产。
综上所述：本申请采用丙烯酸甲酯与硫化氢为原料，连续通入装有改性碱性Amberlyst A21树脂催化剂的反应管，由于反应连续进行，生成的3-巯基丙酸甲酯可以及时脱离反应管，避免生成的3-巯基丙酸甲酯长时间与改性碱性Amberlyst A21树脂催化剂接触发生其它副反应。进一步使用氯化镁，多聚甲醛及三乙胺对树脂进行改性，增加一个镁的活性位点，使得催化剂反应活性得到提升，使得连续化反应效果提升明显，通过工艺参数优化，可以使连续化反应在更低压力，更少的硫化氢条件下连续获得3-巯基丙酸甲酯。催化剂使用原料廉价易得，且制备方法简单，经过连续化反应寿命实验验证，催化剂稳定性好，连续运行1000h的过程中，3-巯基丙酸甲酯转化率＞99.0％，MMP选择性＞98％。
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 (8)
1.一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，使用改性树脂装填反应管，使一种液体混合物从上至下流过装填有改性树脂的反应管，经过改性树脂催化后发生加成反应，得到3-巯基丙酸甲酯；
所述液体混合物包括摩尔比为1：(1-5)的丙烯酸甲酯与硫化氢；
所述改性树脂采用如下方法制备：将大孔树脂用有机溶剂洗涤，去除水分后，分批加入氯化镁，升温至45-65℃，再加入多聚甲醛混合均匀，保温反应4-10h后加入三乙胺混合均匀，然后降温至25-30℃，过滤，得到改性树脂，所述大孔树脂为Amberlyst A21树脂。
2.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，所述氯化镁和大孔树脂的重量比为1：(0.3-0.5)；所述氯化镁、多聚甲醛、三乙胺的摩尔比为1：(1-2)：(2.0-2.4)。
3.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，所述丙烯酸甲酯与硫化氢的摩尔比为1：(1-2)。
4.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，将大孔树脂用有机溶剂洗涤的方法为：将有机溶剂分为两份，第一份有机溶剂和第二份有机溶剂的重量比为(2-6):1；取部分第一份有机溶剂和大孔树脂混合均匀，在25-30℃下搅拌1h后过滤得到滤液，检测滤液含水量；
当滤液含水量＜0.2wt％时，向大孔树脂中加入第二份有机溶剂，备用；
当滤液含水量≥0.2wt％时，重复上述操作，直至滤液含水量＜0.2wt％。
5.根据权利要求4所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，所述第一份有机溶剂和大孔树脂的重量比为3:1；所述第二份有机溶剂和大孔树脂的重量比为3:1。
6.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，在使一种液体混合物从上至下流过装填有改性树脂的反应管前，在30-50℃条件下，预热处理0.1-0.2h。
7.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，所述液体混合物的制备方法为：在丙烯酸甲酯重时空速为3.0-7.0h-1的条件下，将丙烯酸甲酯与硫化氢混合均匀。
8.根据权利要求1所述的一种制备3-巯基丙酸甲酯的方法，其特征在于，在加成反应完成后，采用背压阀释压，背压阀压力为0.8-3.2MPa。
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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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