CN116283843A - α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种α‑乙酰‑γ‑丁内酯的制备方法，包括：在醇钠和有机溶剂的搅拌状态下、温度70℃，加入一半的反应物乙酸甲酯和γ‑丁内酯，保温反应半个小时，然后滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ‑丁内酯，保温反应8~10小时；反应结束后，温度降至45℃，加入磷酸，pH值保持在5~6，温度50℃搅拌置换出钠离子；再进行后处理得到所述α‑乙酰‑γ‑丁内酯。本发明提供的α‑乙酰‑γ‑丁内酯的制备方法，生产安全且最终产品收率高。
Description
技术领域
本发明涉及一种化工中间体的制备，尤其涉及一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法。
背景技术
α-乙酰-γ-丁内酯是重要的化工中间体，可以用来制备3-巯基-4-氧代-戊基乙酸酯、环丙胺、杀菌剂丙硫菌唑、抗惊厥及镇静催眠药物盐酸氯美噻嗪、叶绿素、延心痛、氯喹、抗精神病药物利培酮、帕潘立酮、部分香料等。α-乙酰-γ-丁内酯也是一种很好的药物分析试剂，可以与伯胺或磺胺类药物发生显色反应，常用于这些药物制剂的分析；同时α-乙酰-γ-丁内酯还具有β-二羰基的结构特征，能与许多物质发生配合反应。
目前α-乙酰-γ-丁内酯的主要有两种合成工艺，一是以醇为溶媒、强碱为缩合剂，由乙酰乙酸乙酯与环氧乙烷缩合闭环制得；但是环氧乙烷属于一级易燃易爆的化学物品，反应中存在严重的安全隐患。二是用γ-丁内酯和乙酸乙酯在碱金属的作用下反应，但是反应过于激烈，存在安全隐患，且反应物都是滴加进去的，反应时间长、产品收率不高。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的是提供一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，生产安全且最终产品收率高。
为实现上述目的，本发明所提供的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法采用如下技术方案：
一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法， 包括：在醇钠和有机溶剂的搅拌状态下、温度70℃，加入一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，保温反应半个小时，然后滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，保温反应8~10小时；反应结束后，温度降至45℃，加入磷酸，pH值保持在5~6，温度50℃搅拌置换出钠离子；再进行后处理得到所述α-乙酰-γ-丁内酯。
可选的，所述醇钠是甲醇钠。
可选的，所述甲醇钠的当量是所述γ-丁内酯的1.2~1.3倍。
可选的，所述乙酸甲酯的当量是所述γ-丁内酯的6倍。
可选的，所述有机溶剂是二甲苯。
可选的，所述滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯是在30min~60min之间滴加完成。
可选的，所述后处理是：经精馏柱蒸馏得到所述α-乙酰-γ-丁内酯。
本发明提供的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，本发明加入一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，保温反应半个小时，然后滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，相对于现有技术全部是滴加反应，所需时间短，操作简单；试验证明本发明相对于丁内脂、α-乙酰-γ-丁内酯的质量收率达到33%，摩尔收率在90%以上。
本发明甲醇钠的当量是γ-丁内酯的1.2~1.3倍，相对于现有技术碱金属的使用量，本发明相对较高，催化剂量充分，充分确保原料全部反应。
本发明乙酸甲酯的当量是γ-丁内酯的6倍，相对于现有技术酰化剂的使用量较高，一方面是保证反应物γ-丁内酯全部反应完，另一方面，本发明副反应产物处理相对简单，不需要过多地投入。
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，对本发明实施例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的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明主反应过程：
本发明副反应过程
实施例
准备：搭建设备：1000ml烧瓶，冷凝回流器，尾气吸收(隔绝空气)，对设备通氮气干燥10min，并有氩气充分置换5min。
向烧瓶中投入甲醇钠39.22g，二甲苯370g，开启搅拌升温至70℃。
在搅拌状态下加入混合液（乙酸甲酯258.15g，丁内酯50.0g）得一半，反应30min；然后在30～60min内滴加剩余部分（浅黄色溶液）；
开启冷凝回流，油浴加热升温（随着升温，反应体系颜色逐渐加深，当达到回流温度（70℃）时淡黄色，随着反应进行，回流温度逐渐下降2℃左右）。回流保温反应8h。
反应结束后降温，当温度为45℃左右，加磷酸117.5g，pH值为5~6，保温50℃左右搅拌置换30min。
将调酸保温转化后的体系转入分液漏斗，分液得到磷酸盐水相116.8g和油相701.2g，该过程气相损失和设备附着损失约17g分别取样送检测气相纯度，γ-丁内酯，α-乙酰-γ-丁内酯气相含量。
后处理：
准备：搭建设备：500ml蒸馏烧瓶，精馏柱，回流比控制器。
将分液得到油相转移至蒸馏烧瓶，开启搅拌，油浴加热（设定80℃），精馏柱顶冷凝回流。
当T油=80℃，T内≤75℃，T支≤68℃，柱顶有回流，全回流15min后设定回流比1:1开始采出， 常压蒸馏结束，得到乙酸甲酯和甲醇馏分M1（约226g），送检测气相纯度，降温（水泵减压全回流降温）。
当T油=80℃，T内≤80℃左右，T支≤30℃作用，全回流稳定15min，换瓶收集馏分，回流比1：1采出，直到柱顶几乎无馏分采出（此时T内=70℃左右，T支=50℃左右回落），得到二甲苯馏分M2（约324.4g），送检测气相纯度。
改用油泵减压精馏，换瓶收集馏分，稳定15min后设定回流比3:1采出。当柱顶几乎没回流，逐渐升高油温120℃，收集T支＜75℃馏分，得到丁内酯馏分M3（约14.8g），送检测气相纯度。
当T支=50℃，升高油温到130℃，换瓶收集T支=75~98℃馏分，得到中间馏分M4（约19.1g），送检测气相纯度。
当T支=98℃，升高油温到160℃，设定回流比1:2，换瓶收集T支＞98℃馏分，得到乙酰丁内酯馏分M5（约59.34g），送检测气相纯度。
本实施例α-乙酰- γ-丁内酯质量收率（对丁内酯）133%（摩尔收率90%以上）；含量：≥98%。
本发明副产物磷酸二氢钠，市场需求量比较大，回收比较容易；副产物乙酰乙酸甲酯，是杀菌剂恶霉灵、二甲嘧酚、乙嘧酚，杀虫剂二嗪磷、蝇毒磷、嘧啶氧磷，除草剂咪唑乙烟酸，杀鼠剂杀鼠醚、杀鼠灵等的中间体，用作纤维素醚的溶剂和纤维素树脂混合溶剂的成分，也用于农药、医药、染料、高分子稳定剂等有机合成中，也可以回收利用。
本发明所制备α-乙酰- γ-丁内酯介绍
化学结构：
CAS：517-23-7
化学性质：一种为无色透明的液体，有酯类气味，溶于有机溶剂，在水中溶解度为20%，室温下比较稳定。
熔点：-12至-13℃
沸点：253 °C （常压），142-143℃（4kPa），107-108℃（667Pa），96℃（0.4kPa）。
溶于水310 g/L (20 ºC)，溶于醇、醚、二甲苯、氯仿和二氯甲烷等。
用途：主要用途是用于合成维生素B1和农药。
以上所述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，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，包括：在醇钠和有机溶剂的搅拌状态下、温度70℃，加入一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，保温反应半个小时，然后滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯，保温反应8~10小时；反应结束后，温度降至45℃，加入磷酸，pH值保持在5~6，温度50℃搅拌置换出钠离子；再进行后处理得到所述α-乙酰-γ-丁内酯。
2.根据权利要求1所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述醇钠是甲醇钠。
3.根据权利要求2所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述甲醇钠的当量是所述γ-丁内酯的1.2~1.3倍。
4.根据权利要求1所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述乙酸甲酯的当量是所述γ-丁内酯的6倍。
5.根据权利要求1所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述有机溶剂是二甲苯。
6.根据权利要求1所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述滴加另一半的反应物乙酸甲酯和γ-丁内酯是在30min~60min之间滴加完成。
7.根据权利要求1所述的α-乙酰-γ-丁内酯的制备方法，其特征在于，所述后处理是：经精馏柱蒸馏得到所述α-乙酰-γ-丁内酯。
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