一種α－乙醯基－γ－丁內酯的製備方法

2023-05-10 02:19:46 2

專利名稱：一種α－乙醯基－γ－丁內酯的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種醫藥品及有機工業藥品的中間體的製備方法，更具體地說涉及一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法。
背景技術：
α-乙醯基-γ-丁內酯在醫藥、有機化工領域中作為藥品的原料或中間體等已提出各種製備方法。目前，製備α-乙醯基-γ-丁內酯的方法主要有兩種路線，其一是以環氧乙烷為起始原料的工藝，其二是以γ-丁內酯為起始原料的工藝。作為第一種工藝路線反應原料採用環氧乙烷，而環氧乙烷屬於一級易燃易爆的化學物品，在反應中存在著嚴重的安全性隱患，同時也難以製得高純的α-乙醯基-γ-丁內酯；作為第二種工藝路線採用γ-丁內酯為起始原料合成α-乙醯基-γ-丁內酯的工藝，一般均用γ-丁內酯直接與金屬鈉在搪瓷玻璃反應釜進行間歇反應，由於存在著反應過於激烈，反應釜散熱慢，溫度難控制等問題，生產過程中經常出現衝料、燃燒和爆炸事件，致使國內外不少企業停止使用該工藝生產該產品。
另外在中國專利ZL03128773.5中，提到採用甲苯作為金屬鈉催化劑的溶劑，其實甲苯、金屬鈉都屬於一級易燃易爆化學物品，在運輸、貯存、使用過程中都存在著嚴重的安全隱患；催化劑金屬鈉雖然由甲苯作為溶劑在反應釜中攪拌，並採用特種不鏽鋼材料製造反應釜，但終究還存在物料與反應釜的摩擦作用，釜壁厚度減薄，造成使用過程中不安全因素；由於反應過程中採用甲苯作溶劑，磷酸中和等工藝過程，即使最後通過蒸餾，也提高不了α-乙醯基-γ-丁內酯的純度、收率和消除環境汙染；最後由於該發明仍採用間歇釜式反應器，雖然在結構等方面做了改進，但還存在散熱慢，溫度難控制，反應時間長等問題。

發明內容
本發明的目的在於解決上述現有技術中存在的缺點，提供一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，該製備方法生產穩定、安全，產品收率和純度高。
本發明是通過以下技術方案實現的
本發明的α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，包括反應工段和蒸餾工段，所述的反應工段是在裝有催化劑的反應器中，連續打入氣化的γ-丁內酯和乙酸乙酯進行反應。
本發明的α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法中，反應工段中所述的反應器優選為固定床反應器。
本發明的α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法再進一步的技術方案為，其所述的反應工段包括以下步驟A)先將裝有催化劑的固定床反應器進行加熱，使床溫升到160～270℃；B)再將已經連續打入靜態混合器和氣化器氣化過的γ-丁內酯和乙酸乙酯通過固定床反應器反應。
本發明的α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法中，其所述的催化劑為優選負載型固體鹼催化劑，更進一步優選為含有鈉或鉀鹼金屬成份的負載型固體鹼催化劑；所述的負載型固體鹼催化劑最好由重量份的30-50％的氟化鈉或氟化鉀和50-70％的二氧化矽與三氧化二鋁的複合氧化物組成，其中二氧化矽與三氧化二鋁的重量配比為1∶1；所述的負載型固體鹼催化劑或者由重量份的30-50％的氟化鈉或氟化鉀和50-70％的二氧化矽與二氧化鋅的複合氧化物組成，其中二氧化矽與二氧化鋅的重量配比為1∶1。
其反應工段中各原料用量配比優選為乙酸乙酯與γ-丁內酯的摩爾比1.05～1.10∶1；催化劑與γ-丁內酯的摩爾比優選為0.15～0.20∶1。
與現有技術相比本發明的有益效果是1、採用γ-丁內酯和乙酸乙酯反應，避免了使用環氧乙烷帶來的安全隱患。
2、由於使用了負載型固體催化劑和固定床反應器，採用連續氣化反應方式，使原來的間歇式反應變成了連續化反應，這樣不僅使物料分布均勻，提高了催化劑的使用壽命；而且縮短了反應時間，消除了釜式反應器散熱慢、溫度難控制等缺陷。
3、由於採用了固體催化劑，勿需苯類作溶劑和酸中和，所以不僅從源頭上消除了汙染源的產生，大大減少了對環境的汙染，而且還創造很好的經濟效益，是一種生產α-乙醯基-γ-丁內酯的綠色新工藝。
4、本發明採用固體催化劑、固定床反應器的連續化反應，不僅操作安全性得到保障，而且提高了產品的質量和收率，其α-乙醯基-γ-丁內酯含量≥99.4％，水含量≤0.15％，收率≥92％。
具體實施例方式
以下通過具體實施例說明本發明，但本發明並不僅僅限定於這些實施例。
實施例1本實施例投料流量為γ-丁內酯500g/h、乙酸乙酯為537g/h，綜合評價催化劑與γ-丁內酯的摩爾比為0.16∶1，整個過程分為反應工段和蒸餾工段，具體操作如下反應階段在裝有含40％氟化鈉和60％二氧化矽與三氧化二鋁的複合氧化物所組成的負載型固體催化劑的固定床反應器中進行，其中二氧化矽與三氧化二鋁的重量配比為1∶1，使床溫在170℃時開始進料，通過計量泵以γ-丁內酯500g/h、乙酸乙酯537g/h的流量連續打入靜態混合器和氣化器，使其氣化並通過固定床反應器反應，反應液經熱交換後進入蒸餾塔，累積到量後，控制好蒸餾塔升溫速率，蒸出輕組分，爾後再進行減壓蒸餾，通過自動調節回流比裝置設定好回流比，在線取樣分析，割頭料累積後重蒸，含量大於99％切換成品罐，得到高純度的α-乙醯基-γ-丁內酯。通過一個周期連續生產，綜合評價消耗負載型固體催化劑與γ-丁內酯的摩爾比為0.16∶1，總收率89.8％。
具體條件和結果見表1。
實施例2本實施例催化劑由40％氟化鉀和60％二氧化矽與二氧化鋅的複合氧化物所組成，其中二氧化矽與二氧化鋅重量配比為1∶1，投料流量為γ-丁內酯500g/h、乙酸乙酯562g/h連續投入，其它均與實施例1同樣操作此反應、蒸餾得α-乙醯基-γ-丁內酯，其總收率為91.2％，具體條件和結果見表1。
實施例3本實施例催化劑由含40％氟化鉀和60％二氧化矽與三氧化二鋁的複合氧化物組成，其中二氧化矽與三氧化二鋁的重量配比為1∶1，投料流量為γ-丁內酯500g/h、乙酸乙酯547g/h連續投入，其它均與實施例1同樣操作此反應、蒸餾得α-乙醯基-γ-丁內酯，其總收率為92.2％，具體條件和結果見表1。
表1

權利要求
1.一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，包括反應工段和蒸餾工段，其特徵在於所述的反應工段是在裝有催化劑的反應器中，連續打入氣化的γ-丁內酯和乙酸乙酯進行反應。
2.根據權利要求1所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於反應工段中所述的反應器為固定床反應器。
3.根據權利要求2所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的反應工段包括以下步驟A)先將裝有催化劑的固定床反應器進行加熱，使床溫升到160～270℃；B)再將已經連續打入靜態混合器和氣化器氣化過的γ-丁內酯和乙酸乙酯通過固定床反應器反應。
4.根據權利要求1或3所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的催化劑為負載型固體鹼催化劑。
5.根據權利要求4所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的負載型固體鹼催化劑為含有鈉或鉀鹼金屬成份的負載型固體鹼催化劑。
6.根據權利要求5所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的負載型固體鹼催化劑由重量份的30-50％的氟化鈉或氟化鉀和50-70％的二氧化矽與三氧化二鋁的複合氧化物組成，其中二氧化矽與三氧化二鋁的重量配比為1∶1。
7.根據權利要求5所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的負載型固體鹼催化劑由重量份的30-50％的氟化鈉或氟化鉀和50-70％的二氧化矽與二氧化鋅的複合氧化物組成，其中二氧化矽與二氧化鋅的重量配比為1∶1。
8.根據權利要求1或3所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於反應工段中各原料用量配比為乙酸乙酯與γ-丁內酯的摩爾比1.05～1.10∶1；催化劑與γ-丁內酯的摩爾比為0.15～0.20∶1。
9.根據權利要求3所述的一種α-乙醯基-γ-丁內酯的製備方法，其特徵在於所述的反應工段包括以下步驟A)先將裝有鈉或鉀鹼金屬成份的負載型固體鹼催化劑固定床反應器進行加熱，使床溫升到170℃；B)將γ-丁內酯以500g/h的流量、乙酸乙酯以547g/h的流量連續打入靜態混合器和氣化器，使氣化過的γ-丁內酯和乙酸乙酯連續通過固定床反應器反應。
全文摘要
本發明公開了一種α－乙醯基－γ－丁內酯的製備方法，包括反應工段和蒸餾工段，所述的反應工段是在裝有催化劑的反應器中，連續打入氣化的γ－丁內酯和乙酸乙酯進行反應。本發明採用γ－丁內酯和乙酸乙酯反應，避免了使用環氧乙烷帶來的安全隱患；同時由於使用了負載型固體催化劑和固定床反應器，採用連續氣化反應方式，使原來的間歇式反應變成了連續化反應，這樣不僅使物料分布均勻，提高了催化劑的使用壽命，而且縮短了反應時間，消除了釜式反應器散熱慢、溫度難控制等缺陷。該製備方法生產穩定、安全，產品收率和純度高，其α－乙醯基－γ－丁內酯含量≥99.4％，水含量≤0.15％，收率≥92％。
文檔編號B01J27/06GK101092407SQ200710025378
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月27日 優先權日2007年7月27日
發明者丁扣華 申請人:泰州延齡精細化工有限公司