一種己二酸單乙酯的合成方法
2023-05-23 19:41:21 2
專利名稱：一種己二酸單乙酯的合成方法
技術領域：
本發明屬於有機化學和藥物合成技術領域，具體涉及一種己二酸單乙酯的合成方法。
背景技術：
己二酸單乙酯的英文名稱為Adipic acid monoethyl ester ;分子式為=C8H14O4 ；分子量為174.2。其在室溫下呈白色或微粉紅色結晶固體。熔點28 29°C，沸點285°C (760mmHg)，折光率n2(lD1.4390，相對密度0.986。不溶於水，易溶於醇、醚等有機溶齊U。己二酸單乙酯及其衍生物作為一類重要的有機中間體，在藥物合成技術領域有著廣泛的用途。己二酸單乙酯的合成方法主要有以下三種 一是在鹼性條件下或者在生物活性酶(豬肝脂酶等)的催化下發生部分水解反應得到己二酸單乙酯(如文獻 Blaise ;Koehler ;Bulletin de la Societe ChimiquedeFrance;Vol. (4)7; (1910);p. 219)。
oo二是由己二酸或者己二酸酐與乙醇，用酸作為催化劑，控制反應條件進行酯化反應得到己二酸單乙酯(如文獻 Chem. Zentralbl. ; Vol. 97; (1926 ;ρ· 126))；
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J5*%三是由Swann等人在1943年將己二酸、己二酸二乙酯及乙醇用酸作催化劑的條件下控制反應條件得到己二酸單乙酯(文獻如Swann ；Oehler ；Buswell ；0rg. synth. Coll.Vol. 11;(1943);p. 227)。上述三種方法都存在反應物物質的量不易控制、副反應多、收率低和後處理比較麻煩等弊端，同時所使用的催化劑有濃硫酸、鹽酸、對甲苯磺酸、三乙胺、甲醇鈉和液鹼等，均存在著易腐蝕設備、汙染環境、用量大和不宜回收，並且容易造成目標產物的二次汙染等缺點。中國發明專利申請公布號CN102351691A公開了一種己二酸單乙酯的合成方法，該專利方案的製備方法同上述的第二種合成方法相同，由己二酸在濃硫酸作催化劑的催化下生成己二酸酐，再將己二酸與乙醇發生醇解反應得到己二酸單乙酯，但是由於己二酸酐化學性能不穩定，因此需要現製備現用(即制即用)，而製備己二酸酐需要大量的濃硫酸，同樣易腐蝕設備和汙染環境等缺點。鑑於上述已有技術，本申請人作了有 益的反覆嘗試，終於形成了下面將要介紹的技術方案。
發明內容
本發明的任務在於提供一種己二酸單乙酯的合成方法，該方法具有減少副產物的產生、避免對環境汙染、提高收率和產品質量並且滿足綠色環保生產要求。本發明的任務是這樣來完成的，一種己二酸單乙酯的合成方法，包括以下步驟A)樹脂預處理，先依次按酸液、鹼液和酸液浸泡的順序對大孔型陽離子交換樹脂浸泡，每次浸泡後用水衝洗，並且最終使大孔型陽離子交換樹脂的PH值呈中性，接著進行過濾並去除沾附於大孔型陽離子交換樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和預處理樹脂投入甲苯中並且在滴加有機酸乙酯的狀態下進行酯化反應，反應結束後趁熱過濾，以分開樹脂，得到甲苯液，待甲苯液冷卻後對甲苯液進行過濾，以濾取未反應的己二酸，得到己二酸單乙酯甲苯液，對己二酸單乙酯甲苯液水洗，以除去反應產物有機酸，再經減壓縮合併回收溶劑，而後蒸餾，得到己二酸單乙酯，所述的分開的樹脂直接重複使用於酯化反應步驟，溶劑回收套用，並且所述的濾取的未反應的己二酸留待下次合成己二酸單乙酯時使用。在本發明的一個具體的實施例中，步驟A)中所述的酸液與所述的大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3-5 I ;所述的鹼液與大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3-5:1;所述浸泡的時間為150-210min。在本發明的另一個具體的實施例中，所述的酸液為質量百分比濃度為3-5%的鹽酸溶液或硫酸溶液；所述的鹼液為質量百分比濃度為3-5%的氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。在本發明的又一個具體的實施例中，步驟A)中所述的用水衝洗所用的水為去離子水；所述的PH值呈中性是指pH為5-7。在本發明的再一個具體的實施例中，所述的大孔型陽離子交換樹脂為苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂。在本發明的還有一個具體的實施例中，步驟B)中所述的己二酸與所述的預處理樹脂的重量比為I : 1-12;己二酸與所述甲苯的重量比為I : 4-20 ;所述的有機酸乙酯與己二酸的mol比為1-3:1。在本發明的更而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的酯化反應的時間為60-300min,反應溫度為 20_100°C。在本發明的進而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的待甲苯液冷卻是指甲苯液冷卻至15-25°C ;所述的對己二酸單乙酯甲苯液水洗所用的水為去離子水，並且去離子水與己二酸甲苯液重量比為4-6 I。在本發明的又更而一個具體的實施例中，步驟B)中所述的減壓濃縮的壓力為-O. 09 -O. IMPa，減壓濃縮的溫度為45_80°C。在本發明的又進而一個具體的實施例中，所述的有機酸乙酯為甲酸乙酯、乙酸乙酯或丙酸乙酯。本發明提供的技術方案由於採用了由大孔型陽離子交換樹脂催化己二酸的單酯化反應，因而避免了已有技術中使用強酸作催化劑，能體現收率高，後處理方便、無汙染、能重複再生使用等長處，得到的己二酸單乙酯的總收率可達95. 8^96. 8%，含量GC達98. 5%以上，雜質游離酸GC為O. 3%以下；樹脂直接重複使用，溶劑回收套用，因而既可節約資源，又可體現環保性。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明作進一步說明，本發明實施例所述的製備方法僅僅是用於說明本發明，而不是對本發明的限制，在本發明的構思前提下對本發明的製備方法的形式上的改進均屬於本發明要求保護的範圍。實施例I A)樹脂預處理，先依次按酸液浸泡、鹼液浸泡和再次酸液浸泡的順序對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹浸泡，並且在每次浸泡後用去離子水衝洗，具體是先用質量百分比濃度為3%的鹽酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為3%的鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 1，浸泡的時間為150min，浸泡結束後放盡鹽酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH7，再改用質量百分比濃度為3%的氫氧化鈉溶液浸泡，該氫氧化鈉溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 I,鹼液浸泡的時間為150min,鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鈉溶液即放盡鹼液,並且再次用去離子水衝洗至pHIO，然後再次用質量百分比濃度為3%的鹽酸溶液浸泡150min，該鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到PH為中性，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並且除去沾附在樹脂表面的水份，得到預處理樹脂，本步驟中所述的苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂優選使用由中國上海華震科技有限公司生產的並且在本專利申請提出以前在市場廣為銷售的牌號為 D001、HD-8、HD-81 或 HZ-6 等；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I : 8，己二酸與甲苯的重量為I : 10，滴加甲酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，甲酸乙酯與己二酸的摩爾比為2 1，酯化反應溫度為50°C，酯化反應即甲酸乙酯的滴加時間為180min，反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到20°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成己二酸單乙酯時重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此液(己二酸單乙酯甲苯液)通過水(去離子水)洗除去反應產物甲酸，水洗的水的即去離子水與己二酸的重量比為5 :1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為70°C，減壓壓力為-O. 09Mpa,蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率96. 5%，產品含量GC為99. 38%，雜質游離酸GC為O. 15%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。實施例2A)樹脂預處理，先用質量百分比濃度為5%的鹽酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為5%的鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為4 1，浸泡的時間為210min，浸泡結束後放盡鹽酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH5，再改用質量百分比濃度為5%的氫氧化鈉溶液浸泡,該氫氧化鈉溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為4 1，鹼液浸泡的時間為210min，鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鈉溶液即放盡鹼液，並且再次用去離子水衝洗至PH7，然後再次用質量百分比濃度為5%的鹽酸溶液浸泡210min，該鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為4 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到pH為中性，即pH為7，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並且除去沾附在樹脂表面的水份得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I :4，己二酸與甲苯的重量為I :4，滴加乙酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，乙酸乙酯與己二酸的摩爾比為I :1，酯化反應溫度為100°C，酯化反應即乙酸乙酯的滴加時間為300min。反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到15°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此溶液通過水洗除去反應產物乙酸，水洗的量即去離子水與己二酸的重量比為6 :1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為45°C，減壓壓力為-O. IMpa，蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率96.8%，產品含量GC為99. 51%，雜質游離酸GC為O. 08%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。本實施例中未涉及的內容均同對實施例I的描述。
實施例3A)樹脂預處理，先用質量百分比濃度為4%的鹽酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為4%的鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，浸泡的時間為180min，浸泡結束後放盡鹽酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH6，再改用質量百分比濃度為4%的氫氧化鈉溶液浸泡,該氫氧化鈉溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，鹼液浸泡的時間為180min，鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鈉溶液即放盡鹼液，並且再次用去離子水衝洗至PH8，然後再次用質量百分比濃度為4%的鹽酸溶液浸泡180min，該鹽酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到pH為中性，即pH為6，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並除去沾附在樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I :12，己二酸與甲苯的重量為I :20，滴加丙酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，丙酸乙酯與己二酸的摩爾比為3 :1，酯化反應溫度為20°C，酯化反應即丙酸乙酯的滴加時間為60min。反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到25°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此溶液(己二酸單乙酯甲苯液)通過水(去離子水)洗除去反應產物丙酸，水洗的水的量即去離子水與己二酸的重量比為4 :1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為80°C，減壓壓力為-O. 092Mpa，蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率95. 8%，產品含量GC為98. 43%，雜質游離酸GC為O. 85%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。本實施例中未涉及的內容均同對實施例I的描述。實施例4A)樹脂預處理，先用質量百分比濃度為3%的硫酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為3%的硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，浸泡的時間為180min，浸泡結束後放盡硫酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH6，再改用質量百分比濃度為3%的氫氧化鉀溶液浸泡,該氫氧化鉀溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，鹼液浸泡的時間為180min，鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鉀溶液即放盡鹼液，並且再次用去離子水衝洗至PH8，然後再次用質量百分比濃度為3%的硫酸溶液浸泡180min，該硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到pH為中性，即pH為6. 5，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並且除去沾附在樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I :1，己二酸與甲苯的重量為I :15，滴加甲酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，甲酸乙酯與己二酸的摩爾比為2 :1，酯化反應溫度為60°C，酯化反應即滴加甲酸乙酯的時間為120min。反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到20°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此溶液(己二酸單乙酯甲苯液)通過水(去離子水)洗除去反應產物甲酸，水洗的量即去離子水與己二酸的重量比為5. 5 :1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為60°C，減壓壓力為-O. 098Mpa，蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率96.0%，產品含量GC為99. 16%，雜質游離酸GC為O. 11%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。本實施例中未涉及的內容均同對實施例I的描述。
實施例5A)樹脂預處理，先用質量百分比濃度為4%的硫酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為4%的硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 1，浸泡的時間為120min，浸泡結束後放盡硫酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH5，再改用質量百分比濃度為4%的氫氧化鉀溶液浸泡,該氫氧化鉀溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 1，鹼液浸泡的時間為120min，鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鉀溶液即放盡鹼液，並且再次用去離子水衝洗至PH8，然後再次用質量百分比濃度為4%的硫酸溶液浸泡120min，該硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為5 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到pH為中性，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並且除去沾附在樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I :6，己二酸與甲苯的重量為I :8，滴加乙酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，乙酸乙酯與己二酸的摩爾比為3 :1，酯化反應的溫度為80°C，酯化反應即滴加乙酸乙酯的時間為240min。反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到25°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此溶液(淡黃色己二酸單乙酯甲苯液)通過水洗除去反應產物乙酸，水洗的量即去離子水與己二酸的重量比為5:1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為50°C，減壓壓力為-O. 096Mpa，蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率96. 3%，產品含量GC為99. 27%，雜質游離酸GC為O. 31%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。其餘均同對實施例I的描述。實施例6A)樹脂預處理，先用質量百分比濃度為3%的硫酸溶液對苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂浸泡，其中質量百分比濃度為3%的硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，浸泡的時間為120min，浸泡結束後放盡硫酸溶液即放盡酸溶液並且用去離子水衝洗至PH5，再改用質量百分比濃度為3%的氫氧化鈉溶液浸泡,該氫氧化鈉溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，鹼液浸泡的時間為120min，鹼液浸泡結束後放盡氫氧化鈉溶液即放盡鹼液，並且再次用去離子水衝洗至PH8，然後再次用質量百分比濃度為3%的硫酸溶液浸泡120min，該硫酸溶液與苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3 1，再次浸泡結束後放盡酸液並且進而用去離子水衝洗到pH為中性，即pH值為6. 8，接著進行過濾，即對樹脂過濾，並且除去沾附在樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；B)酯化反應，將己二酸和由步驟A)中得到的預處理樹脂加入甲苯中，己二酸與預處理樹脂的重量比為I : 5，己二酸與甲苯的重量為I : 6，滴加乙酸乙酯，進行恆溫單酯化反應，乙酸乙酯與己二酸的摩爾比為2 1，酯化反應溫度為50°C，酯化反應時間即滴加乙酸乙酯的時間為180min。反應結束後趁熱過濾以分開樹脂，得到甲苯液，將甲苯液冷卻到25°C，過濾得到未反應己二酸，留待下次合成重複使用，濾液為淡黃色己二酸單乙酯甲苯液，此溶液(淡黃色己二酸單乙酯苯液)通過水(去離子水)洗除去反應產物乙酸，水洗的量即去離子水與己二酸的重量比為6 1，減壓濃縮甲苯，濃縮溫度為60°C，減壓壓力 為-0.096Mpa，蒸餾得到己二酸單乙酯。總收率96. I %，產品含量GC為99. 37%，雜質游離酸GC為O. 26%。樹脂直接重複使用，溶劑回收套用。其餘均同對實施例I的描述。
權利要求
1.一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於包括以下步驟 A)樹脂預處理，先依次按酸液、鹼液和酸液浸泡的順序對大孔型陽離子交換樹脂浸泡，每次浸泡後用水衝洗，並且最終使大孔型陽離子交換樹脂的PH值呈中性，接著進行過濾並去除沾附於大孔型陽離子交換樹脂表面的水份，得到預處理樹脂； B)酯化反應，將己二酸和預處理樹脂投入甲苯中並且在滴加有機酸乙酯的狀態下進行酯化反應，反應結束後趁熱過濾，以分開樹脂，得到甲苯液，待甲苯液冷卻後對甲苯液進行過濾，以濾取未反應的己二酸，得到己二酸單乙酯甲苯液，對己二酸單乙酯甲苯液水洗，以除去反應產物有機酸，再經減壓縮合併回收溶劑，而後蒸餾，得到己二酸單乙酯，所述的分開的樹脂直接重複使用於酯化反應步驟，溶劑回收套用，並且所述的濾取的未反應的己二酸留待下次合成己二酸單乙酯時使用。
2.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟A)中所述的酸液與所述的大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3-5 I ;所述的鹼液與大孔型陽離子交換樹脂的重量比為3-5 I ;所述浸泡的時間為150-210min。
3.根據權利要求I或2所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於所述的酸液為質量百分比濃度為3-5%的鹽酸溶液或硫酸溶液；所述的鹼液為質量百分比濃度為3-5%的氫氧化鈉溶液或氫氧化鉀溶液。
4.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟A)中所述的用水衝洗所用的水為去離子水；所述的PH值呈中性是指pH為5-7。
5.根據權利要求I或2所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於所述的大孔型陽離子交換樹脂為苯乙烯系大孔型陽離子交換樹脂。
6.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟B)中所述的己二酸與所述的預處理樹脂的重量比為I : 1-12;己二酸與所述甲苯的重量比為I 4-20 ;所述的有機酸乙酯與己二酸的mol比為1-3 I。
7.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟B)中所述的酯化反應的時間為60-300min，反應溫度為20_100°C。
8.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟B)中所述的待甲苯液冷卻是指甲苯液冷卻至15_25°C ;所述的對己二酸單乙酯甲苯液水洗所用的水為去離子水，並且去離子水與己二酸甲苯液重量比為4-6 I。
9.根據權利要求I所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於步驟B)中所述的減壓濃縮的壓力為-O. 09 -O. IMPa，減壓濃縮的溫度為45_80°C。
10.根據權利要求5或6所述的一種己二酸單乙酯的合成方法，其特徵在於所述的有機酸乙酯為甲酸乙酯、乙酸乙酯或丙酸乙酯。
全文摘要
一種己二酸單乙酯的合成方法，屬於有機化學和藥物合成技術領域。步驟先依次按酸液、鹼液和酸液浸泡的順序對大孔型陽離子交換樹脂浸泡，浸泡後用水衝洗，並且使樹脂的pH值呈中性，接著進行過濾並去除沾附於大孔型陽離子交換樹脂表面的水份，得到預處理樹脂；將己二酸和預處理樹脂投入甲苯中並且在滴加有機酸乙酯的狀態下進行酯化反應，反應結束後過濾，以分開樹脂，待甲苯液冷卻後對甲苯液進行過濾，以濾取未反應的己二酸，對己二酸單乙酯甲苯液水洗，再經減壓縮合併回收溶劑，而後蒸餾，得到己二酸單乙酯。優點收率高，後處理方便、無汙染、能重複再生使用；樹脂直接重複使用，溶劑回收套用，既可節約資源，又可體現環保性。
文檔編號C07C67/10GK102898306SQ201210378660
公開日2013年1月30日 申請日期2012年10月9日 優先權日2012年10月9日
發明者丁建飛, 錢慶 申請人:常熟富士萊醫藥化工有限公司