甲氧基乙酸的製備方法
2023-05-03 19:58:51
專利名稱：甲氧基乙酸的製備方法
技術領域：
本發明涉及一種製備甲氧基乙酸的新方法。
甲氧基乙酸是一種重要的中間體。首先，它是甲氧基乙醯化的基本原料，即甲氧基乙醯氯是用甲氧基乙酸製取的，它被用於植物保護和醫藥工業中。此外，該化合物也可被用作增塑劑和著色劑，紡織工業中的助劑以及浮洗輔助劑。
有幾種已知的用於製備甲氧基乙酸的方法。其中，採用單氯乙酸及其鹽以及甲醇的方法將在下面被提及US-PS2，458，741(1949)描述了這樣一種方法把單氯乙酸和甲醇放在高壓釜中於200℃下煮沸達4小時，因而獲得甲氧基乙酸、氯代甲烷和二甲醚的混合物，甲氧基乙酸的得率為35%。
根據DE-PS2，759，169(1979)，在75℃下將單氯乙酸鈉、甲醇和甲醇鈉進行煮沸達2小時，然後把該反應混合物蒸乾。接著把殘留物溶解於水，用鹽酸進行酸化，再將水蒸餾掉。此後，在該反應混合物中加入甲苯，把殘留的水和過剩的鹽酸蒸餾掉，把氯化鈉趁熱過濾出來，並且用甲苯加以洗滌。該甲苯被混合，再經分餾蒸去甲苯。蒸餾掉甲苯之後，就通過在真空中的蒸餾對甲氧基乙酸加以提純。得率為0.5%。該方法的缺點為如下起始原料為單氯乙酸鈉，它必須通過另外的方法來製得;
反應結束之後，多餘的甲醇必須被蒸餾掉，在甲醇鈉中加入水，並用鹽酸加以酸化，然後再把水蒸餾掉。通過酸化，從甲醇鈉形成了甲醇，而在鹽酸介質中導致了從甲氧基乙酸形成酯。該化合物必須從水、鹽酸、甲氧基乙酸中分離掉;
甲氧基乙酸也與水一起被蒸餾掉，而且難以回收;
由於是水介質所溶入的氯化鈉始終存在於物系中，這些氯化鈉在蒸餾釜中析出，致使蒸餾發生問題。
本發明的目的是要提供一種使用單氯乙酸為起始原料的、新穎且簡單而經濟的方法，在該方法中，可以消除副產物的產生，而所用的試劑可被再循到合成過程中去。
根據本發明的以單氯乙酸、甲醇鈉和甲醇為起始物質製備甲氧基乙酸的方法，其反應方法的特徵可通過以下做法來確定在提高了的溫度下，最好是在反應混合物的沸點下，選擇性地在含有甲氧基乙酸甲酯的甲醇溶劑中按0.5∶1.1-1.2的摩爾比使單氯乙酸和甲醇鈉反應，然後把甲醇蒸餾掉，加入甲氧基乙酸甲酯後，使該攪拌的混合物與乾燥的氯化氫氣體反應，此後除去析出的氯化鈉，將甲氧基乙酸甲酯蒸餾掉，再精製所獲得的甲氧基乙酸，如有必要，可在真空中進行蒸餾。
鹽酸和甲氧基乙酸鈉鹽(存在於無水甲氧基乙酸甲酯介質中)的反應在20-80℃中進行。經過濾除去沉澱了的氯化鈉，並用甲醇加以洗滌。用於洗滌的甲醇可含有甲氧基乙酸和甲氧基乙酸甲酯。已被蒸餾出去的甲氧基乙酸甲酯(可能含有游離酸)作為溶劑被再循環至合成過程中。
根據本發明的方法，單氯乙酸是被溶解在甲醇或甲氧基乙酸甲酯中的。這裡所使用的甲氧基乙酸甲酯不必是一種純化合物，它可含有單氯乙酸、甲醇、甲氧基乙酸，因為這些化合物是要被用於反應的。至於所計算的量，甲醇鈉是過量使用的。單氯乙酸的反應完成之後便把甲醇蒸餾掉，然後再用乾燥的氯化氫氣體加以酸化。此後，把沉澱的氯化鈉過濾掉並用甲醇洗滌，以後甲醇又被循環至反應中去。甲氧基乙酸甲酯被蒸餾出去，並再被循環至合成過程。殘留物是純度為95-98%的甲氧基乙酸，它可通過在真空中的蒸餾而得到精製。
與已知方法相比較而顯示的本發明方法的優點可歸納如下1)單氯乙酸被直接用作起始物質，因而不必要用另外的步驟去製取單氯乙酸鈉。
2)根據該方法，以單氯乙酸計，可以90%的得率獲得甲氧基乙酸。
3)羥基乙酸形成的可能性可通過在無水介質中的操作而被排除。
4)通過使用過量(相對於理論量)的甲醇鈉來防止最終產品中單氯乙酸的雜質，從而使該反應進行至完全。
5)該技術較已知方法的技術已大為簡化，不需根據US-PS2，458，741之方法的加壓設備。DE-PS2，759，169所需要的因酸化而被水稀釋水的蒸餾以及用溶劑進行的萃取等措施在本方法中均為不需要。此外，鹽沉澱的可能性被排除，而在採用水介質的方法的蒸餾過程中這是不可避免的。
6)甲氧基乙酸在整個合成過程中都存在於溶劑中，並且不須用萃取獲得，只能通過將溶劑蒸除而獲得，並且產品的損失也不大。
7)採用此生產過程可以使環境受到保護，因為試劑不與水接觸，故而消除了廢水的形成。經用甲醇洗滌之後，製得的氯化鈉的純度在99%以上，故而可直接適用於工業中使用。蒸餾系統的甲酸的純度也大約為99%，故而不需另外一個蒸餾步驟便可對該甲酸加以使用。當焚燒真空蒸餾後的釜內殘渣時，在合成中製成該產物不會對環境產生危害，僅在燃燒中產生二氧化碳和水。
8)在自單氯乙酸起始合成時，一般地採用鈉鹽為起始原料，並使之與甲酸鈉反應。因為單氯乙酸鈉需在一個分開的步驟中製取，這樣產生損失，故而還需增加一個製備過程。如果氯乙酸如US-PS2，458，741中所述被直接地用作起始原料。那麼得到一個非均一的產品，其產率很低，僅為35%。
9)通過採用本發明的方法消除了以前所述的缺陷。單氯乙酸被用作起始材料，藉此不再需要製備鈉鹽的工藝，並可獲得更高的產率(以單氯乙酸計，產率為90%)。
根據DE-PS2，759，169通過在水介質中使用濃鹽酸進行酸化。這樣存在著缺點，因為甲氧乙酸很難自水介質中分離。因而，本發明的方法中還採用在無水的介質中進行酸化。然而，因為採用無水介質中用鹽酸處理甲酸要形成甲氧基乙酸甲酯，因而酸化前須將甲酸去除。作為溶劑，甲氧基乙酸甲酯最適於與鹽酸反應，而且由於它可以充分地溶解各個反應物，由於它的沸點比甲氧基乙酸沸點低70℃，因此可藉蒸餾將甲氧基乙酸分離。
實施例1將47.25克(0.5摩爾)單氯乙酸溶於200cm3的甲氧基乙酸乙酯中，並在充分的攪拌之下，於40℃下滴加200克30%(1.1摩爾)的甲醇鈉的甲醇溶液。
採用蒸餾柱使甲醇開始開始緩緩自系統中蒸出，同時將自上一批生產步驟中所得的甲醇50cm3加入。所有的甲醇須在蒸餾中自系統中除去。蒸餾釜底部的溫度至少升至100℃。
隨後，反應混合物被冷卻，在冷卻中用無水氯化氫氣體使甲氧基乙酸在25-30℃下從其鈉鹽中釋放出來。將沉澱的氯化鈉過濾掉。再用50-100cm3的甲酸進行洗滌(該洗滌甲酸在下一批生產步驟中被加入甲醇蒸餾系統中)。用作溶劑的甲氧基乙酸甲酯在大約40巴的壓力下從過濾液中被蒸去。殘留的含量為95-98%的甲氧基乙酸粗產物可以用真空蒸餾進行精製。
如此，獲得40.5克甲氧基乙酸，以單氯乙酸的量計算產率為90%。產物至少為99%，羥基乙酸及單氯乙酸的總含量低於0.2%。
實施例2
將47.25克(0.5摩爾)的單氯乙酸溶於100cm3甲醇中，並於充分的攪拌之下，在40℃下滴加入200克30%(1.1摩爾)的甲醇鈉。隨後，加熱使反應混合物沸騰。對混合物進行分析，如果反應不完全而在反應混合物中要發現有單氯乙酸的話，則再加入甲醇鈉，並且繼續保持沸騰至完全去除氯乙酸。
接著，在反應裝置中裝設蒸餾柱並將甲醇蒸除。同時，還加入用作洗滌氯化鈉的取自上一批生產步驟中的甲醇。繼續蒸餾直至完全去除甲醇。蒸餾釜的溫度隨即增加至至少100℃。將200cm3甲氧基乙酸甲酯加入殘留物中，並且冷卻反應混合物。在冷卻的同時，於25-30℃下通入乾燥的氯化氫氣體直至甲氧基乙酸完全地從甲氧基乙酸鈉中釋出。將沉澱的氯化鈉過濾，用50cm3的甲酸進行洗滌。(該洗滌甲酸用於下一批生產中的甲醇蒸餾)。隨後，在40巴的壓力下蒸餾除去用作溶劑的甲氧基乙酸甲酯。該殘留的原始產物為95%，並用真空蒸餾進行純化。產率以單氯乙酸計為90-91%，雜質的總量低於0.2%。
權利要求
1.一種自單氯乙酸、甲醇鈉及甲醇製備甲氧基乙酸的方法，其特徵為，該方法包括在提高了的溫度下、最好在該混合物的沸點下，使單氯乙酸及甲醇鈉以摩爾比在0.5∶1.1-1.2範圍中隨機地在含有甲氧基乙酸甲酯的甲醇溶劑中進行反應；蒸除甲醇並使在加入甲氧基乙酸甲酯之後得到的可攪拌的混合物與無水氯化氫氣體反應；除去沉澱的氯化鈉；蒸除甲氧基乙酸甲酯並且進行純化，如果需要，所獲的甲氧基乙酸在真空中進行蒸餾。
2.如權利要求1所述的方法，其特徵為，該方法還包括使存在於無水甲氧基乙酸介質中的甲氧基乙酸鈉鹽與氯化氫氣體在20-80℃的溫度下進行的反應。
3.如權利要求1所述的方法，其特徵為，該方法還包括對沉澱的氯化鈉的過濾及用甲醇對它進行的洗滌步驟。
4.如權利要求1及3所述的方法，其特徵為，該方法還包括採用含有甲氧基乙酸及甲氧基乙酸甲酯的甲酸進行洗滌的步驟。
5.如權利要求1所述的方法，其特徵為，該方法還包括將蒸出去的可能含有游離酸的甲氧基乙酸甲酯在合成中作為溶劑循環使用的步驟。
全文摘要
本發明涉及一種製備甲氧基乙酸的方法。本發明的要旨是在提高了的溫度下使單氯乙酸和甲基鈉在甲醇溶劑中反應，然後把甲醇蒸餾掉，並在殘留物中加入甲氧基乙酸甲酯。可攪拌的混合物與乾燥的氯化氫氣體相反應，除去沉澱的氯化鈉之後便蒸餾掉甲氧基乙酸甲酯，於是得到所需產物。
文檔編號C07C51/573GK1039798SQ89104850
公開日1990年2月21日 申請日期1989年7月14日 優先權日1988年7月14日
發明者奧戈奇·巴爾, 奇·勞尤什, 佩伊瓦·耶諾, 萊格拉第·拉斯洛, 科洛尼奇·佐爾坦, 舒普特依·喬鮑 申請人:弗由茲伏化工廠