一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種以甲縮醛和甲酸為原料，在催化劑作用下制備甲氧基乙酸甲酯的方法。
【背景技術(shù)】
甲氧基乙酸甲酯是重要的有機(jī)化工原料，廣泛用于手性胺類化合物的動(dòng)力學(xué)拆分、維生素B6及磺胺-5-嘧啶等的合成、聚合反應(yīng)的催化劑等；此外，它是生產(chǎn)乙二醇的中間體。
甲氧基乙酸甲酯的合成方法主要有三種:1)采用甲醇或甲縮醛二甲醇為原料，通過羰基化反應(yīng)進(jìn)行合成；2)以氯乙酸和甲醇鈉為原料，首先合成甲氧基乙酸，后者再和甲醇通過酯化反應(yīng)合成甲氧基乙酸甲酯；3)以乙二醇單甲醚為原料，通過氧化反應(yīng)合成甲氧基乙酸再與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)。羰基化反應(yīng)的收率和選擇性比較低，不適宜工業(yè)化；氯乙酸和甲醇鈉的酯化反應(yīng)生成甲氧基乙酸甲酯的收率比較低；乙二醇單甲醚的反應(yīng)能耗大，污染嚴(yán)重，設(shè)備投資大。因此，從工業(yè)實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，有必要發(fā)展一種耗能較低，高收率高選擇性合成甲氧基乙酸甲酯的方法。
本發(fā)明的研究表明，在間歇式反應(yīng)釜中，以甲縮醛和甲酸為原料，可以在相對(duì)溫和的條件下，高收率高選擇性的合成甲氧基乙酸甲酯。

【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是提供一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法，該方法以甲縮醛和甲酸為原料，加入催化劑，在較低的溫度和壓力下合成甲氧基乙酸甲酯。本發(fā)明的特點(diǎn)是催化劑對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕性小，反應(yīng)條件溫和，通過該方法獲得的甲氧基乙酸甲酯的選擇性可以達(dá)到90%以上，收率可以達(dá)到86%以上。
本發(fā)明所述一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法，該方法以甲酸和甲縮醛為原料，在較低的溫度和壓力下合成甲氧基乙酸甲酯，具體操作按下列步驟進(jìn)行:
a、在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛和甲酸，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸、陽離子交換樹脂、分子篩、氯化鋁、氯化亞錫或磷鎢酸，密閉反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度100-180°C，反應(yīng)時(shí)間l-8h，反應(yīng)體系的壓為l-3MPa，其中甲縮醛:甲酸的摩爾比為1: 10-1.5: 1，催化劑:甲縮醛的質(zhì)量比為0.2-6.0% ;
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯。
步驟a中甲縮醛:甲酸的摩爾比為1: 5-4: 5。
步驟a中的反應(yīng)溫度為120-160°C，反應(yīng)時(shí)間為2_6h。
本發(fā)明所述一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法，該方法甲氧基乙酸甲酯的收率按下式計(jì)算:
Y甲氧基乙酸甲酯=甲氧基乙酸甲酯生成量(mol)/甲縮醛投料量(mol) X100%。
本發(fā)明所述一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)為:
1)使用的催化劑，對(duì)設(shè)備腐蝕性?。?br> 2)反應(yīng)產(chǎn)物收率高，甲氧基乙酸甲酯的收率可到達(dá)70-90%;
3)反應(yīng)條件溫和。
【具體實(shí)施方式】
實(shí)施例1
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛35.2g(0.46mol)，甲酸46.0g(l.0mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.4g，密閉反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為IMPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為85%。
實(shí)施例2
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛44.0g (0.58mo 1 )，甲酸66.0g(l.43mol)，再加入催化劑陽離子交換樹脂1.80g，反應(yīng)溫度100°C，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為2MPa ;
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為35%。
實(shí)施例3
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛17.5g(0.23mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑陽離子交換樹脂0.48g，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為1.5MPa ；
[0025]b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為47%。
實(shí)施例4
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛17.5g(0.23mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.25g，反應(yīng)溫度117°C，反應(yīng)時(shí)間2小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為3MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為86%。
實(shí)施例5
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛52.0g(0.68mol)，甲酸61.0g(l.33mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.65g，反應(yīng)溫度180 °C，反應(yīng)時(shí)間6小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為2MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為26%。
實(shí)施例6
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛17.5g(0.23mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑氯化鋁0.48g，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間4小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為2MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為80%。
實(shí)施例7
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛20g(0.26mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.lg，反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)時(shí)間1小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為3MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為79%。
實(shí)施例8
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛17.5g(0.23mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑氯化亞錫0.48g，反應(yīng)溫度120°C，反應(yīng)時(shí)間3小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為IMPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為65%。
[0041] 實(shí)施例9
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛23g(0.30mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.2g，反應(yīng)溫度130°C，反應(yīng)2小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為2MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為63%。
實(shí)施例10
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛35g(0.46mol)，甲酸46.0g(l.0mol)，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸0.48g，反應(yīng)溫度125°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為3MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為81%。
實(shí)施例11
a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛17.5g(0.23mol)，甲酸23.0g(0.50mol)，再加入催化劑分子篩0.48g，反應(yīng)溫度135°C，反應(yīng)7小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為 2MPa ；
b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯的收率為83%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種甲氧基乙酸甲酯的制備方法，其特征在于該方法以甲酸和甲縮醛為原料，在較低的溫度和壓力下合成甲氧基乙酸甲酯，具體操作按下列步驟進(jìn)行: a、在不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛和甲酸，再加入催化劑對(duì)甲苯磺酸、陽離子交換樹脂、分子篩、氯化鋁、氯化亞錫或磷鎢酸，密閉反應(yīng)釜，反應(yīng)溫度100-180°C，反應(yīng)時(shí)間l-8h，反應(yīng)體系的壓為l-3MPa，其中甲縮醛:甲酸的摩爾比為1: 10-1.5: 1，催化劑:甲縮醛的質(zhì)量比為0.2-6.0% ; b、反應(yīng)結(jié)束后，將反應(yīng)釜冷卻至室溫，取出釜內(nèi)料液，用氣相色譜分析，即可得到甲氧基乙酸甲酯。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的甲氧基乙酸甲酯的制備方法，其特征在于步驟a中甲縮醛:甲酸的摩爾比為1: 5-4: 5。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的甲氧基乙酸甲酯的制備方法，其特征在于步驟a中的反應(yīng)溫度為120-160°C，反應(yīng)時(shí)間為2-6h。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種制備甲氧基乙酸甲酯的方法，該方法以甲縮醛和甲酸為原料，加入催化劑，在較低的溫度和壓力下合成甲氧基乙酸甲酯。本發(fā)明的特點(diǎn)是催化劑對(duì)反應(yīng)設(shè)備腐蝕性小，反應(yīng)條件溫和，通過該方法獲得的甲氧基乙酸甲酯的選擇性可以達(dá)到90％以上，收率可以達(dá)到86％以上。
【IPC分類】C07C69/708, C07C67/24
【公開號(hào)】CN105367423
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510909352
【發(fā)明人】陳友來, 郝磊
【申請(qǐng)人】山東謙誠工貿(mào)科技有限公司
【公開日】2016年3月2日
【申請(qǐng)日】2015年12月4日