專利名稱：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こ酸甲酯的方法。
背景技術(shù)：
甲氧基こ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)こニ醇的中間體。甲氧基こ酸甲酯的合成方法主要有三種1)采用甲醇或甲縮醛ニ甲醇為原料，通過羰基化反應(yīng)進(jìn)行合成；2)以氯こ酸和甲醇鈉為原料，首先合成甲氧基こ酸，后者再和甲醇通過酯化反應(yīng)合成甲氧基こ酸甲酯；3)以こニ醇單甲醚為原料，通過氧化反應(yīng)合成甲氧基こ酸再與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)。羰基化反應(yīng)的收率和選擇性比較低，不適宜エ業(yè)化；氯こ酸和甲醇鈉的酯化反應(yīng)生成甲氧基こ酸甲酯的收率比較低；こニ醇單甲醚的反應(yīng)能耗大，污染嚴(yán)重，設(shè)備投資大。因此，從エ業(yè)實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，有必要發(fā)展ー種耗能較低，高收率高選擇性合成甲氧基こ酸甲酯的方法。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，可以在相對溫和的條件下，高收率高選擇性的合成甲氧基こ酸甲酷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種甲氧基こ酸甲酯的制備方法，該方法以甲縮醛和甲酸為原料，加入催化劑，在較低的溫度和壓カ下合成甲氧基こ酸甲酷。本發(fā)明的特點(diǎn)是催化劑對反應(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こ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)明所述ー種甲氧基こ酸甲酯的制備方法，該方法以甲酸和甲縮醛為原料，在較低的溫度和壓カ下合成甲氧基こ酸甲酷，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I : 10-1.5 1，催化劑甲縮醛的質(zhì)量比為O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酷。步驟a中甲縮醛甲酸的摩爾比為I : 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)明所述ー種甲氧基こ酸甲酯的制備方法，該方法甲氧基こ酸甲酯的收率按下式計(jì)算Y甲氧基こ酸甲酷=甲氧基こ酸甲酯生成量(mol)/甲縮醛投料量(mOl)X100%。
本發(fā)明所述ー種甲氧基こ酸甲酯的制備方法，該方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，其實(shí)質(zhì)性特點(diǎn)為I)使用的催化劑，對設(shè)備腐蝕性??；2)反應(yīng)產(chǎn)物收率高，甲氧基こ酸甲酯的收率可到達(dá)70-90% ；3)反應(yīng)條件溫和。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例Ia、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. Omol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為85%。實(shí)施例2a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛44. Og(O. 58mol)，甲酸66. Og(I. 43mol)，再加入催化劑陽離子交換樹脂I. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為35%。實(shí)施例3a、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. Og(O. 50mol)，再加入催化劑陽離子交換樹脂O. 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I. 5MPa ；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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為47%。實(shí)施例4a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 25g，反應(yīng)溫度117°C，反應(yīng)時(shí)間2小吋，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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為86%。實(shí)施例5a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛52. Og(O. 68mol)，甲酸61.0g(l. 33mol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為26%。實(shí)施例6a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑氯化鋁O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為80%。實(shí)施例7a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. lg，反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)時(shí)間I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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為79%。實(shí)施例8a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑氯化亞錫O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為65%。實(shí)施例9a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 2g,反應(yīng)溫度130°C，反應(yīng)2小吋，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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為63%。實(shí)施例10a、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. Omol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為81%。實(shí)施例11a、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. Og (O. 50mol)，再加入催化劑分子篩O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為83%。實(shí)施例12a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛38. Og(O. 50mol)，甲酸23. Og (O. 50mol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 40g，反應(yīng)溫度140°C，反應(yīng)時(shí)間5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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為23%。實(shí)施例13a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛52. 4g(0. 69mol)，甲酸60. 0g(l. 30mol)，再加入催化劑磷鎢酸O. 80g,反應(yīng)溫度160°C，反應(yīng)時(shí)間8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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為42%。實(shí)施例14a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛7. 6g(0. IOmol)，甲酸46. Og (I. OOmol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 48g，反應(yīng)溫度150°C，反應(yīng)時(shí)間5小時(shí)，反應(yīng)體系的壓為2. 5MPa ；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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為26%。實(shí)施例15a、在容積為200ml的不銹鋼高壓反應(yīng)釜中，加入原料甲縮醛22. 8g(0. 3mol)，甲酸46. 0g(l. Omol)，再加入催化劑對甲苯磺酸O. 48g，反應(yīng)溫度160°C，反應(yīng)時(shí)間6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，即可得到甲氧基こ酸甲酯的收率為78%。
權(quán)利要求
1.一種甲氧基こ酸甲酯的制備方法，其特征在于該方法以甲酸和甲縮醛為原料，在較低的溫度和壓カ下合成甲氧基こ酸甲酷，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I : 10-1.5 1，催化劑甲縮醛的質(zhì)量比為O. 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，即可得到甲氧基こ酸甲酷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的甲氧基こ酸甲酯的制備方法，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所述的甲氧基こ酸甲酯的制備方法，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。
全文摘要
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。
文檔編號(hào)C07C67/24GK102690199SQ20121017081
公開日2012年9月26日 申請日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者劉洪忠, 吾滿江·艾力, 沈鑫權(quán), 高志賢 申請人:中國科學(xué)院新疆理化技術(shù)研究所