一種酯交換合成肟酯的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] -種酯交換合成肟酯的方法，屬于肟酯合成技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 肟酯是構(gòu)筑復(fù)雜碳-碳、碳-雜原子鍵化合物的重要中間體之一。肟酯在合成手性 胺和藥物中間體以及具有生物活性的各類雜環(huán)化合物方面具有巨大的潛力。由肟酯出發(fā)可 方便的制備烯酰胺，進(jìn)一步不對稱催化氫化合成具有光學(xué)活性，廣泛用于制備醫(yī)藥的手性 胺類化合物。手性制藥是醫(yī)藥行業(yè)的前沿領(lǐng)域。近幾年來，由于制藥行業(yè)的高速發(fā)展以及 手性藥物在臨床方面的優(yōu)異表現(xiàn)，手性藥物越來越受到人們的重視，也是未來藥物研發(fā)的 重要方向。手性胺類化合物是生產(chǎn)手性藥物重要中間體。但目前可用于高效不對稱催化氫 化的胺類潛體不多，其中烯酰胺類化合物近幾年由于合成方法的日益成熟，越來越受到人 們的重視。但是合成烯酰胺類化合物重要中間體肟酯工業(yè)化合成方法鮮有報(bào)道。如何便捷 的合成肟酯類化合物是目前工業(yè)急需解決的問題。肟酯類化合物屬于?；款惢衔铮?是一種重要有機(jī)中間體。目前的公知方法為以酮肟和酸酐為原料合成肟酯，但轉(zhuǎn)化率只有 63%，原料浪費(fèi)嚴(yán)重，不適合工業(yè)化生產(chǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種工藝簡單、轉(zhuǎn)化率 高、產(chǎn)品純度高的一種酯交換合成肟酯的方法。
[0004] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：該酯交換合成肟酯的方法，其特征 在于，具體制備工藝為： 1) 將反應(yīng)原料酮肟和酯預(yù)混后加入到催化蒸餾塔中部，在堿性催化劑作用下進(jìn)行酯交 換反應(yīng)合成肟酯并得到副產(chǎn)醇；酮肟和酯摩爾比為1: 0-2)，堿性催化劑的量為反應(yīng)原料 總質(zhì)量的1%~20%，酯交換反應(yīng)條件為：反應(yīng)時(shí)間為lh~8h，反應(yīng)溫度為70°C ~130°C，反應(yīng)壓 力為0~2MPa，酯交換反應(yīng)過程中副產(chǎn)醇從催化蒸餾塔塔頂蒸出；所述堿性催化劑為甲醇鈉 或乙醇鈉，反應(yīng)原料酮肟為脂肪烴類酮肟，反應(yīng)原料酯為脂肪烴類酯； 2) 將步驟1得到的反應(yīng)產(chǎn)物進(jìn)行精餾即得，精餾條件為：精餾塔內(nèi)壓力為-0. 01 MPa~-(X IMPa，反應(yīng)溫度為 30°C ~120°C。
[0005] 上述酮廂和酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)的反應(yīng)通式為：
[0006] 采用本發(fā)明提供的方法，可以從酮肟直接制備肟酯。將酮肟和酯加入到催化蒸餾 塔中，在堿性催化劑作用下進(jìn)行酯交換合成肟酯，同時(shí)將生成的醇蒸餾出去。所以催化蒸餾 塔內(nèi)的溫度要高于副產(chǎn)醇的沸點(diǎn)，又低于反應(yīng)原料酮肟的沸點(diǎn)，最好臨近酮肟的沸點(diǎn)以保 證最大反應(yīng)速率和產(chǎn)率。配合所述堿性催化劑進(jìn)行酯交換反應(yīng)轉(zhuǎn)化率和選擇性均在98%以 上，經(jīng)精餾后分離得到的產(chǎn)物主要為肟酯。反應(yīng)工藝流程簡單，經(jīng)濟(jì)效益高。
[0007] 通常意義的酯交換反應(yīng)是一種酯和醇的交換反應(yīng)，這種可逆反應(yīng)的選擇性和轉(zhuǎn)換 率一般不高。本發(fā)明的發(fā)明人以酮肟代替醇與酯進(jìn)行酯交換反應(yīng)后成功制得肟酯，這個(gè)反 應(yīng)中選擇性和轉(zhuǎn)換率的控制成為關(guān)鍵。酯交換反應(yīng)的催化劑雖然較多，但應(yīng)用于酮肟與酯 的酯交換反應(yīng)后，絕大多數(shù)表現(xiàn)不出應(yīng)有的催化活性，本發(fā)明以甲醇鈉或乙醇鈉作為催化 劑，在沒有溶劑的情況下，能夠非常明顯的增加酯交換過程的選擇性，保證肟酯的產(chǎn)率。
[0008] 所述的反應(yīng)原料酮肟為丙酮肟、丁酮肟、2-戊酮肟、3-戊酮肟、2-己酮肟、4-甲 基-2-戊酮肟、2-庚酮肟、3-庚酮肟、4-庚酮肟或2, 6-二甲基-4-庚酮。在本發(fā)明條件下， 脂肪烴類酮肟均會(huì)達(dá)到較好的反映效果，但從反應(yīng)速率和工藝控制方便考慮，短鏈的酮肟 反應(yīng)效果更好。
[0009] 優(yōu)選的，所述的反應(yīng)原料酮肟為丙酮肟、丁酮肟、2-戊酮肟或3-戊酮肟。
[0010] 所述的反應(yīng)原料酯為丙酸甲酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、丁酸丁酯、丁酸異 戊酯、異丁酸異丁酯、異戊酸乙酯或異戊酸異戊酯。在本發(fā)明條件下，脂肪烴類酯均會(huì)達(dá)到 較好的反映效果，但從反應(yīng)速率、脫醇率和原料來源方便考慮，短鏈的酯效果更好，成本更 低。
[0011] 優(yōu)選的，所述的反應(yīng)原料酯為丙酸甲酯、丙酸丁酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯。
[0012] 優(yōu)選的，所述的反應(yīng)原料酮肟和酯預(yù)混后先進(jìn)行預(yù)熱再加入到催化蒸餾塔。原料 在預(yù)熱后進(jìn)入催化蒸餾塔，能夠在更短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到反應(yīng)所需的溫度，從而在更短的時(shí)間 內(nèi)達(dá)到最大的轉(zhuǎn)化率。
[0013] 優(yōu)選的，所述的反應(yīng)原料酮肟和酯預(yù)混后先利用副產(chǎn)醇的余熱進(jìn)行預(yù)熱再加入到 催化蒸餾塔。反應(yīng)的副產(chǎn)醇在催化蒸餾塔中進(jìn)行酯交換反應(yīng)的同時(shí)從塔頂蒸出，以促使酯 交換反應(yīng)右移增加轉(zhuǎn)化率，蒸出的副產(chǎn)醇具有接近催化蒸餾塔內(nèi)的溫度，利用副產(chǎn)醇與反 應(yīng)原料進(jìn)行熱交換將反應(yīng)原料預(yù)熱，同時(shí)實(shí)現(xiàn)副產(chǎn)醇的冷凝，在熱交換后副產(chǎn)醇可以收集 儲(chǔ)存，反應(yīng)原料達(dá)到最合適的預(yù)熱溫度。進(jìn)一步加快酯交換反應(yīng)效率。
[0014] 在物料配比中酯的配比稍過量可以促進(jìn)酮肟的轉(zhuǎn)化率。本發(fā)明可通過調(diào)整酮肟和 酯的物料比和反應(yīng)溫度以及反應(yīng)壓力，達(dá)到肟酯的轉(zhuǎn)化率和選擇性均在98%以上。優(yōu)選的， 步驟1)所述的酯交換反應(yīng)中：酮肟和酯摩爾比為1: (1. 〇5~1. 2);堿性催化劑的量為反應(yīng) 原料總質(zhì)量的2%~5% ;酯交換反應(yīng)條件為：反應(yīng)時(shí)間為3h~5h，反應(yīng)溫度為72°C ~100°C，反 應(yīng)壓力為0-〇· OIMPa。
[0015] 優(yōu)選的，步驟2)所述的精餾條件為：精餾壓力為-0· 05 MPa ~-0· 08MPa ;反應(yīng)溫度 為 75°C ~100°C。
[0016] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種酯交換合成肟酯的方法所具有的有益效果是：本 肟酯的合成方法，是以酮肟和酯為原料制備肟酯的酯交換反應(yīng)。先將酮肟和酯在堿性催化 劑作用下運(yùn)用催化蒸餾技術(shù)進(jìn)行酯交換生成肟酯，然后經(jīng)精餾，得到肟酯純品，反應(yīng)過程中 無需溶劑。本發(fā)明采用催化蒸餾技術(shù)進(jìn)行酯交換合成肟酯，反應(yīng)工藝流程簡單，經(jīng)濟(jì)效益 高，可降低55%的生產(chǎn)成本，轉(zhuǎn)化率和選擇性均可達(dá)98%以上。利用催化蒸餾塔實(shí)現(xiàn)酯交換 和副產(chǎn)物的蒸饋，利用精餾塔實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品的精制，是一種比較經(jīng)濟(jì)的合成方法，得到的合格 產(chǎn)品純度99%以上。
【附圖說明】
[0017] 圖1是本發(fā)明工藝優(yōu)選的一種裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018] 其中：1、第一原料管路2、第二原料管路3、混合后原料管路4、換熱后原 料管路5、副產(chǎn)醇管路6、副產(chǎn)醇進(jìn)儲(chǔ)罐管路7、肟酯粗產(chǎn)品管路8、肟酯合格產(chǎn) 品進(jìn)儲(chǔ)罐管路9、未反應(yīng)原料返回混合器管路10、混合器11、換熱器12、催化蒸餾 塔13、產(chǎn)品精餾塔。
【具體實(shí)施方式】
[0019] 參照附圖1 :本發(fā)明的工藝流程優(yōu)選的一種裝置連接結(jié)構(gòu)示意圖，包括混合器10、 換熱器11、催化蒸餾塔12、產(chǎn)品精餾塔13,混合器10將第一原料管路1和第二原料管路2 送來的反應(yīng)原料酮肟和酯混合后通過混合后原料管路3送至換熱器11，在換熱器11中反應(yīng) 原料與催化蒸餾塔12塔頂蒸餾出的由副產(chǎn)醇管路5返回的副產(chǎn)醇進(jìn)行熱交換，同步實(shí)現(xiàn)反 應(yīng)原料預(yù)熱和副產(chǎn)醇冷凝，冷凝副產(chǎn)醇由副產(chǎn)醇進(jìn)儲(chǔ)罐管路6送走儲(chǔ)存，經(jīng)預(yù)熱的反應(yīng)原 料由催化蒸餾塔12中部進(jìn)入，在堿性催化劑的作用下進(jìn)行酯交換反應(yīng)同時(shí)副產(chǎn)醇由塔頂 蒸餾出。反應(yīng)產(chǎn)物經(jīng)肟酯粗產(chǎn)品管路7送至產(chǎn)品精餾塔13進(jìn)行精饋，肟酯合格產(chǎn)品由產(chǎn)品 精餾塔13塔頂蒸出，并通過肟酯合格產(chǎn)品進(jìn)儲(chǔ)罐管路8送走儲(chǔ)存，少量的過量原料由產(chǎn)品 精餾塔13塔底放出，并通過未反應(yīng)原料返回混合器管路9返回至混合器10重新混合參加 反應(yīng)。
[0020] 下面通過實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但是本發(fā)明不僅限于這些例子。通過這 些實(shí)施例可以充分理解本發(fā)明的實(shí)質(zhì)以及發(fā)明范圍，進(jìn)一步了解本發(fā)明所述的合成和分離 工藝的特點(diǎn)。本發(fā)明所述的原料為酮肟和酯，催化劑為甲醇鈉或乙醇鈉。
[0021] 酮肟為工業(yè)級(jí)，純度> 99% ;酯為工業(yè)級(jí)，純度> 99% ;催化劑甲醇鈉或乙醇鈉為 工業(yè)級(jí)，純度> 99% ;所述含量為質(zhì)量百分比。
[0022] 實(shí)施例1 : 將3. 32kg甲醇鈉溶于73. lkg丙酮肟中，并和92. 5kg丙酸甲酯在混合器10混合后， 與催化蒸餾塔12塔頂物料經(jīng)換熱器11換熱預(yù)熱后從催化蒸餾塔12中部連續(xù)進(jìn)料，控制塔 釜溫度72°C、常壓下進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)生成的甲醇從塔頂蒸出，經(jīng)換熱器11換熱冷卻 后進(jìn)甲醇罐。催化蒸餾塔12中反應(yīng)3 h后，將塔釜料用泵送至產(chǎn)品精餾塔13,在-0.05MPa 壓力下、80°C條件下進(jìn)行精餾，得到丙酮肟丙酸酯127. 7kg，以丙酮肟計(jì)收率為98%，純度為 99. 1%〇
[0023] 實(shí)施例2 : 將5. 4kg甲醇鈉溶于73. lkg丙酮肟中，并和143. 2kg丙酸丁酯在混合器混合后，與催 化蒸餾塔12塔頂物料經(jīng)換熱器11換熱預(yù)熱后從催化蒸餾塔12中部連續(xù)進(jìn)料，控制塔釜溫 度130°C、壓力0. 005MPa進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)生成的丁醇從塔頂蒸出，經(jīng)換熱器11換熱冷 卻后進(jìn)丁醇罐。催化蒸餾塔12中反應(yīng)4 h后，將塔釜料用泵送至產(chǎn)品精餾塔13,在-0.06MPa 壓力下、85°C條件下進(jìn)行精餾，得到丙酮肟丙酸酯127. 8kg，以丙酮肟計(jì)收率為98. 2%，純度 為 99. 2%。
[0024] 實(shí)施例3 : 將5. 4kg乙醇鈉溶于87. 12kg 丁酮肟中，并和117. 4kg 丁酸甲酯在混合器混合后，與 催化蒸餾塔12塔頂物料經(jīng)換熱器11換熱預(yù)熱后從催化蒸餾塔12中部連續(xù)進(jìn)料，控制塔 釜溫度85°C、壓力0. 007MPa進(jìn)行酯交換反應(yīng)，反應(yīng)生成的甲醇從塔頂蒸出，經(jīng)換熱器11換 熱冷卻后進(jìn)甲醇罐。催化蒸餾塔12中反應(yīng)3.5 h后，將塔釜料用泵送至產(chǎn)品精餾塔13， 在-0. 07MPa壓力下90°C進(jìn)行精餾，得到丁酮肟丁酸酯155. 6kg，以丁酮肟計(jì)收率為98. 4%， 純度為99. 5%。
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