专利名称：4,4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法
技术领域：
本发明涉及一种精细化工原料4，4- 二甲氧基-2- 丁酮的制备方法。
背景技术：
4，4-二甲氧基-2-丁酮是一种无色或浅黄色透明液体，是一种重要的医药 磺胺甲基嘧啶的中间体，在医药、农药、染料等领域具有广泛的应用价值。可合成医 药、农药重要中间体2-巯基-4-甲基嘧啶；合成抗艾滋病药物奈韦拉平的关键中间体 2_氯-3-氨基-4-甲基吡啶；合成超高效、低毒除草剂5-甲基-N-芳基-1，2，4-三唑 [1，5-α]嘧啶-2-磺酰胺；组成附着能力强、性能稳定的电子设备外壳涂装用的环保水 性涂料等。国内4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成目前还处于起步阶段，只有少数几个厂家生 产，生产能力和产量远远不能满足国内实际生产的需求，严重影响了其下游产品的开发 和新生产技术的推广。目前报道较多的是以甲酸甲酯作为原料合成4，4-二甲氧基-2-丁酮。以甲酸 甲酯和丙酮为原料在强碱试剂的作用下通过Claisen酯缩合反应制备丁酮烯醇钠，反应溶 剂采用甲醇、二甲苯等，丁酮烯醇钠经过中和反应、加成反应制备4，4-二甲氧基-2-丁 酮，酸式试剂主要有浓硫酸(98% )、硫酸氢甲酯、HCl气体等。专利US 5276200详细 报道了以甲酸甲酯作为原料合成4，4-二甲氧基-2-丁酮，此种方法原料甲酸甲酯较为昂 贵，工艺中强碱试剂甲醇钠粉末极易与空气中的氧和湿气反应，不易保存，同时极易被 操作者吸入，接触人的皮肤还会烫伤，给操作带来很多麻烦。
发明内容
本发明的目的是克服现有工艺中存在的不足，提供一种经济、高效地合成4， 4-二甲氧基-2-丁酮的方法。本发明以甲酸乙酯、液体甲醇钠、丙酮及浓硫酸为原料，经过Claisen酯缩合反 应制备丁酮烯醇钠，然后将处理过的丁酮烯醇钠溶液滴加到含有浓硫酸的甲醇溶液中， 反应得到4，4-二甲氧基-2-丁酮的粗品，经过常压蒸馏及减压蒸馏处理得到4，4-二甲 氧基-2-丁酮产品。本发明的方法通过以下技术方案实现一种4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，步骤如下(1) 丁酮烯醇钠的制备将液体甲醇钠升温至30°C 60°C，向其中慢慢滴加丙酮和甲酸乙酯的混合液， 甲酸乙酯和丙酮的摩尔比为1 4 1，甲醇钠与丙酮的摩尔比为0.5 2 1，滴加速度 0.05g/min 1000g/min，滴加完毕后30°C 60°C保温Ih 5h，得到含有丁酮烯醇钠的 悬浊液，(2)4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品的制备处理步骤(1)所得混合物，得到丁酮烯醇钠溶液，将质量分数为98%的浓硫酸和甲醇的混合液升温至25°C 40°C，浓硫酸和甲醇的质量比为1 1 20，浓硫酸与丁 酮烯醇钠的摩尔比为0.5 3 1，向浓硫酸和甲醇的混合液中滴加丁酮烯醇钠溶液，滴 加速度为0.5g/min 2000g/min，滴加完毕后25°C 40°C保温3h 6h，反应完毕，用 液体甲醇钠中和反应液，过滤，滤液即为4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品，(3)4，4-二甲氧基-2-丁酮的精制步骤(2)所得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇、减压蒸馏除 去副产物后得到4，4-二甲氧基-2-丁酮产品。有益效果本发明提出的一种精细化工原料4，4-二甲氧基-2-丁酮的制备方 法，具有以下优点①采用甲酸乙酯代替甲酸甲酯，价格较为低廉，且收率与使用甲酸 甲酯相当，降低了成本；而且甲酸乙酯沸点较高，易于操作，储存方便；②采用液体甲 醇钠代替固体甲醇钠，操作简单，免去了配制甲醇钠的甲醇溶液的步骤，避免了甲醇钠 粉末吸入及接触皮肤的危害；③采用旋转蒸发除去丁酮烯醇钠混合液中的溶剂及液体杂 质，避免了因使用甲酸乙酯而引入的副产物，保证了产品的纯度。
具体实施例方式下面将通过实施例对本发明作进一步的说明，但不限于此实施例1 (1)在装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加 入135g液体甲醇钠，开启搅拌，升温至30°C，向其中滴入43.5g丙酮和55.5g甲酸乙酯的 混合液，4h滴加完毕，30°C保温5h，得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液。(2)将丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸发，除去溶剂及液体杂质，得到丁酮烯醇钠 的白色固体53.2g，加入IOOg甲醇配成溶液。在另一装有温度计、球形冷凝管、搅拌器 及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加入48.3g浓硫酸(98% )和160g甲醇的混合液，升 温至25°C。将配好的丁酮烯醇钠溶液滴入四口烧瓶中，充分搅拌，Ih滴加完毕，保温 6h。反应完毕后，加入液体甲醇钠中和反应液，中和后pH值为7.0，料液温度25°C，搅 拌0.5h，过滤得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品。(3)将4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇，然后再进行减压蒸 馏，收集20mmHg时70°C 73°C的馏分，得到55.5g无色透明液体，取样作GC分析， 4，4-二甲氧基-2-丁酮含量为95.23%，收率56.1 % (以甲醇钠为基准)。实施例2 (1)在装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加 入135g液体甲醇钠，开启搅拌，升温至40°C，向其中滴入43.5g丙酮和Illg甲酸乙酯的 混合液，6h滴加完毕，40°C保温3h，得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液。(2)将丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸发，除去溶剂及液体杂质，得到丁酮烯醇钠 的白色固体57.0g，加入90g甲醇配成溶液。在另一装有温度计、球形冷凝管、搅拌器 及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加入77.5g浓硫酸(98% )和200g甲醇的混合液，升 温至30°C。将配好的丁酮烯醇钠溶液滴入四口烧瓶中，充分搅拌，2h滴加完毕，保温 5h。反应完毕后，加入液体甲醇钠中和反应液，中和后pH值为8.0，料液温度30°C，搅 拌0.5h，过滤得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品。
(3)将4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇，然后再进行减压蒸 馏，收集20mmHg时70°C 73°C的馏分，得到59.2g无色透明液体，取样作GC分析， 4，4-二甲氧基-2-丁酮含量为95.47%，收率59.8% (以甲醇钠为基准)。实施例3 (1)在装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加 入122.7g液体甲醇钠，开启搅拌，升温至50°C，向其中滴入43.5g丙酮和166.5g甲酸乙 酯的混合液，7h滴加完毕，50°C保温2h，得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液。(2)将丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸发，除去溶剂及液体杂质，得到丁酮烯醇钠 的白色固体63.3g，加入80g甲醇配成溶液。在另一装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及 氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加入95.3g的浓硫酸(98% )和300g甲醇的混合液，升 温至35°C。将配好的丁酮烯醇钠溶液滴入四口烧瓶中，充分搅拌，3h滴加完毕，保温 4h。反应完毕后，加入液体甲醇钠中和反应液，中和后pH值为7.5，料液温度35°C，搅 拌0.5h，过滤得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品。(3)将4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇，然后再进行减压蒸 馏，收集20mmHg时70°C 73°C的馏分，得到69.6g无色透明液体，取样作GC分析， 4，4-二甲氧基-2-丁酮含量为95.11%，收率70.3% (以甲醇钠为基准)。实施例4 (1)在装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加 入122.7g液体甲醇钠，开启搅拌，升温至60°C，向其中滴入43.5g丙酮和222g甲酸乙酯 的混合液，8h滴加完毕，60°C保温lh，得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液。(2)将丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸发，除去溶剂及液体杂质，得到丁酮烯醇钠 的白色固体62.1g，加入80g甲醇配成溶液。在另一装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及 氮气保护装置的IL四口烧瓶中，加入101.2g浓硫酸(98% )和350g甲醇的混合液，升 温至40°C。将配好的丁酮烯醇钠溶液滴入四口烧瓶中，充分搅拌，4h滴加完毕，保温 3h。反应完毕后，加入液体甲醇钠中和反应液，中和后pH值为8.0，料液温度40°C，搅 拌0.5h，过滤得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品。(3)将4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇，然后再进行减压蒸 馏，收集20mmHg时70°C 73°C的馏分，得到46.3g无色透明液体，取样作GC分析， 4，4-二甲氧基-2-丁酮含量为95.24%，收率46.8% (以甲醇钠为基准)。实施例5 (1)操作同实施例3。(2)将丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸发，除去溶剂及液体杂质，得到丁酮烯醇钠 的白色固体57g，加入80g配成溶液。在另一装有温度计、球形冷凝管、搅拌器及氮气保 护装置的IL四口烧瓶中，加入95.3g浓硫酸(98%)和300g甲醇的混合液，升温至35°C。 将配好的丁酮烯醇钠溶液滴入四口烧瓶中，充分搅拌，3h滴加完毕，保温4h。反应完毕 后，加入液体甲醇钠中和反应液，中和后pH值为7.0，料液温度30°C，搅拌0.5h，过滤 得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品。(3)将4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇，然后再进行减压蒸 馏，收集20mmHg时70°C 73°C的馏分，得到64.9g无色透明液体，取样作GC分析，4，4-二甲氧基-2-丁酮含量为95.09%，收率65.6% (以甲醇钠为基准)。实施例6(1) 丁酮烯醇钠的制备将液体甲醇钠升温至30°C 60°C，向其中滴加丙酮和甲酸乙酯的混合液，其中 甲酸乙酯和丙酮的摩尔比为1 4 1，滴加时间4h 8h，滴加完毕后保温后Ih 5h，
得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液，反应方程式为
权利要求
1.一种4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，步骤如下(1) 丁酮烯醇钠的制备将液体甲醇钠升温至30°C 60°C，向其中慢慢滴加丙酮和甲酸乙酯的混合液，甲 酸乙酯和丙酮的摩尔比为1 4 1，甲醇钠与丙酮的摩尔比为0.5 2 1，滴加速度 0.05g/min 1000g/min，滴加完毕后30°C 60°C保温Ih 5h，得到含有丁酮烯醇钠的 悬浊液，(2)4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品的制备处理步骤(1)所得混合物，得到丁酮烯醇钠溶液，将质量分数为98%的浓硫酸和甲 醇的混合液升温至25°C 40°C，浓硫酸和甲醇的质量比为1 1 20，浓硫酸与丁酮烯 醇钠的摩尔比为0.5 3 1，向浓硫酸和甲醇的混合液中滴加丁酮烯醇钠溶液，滴加速 度为0.5g/min 2000g/min，滴加完毕后25°C 40°C保温3h 6h，反应完毕，用液体 甲醇钠中和反应液，过滤，滤液即为4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品，(3)4，4-二甲氧基-2-丁酮的精制步骤(2)所得4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇、减压蒸馏除去副 产物后得到4，4-二甲氧基-2-丁酮产品。
2.根据权利要求1所述的4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，步骤 (1)中丁酮烯醇钠的制备反应式如下
3.根据权利要求1所述的4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，步骤 ⑵中4，4-二甲氧基-2-丁酮的制备反应式如下
4.根据权利要求1所述的4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，步 骤(2)中的处理步骤(1)所得混合物是将步骤(1)中所得丁酮烯醇钠悬浊液进行旋转蒸 发，并将得到的白色固体加入甲醇配成丁酮烯醇钠溶液，丁酮烯醇钠与甲醇的质量比为 1 1 10。
5.根据权利要求1所述的4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，步骤 ⑵中用液体甲醇钠中和反应液的中和温度为0°C 40°C，中和后料液的pH值为7 10。
6.根据权利要求4所述的4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法，其特征在于，配制丁 酮烯醇钠溶液所用的甲醇是步骤(3)中对4，4-二甲氧基-2-丁酮粗品进行常压蒸馏所回 收的甲醇。
全文摘要
本发明涉及一种精细化工原料4，4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法。本发明以甲酸乙酯、液体甲醇钠、丙酮及浓硫酸为原料，经过Claisen酯缩合反应制备丁酮烯醇钠，然后将处理过的丁酮烯醇钠溶液滴加到含有浓硫酸的甲醇溶液中，反应得到4，4-二甲氧基-2-丁酮的粗品，经过常压蒸馏及减压蒸馏处理得到4，4-二甲氧基-2-丁酮产品。本发明原料廉价，方法工艺简单，操作方便，易于应用于工业化大规模生产，具有较高的工业应用价值。
文档编号C07C49/175GK102010311SQ20101057447
公开日2011年4月13日 申请日期2010年12月6日 优先权日2010年12月6日
发明者严间浪, 姜枫, 牛磊, 肖国民, 陈超明 申请人:东南大学