[发明专利]一种用氯气氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机物的合成，具体的说是一种用氯气氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法。

背景技术

丙酮酸乙酯是重要的有机合成中间体，在医药、农药、化妆品、电子、香料等领域中被广泛应用。作为医药中间体，可以用于合成心血管扩张剂等药物；应用于美白和营养皮肤的化妆品，能够促进皮肤伤口愈合，预防和治疗以开裂、剥落和鳞化为特征的皮肤疾病；用作空气清新剂中的高效活性成分，可以有效清除空气中的氨及甲硫醇；丙酮酸乙酯具有新鲜、甜润的花果香气，可用于苹果、柑橘、白兰地、巧克力等香精、香料的调配；同时丙酮酸乙酯也是合成树脂和塑料的重要原料。

目前，工业中合成该产品的路线主要有两条：其一是酒石酸脱水后酯化，该路线缺点在于脱水是在较高温度下进行，反应器内反应物容易碳化结锅，因而清洗工作麻烦，并且丙酮酸在高温下会分解，反应收率较低；另一种路线是用乳酸乙酯为原料，高锰酸钾氧化，由于高锰酸钾氧化性较强，选择性关，反应中副产物较多，产品不容易提纯，因而收率也较低。

因而开发丙酮酸乙酯合成新工艺，制备高纯度产物并且反应条件温和，同时减少污染，是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种反应条件温和、反应迅速、工艺简单、易操作、易分离的用氯气氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

用氯气氧化乳酸乙酯制备丙酮酸乙酯的方法：采用乳酸乙酯作原料，在氮氧化合物和碱的催化下，在0-40℃下用氯气将乳酸乙酯氧化为丙酮酸乙酯；所述氮氧化合物的用量为乳酸乙酯质量的0.1％-1.0％；氯气的用量为乳酸乙酯当量数的1.0-1.2倍；碱的用量是乳酸乙酯当量数的1-1.2倍。

将所述乳酸乙酯在二氯甲烷或丙酮中溶解后进行氮氧化合物和碱的催化。将所述氯气通入乳酸乙酯的丙酮溶液中，氯气通入完毕后，反应继续搅拌1-2小时。反应结束后将产物加入饱和NH₄Cl水溶液，用二氯甲烷萃取，干燥，除去溶剂，使得到产物纯化。

所述氮氧化合物为2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物(TEMPO)、4-乙酰氧基-2，2，6，6-四甲基哌啶氧化物(OTEMPO)或N-羟基邻苯二甲酰亚胺(NHPI)。所述碱为碳酸钠、碳酸氢钠、吡啶、甲基吡啶或三乙胺。

本发明所具有的优点：本发明制备丙酮酸乙酯的方法中反应条件温和、反应迅速、工艺简单、易操作、易分离，反应过程绿色，原子经济性高。反应应用的是廉价易得的氯气将乳酸乙酯氧化为丙酮酸乙酯。

具体实施方式

以下实施例是对本发明的进一步说明，但本发明不限于此。

将乳酸乙酯溶解在二氯甲烷或丙酮中，加入催化量氮氧化合物和化学计量的碱，在0-40℃下，缓慢通入氯气并搅拌；反应1小时，停止反应。加入NH₄Cl饱和水溶液，用二氯甲烷萃取，干燥，除去溶剂，得到产物。本发明用氯气作氧化剂，反应条件温和、反应迅速，反应过程绿色，工艺简单、易操作、易处理，有利于实现产业化。

实施例1

在1000ml的三口烧瓶中，加入乳酸乙酯118g(1.0mol)和500ml丙酮和60g碳酸钠，并加入0.1g TEMPO，在25℃下，缓慢通入氯气并不断搅拌，1小时之内通完氯气；然后再反应30min，停止反应。加入200ml NH₄Cl饱和水溶液，用1000ml二氯甲烷萃取三次，干燥，除去溶剂，得到产物112g，产率97％。

实施例2

在1000ml的三口烧瓶中，加入乳酸乙酯118g(1.0mol)和500ml丙酮和90g吡啶，并加入0.2g TEMPO，在15℃下，缓慢通入氯气并不断搅拌，1小时之内通完氯气；然后再反应30min，停止反应。加入200ml NH₄Cl饱和水溶液，用1000ml二氯甲烷萃取三次，干燥，除去溶剂，得到产物110g，产率95％。

实施例3

在1000ml的三口烧瓶中，加入乳酸乙酯118g(1.0mol)和500ml二氯甲烷和95g碳酸氢钠，并加入0.5g TEMPO，在30℃下，缓慢通入氯气并不断搅拌，1小时之内通完氯气；然后再反应30min，停止反应。加入200ml NH₄Cl饱和水溶液，用1000ml二氯甲烷萃取三次，干燥，除去溶剂，得到产物105g，产率91％。

实施例4