[发明专利]一种3-甲基-3-丁烯酸的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化学合成技术领域，具体地说是一种3-甲基-3-丁烯酸的制备方法。

背景技术

3-甲基-3-丁烯酸是一种重要的化工原料和有机合成中间体，英文名：3-methyl-3-butenoic acid，分子式：C₅H₈O₂，它是一种无色片状结晶，熔点63.5～64℃，具有辛辣味，能随水蒸气挥发，易溶于热水，能溶于醇和醚，难溶于冷水，被广泛用于合成药物、树脂、杀菌剂、表面涂料和增塑剂等各个方面。

目前，有关3-甲基-3-丁烯酸的制备经检索有以下几种方法：

1、Amos B.Smith等在J.Am.Chem.Soc.，1981，103：1996-2008中以3-甲基-3-丁烯醇为原料，加入琼斯试剂Cr₂O₃氧化得到3-甲基-3-丁烯酸，但由于Cr₂O₃的使用，三废不易处理，对环境污染严重，不符合绿色化学的要求。

2、Scholte，Andrew A等在Organic & Biomolecular Chemistry，2006，4：730-742中是经过多步反应进行，首先，在室温下以THF为溶剂，以3-氯-2-甲基丙烯为原料，加入Mg粉，制备格式试剂；其次，在-78℃下，在合成的格式试剂中，以碘单质为催化剂的条件下，通入CO₂合成3-甲基-3-丁烯酸，产率为39％，其中格式试剂制备条件苛刻和反应试剂使用较多以及反应步骤冗繁，且-78℃条件苛刻不易操作。

3、Mohamed Abarbri在J.Org.Chem.，2000，65：7475-7478中是以相应的烯酸或炔酸卤化物与格式试剂发生格式反应合成3-甲基-3-丁烯酸，但都得到3-甲基-2-丁烯酸和3-甲基-3-丁烯酸的混合物，不易分离，产率小于60％，且反应过程中使用了催化剂及格式试剂。

4、Mohamed Abarbri在J.Org.Chem.，2000，65：7475-7478中也以环氧烯酮与格式试剂发生反应得到3-甲基-3-丁烯酸，同样有格式试剂的制备条件苛刻以及其本身不稳定的缺点。

5、Averya.Morto等在Cambridge Mass，1945，67：2224-2228上先将戊烷在-10～-15℃下格式化后生成格式试剂与1-丁烯反应，通入CO2得到3-甲基-3-丁烯酸，但该反应制备格式试剂的条件较为苛刻，不易操作，且生成的中间体不稳定容易变质。

以上公开技术存在的问题是制备工艺复杂，不易操作，而且收率低，生成的中间体不稳定容易变质，对环境有污染。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足而提供的一种3-甲基-3-丁烯酸的制备方法，它采用电化学的合成技术，操作简便安全，反应原料易得，产率高，成本低，而且不污染环境，是一种很有工业合成价值的工艺路线。

实现本发明目的的技术方案是：一种3-甲基-3-丁烯酸的制备方法，特点是将3-氯-2-甲基丙烯、四丁基碘化铵和乙腈溶剂混合，并在常压下饱和CO2后以恒电流电解，电解液经酸化、提纯得3甲基-3-丁烯酸，其具体步骤如下：

a、电解液的制备

将3-氯-2-甲基丙烯、四丁基碘化铵和乙腈按2：1：193摩尔比混合，放入阴极为钛片、阳极为镁棒的电解池内。

b、电解

常压下，向上述电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以11.65mA·cm^-2恒电流电解，温度为0～20℃，通电量为每摩尔3-氯-2-甲基丙烯2～4F，F为法拉第常数。

c、酸化

对上述电解液用盐酸进行酸化，至电解液澄清透明且pH值为2～3，用乙醚与酸化的电解液按1：1的体积比萃取三次，然后取与乙醚同体积的去离子水，洗涤合并后的三次萃取液的醚层，再用无水硫酸镁脱水后过滤，滤液经减压旋蒸后得产物3-甲基-3-丁烯酸。

本发明与现有技术相比具有方法简单，操作方便、安全，原料易得，成本低，产率高，不污染环境的优点，并对温室效应气体二氧化碳进行了有效利用，不仅节约生产成本，也大大减少了大气污染，缓解了能源日益枯竭的问题，对环境保护具有十分重大的意义，是一种很有工业合成价值的工艺路线。

具体实施方式

通过以下具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

实施例1

a、电解液的制备