[发明专利]丁二酰丁二酸二甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种丁二酰丁二酸二甲酯的制备方法。

背景技术

丁二酰丁二酸二甲酯(简称：DMSS)是合成喹吖啶酮系列颜料、1，4-环己二酮和光敏聚合物的重要中间体，该产品的工艺的优化、研制，近十年来已经越来越受到国内外企业的重视。

丁二酰丁二酸二甲酯是本公司生产的颜料红122(化学名：2，9-甲基-喹吖啶酮)的主要原料，年需求量在400吨以上，并有不断上升的趋势，原丁二酰丁二酸二甲酯生产技术、设备都不能适应现阶段的生产，因此，亟需优化改进。

颜料红122为一类高性能有机颜料，该颜料色泽鲜艳，耐有机溶剂的耐热性好，耐晒性和耐气从侯性优良，在各种塑料中不迁移，主要用于塑料、涂料、树脂、印花、油墨、纺织、橡胶的着色，也用于合成纤维的原浆着色，还可以与其他颜料拼混使用等。

鉴于颜料红122有如此好的性能及广阔的使用前途，它的重要中间体丁二酰丁二酸二甲酯(DMSS)的优化研制和改进成了本公司重要课题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种安全、环保、又收益高的丁二酰丁二酸二甲酯的制备方法。

本发明课题优化研究是从石油的最初原料丁二酸开始，先将丁二酸与甲醇进行酯化反应得到丁二酸二甲酯(DMS)，再将丁二酸二甲酯与甲醇钠发生发生狄克曼反应，得到丁二酰丁二酸二甲酯。

本课题的研究有如下几个单元：酯化反应、狄克曼反应，后处理包括中和水洗、过滤、干燥等过程。

一、酯化反应(丁二酸二甲酯的合成)

丁二酸和甲醇的摩尔比：

丁二酸和甲醇在催化剂的催化下发生酯化反应，其可以生成二种酯：单酯为酸性酯，双酯为中性酯，其反应原理是：

从反应式可见：酯化反应的产率不取决于反应原料间摩尔比(丁二酸∶甲醇＝1∶2)，而且取决于如何及时将生成的水从酯系统中取走，使其反应向我们要的方向走。

酯化反应中的催化剂的选择：

酯化反应可以不用催化剂，但是为了加速反应的进行必须采用200-300℃的高温，如工艺过程对产品的纯度要求极高，而且催化剂又分离不净，则可以采用高温无催化剂酯化反应。

选用合适的酯化催化剂是保证酯化反应顺利进行有着决定性的作用，丁二酸二甲酯(DMS)也称琥珀酸二甲酯，是无色透明液体，它的合成原先是以硫酸为催化剂，硫酸是强无机酸，对设备的腐蚀比较严重，而且硫酸作为催化剂不能回收，因此他对环境污染很厉害。根据当今形势下，必须走环保生产之路，因此通过对各种催化剂实验，最后确定732大分子树酯(化学名：强酸性苯乙烯系阳离子交换树脂，含水量小于等于0.3％)为催化剂，成品一次收率也在90％以上，循环利用收率在98％以上，从而优化改进了工艺。

二、狄克曼反应(丁二酰丁二酸二甲酯的合成)

丁二酸二甲酯与甲醇钠甲醇溶液按一定比例在100-110℃条件下发生狄克曼反应，得到丁二酰丁二酸二甲酯的钠盐，再用稀硫酸中和得到粗产品，粗产品经精制得到白色结晶体，再经干燥得到成品，收率在70-80％之间，其反应原理为：

本发明的技术方案是：丁二酰丁二酸二甲酯的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a、丁二酸二甲酯的酯化：在配有电加热及电动磁力搅拌的反应器上、装上温度计、纯甲醇滴加恒压漏斗及蒸出管(冷凝管及收集回收带水甲醇单口瓶)，然后向反应器中加入732大分子树酯、丁二酸、甲醇，加热至丁二酸溶解后开搅拌，温度升至95-100℃，再边滴加纯甲醇边蒸出带水甲醇，滴加速度以能维持反应平衡为准，即反应体积恒定，滴加时间为5小时；反应过程中取样测定酸值、水份来确定终点；

反应结束后，液体从反应器中分离出来，在常压下蒸出过量甲醇，再减压蒸馏收集沸点125-130℃/700mmHg的馏份为产品；树酯催化剂仍留在反应器中作为下一批反应使用；

产品丁二酸二甲酯外观无色透明，经气相检测的纯度为99.53％，产量171g，一次收率为92.10％。

b、丁二酰丁二酸二甲酯的合成(狄克曼反应)：

在配有电加热及电动磁力搅拌的反应器上，装上温度计，滴加恒压漏斗及蒸出管(冷凝管及收集回收带水甲醇单口瓶)，然后向反应器中加入自制丁二酸二甲酯，加热并开搅拌，温度升至105-110℃，保持15min后，再滴加甲醇钠-甲醇溶液，同时蒸出含少量丁二酸二甲酯的甲醇，滴加时间为5小时；滴加结束维持110-120℃再反应2h，以获得最大产量的丁二酰丁二酸二甲酯钠盐(DMSS钠盐)；