[发明专利]4，4-二硝基戊酸甲酯的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种酯的制备方法。 

背景技术

现行的柴油标准对柴油十六烷值提出了更高的要求。美国和日本规定柴油的十六烷值不低于50，欧洲规定柴油的十六烷值不低于51，我国规定车用柴油十六烷值不低于49。目前我国中间基原油生产的直馏柴油，特别是重油催化裂化柴油，十六烷值较低，只有30～40。随着我国重油催化裂化加工规模的不断扩大，催化裂化柴油的比例不断增加，势必导致整体柴油十六烷值的下降。因此，提高柴油十六烷值是迫切需要解决的问题。

目前提高柴油十六烷值最简单有效的方法是添加柴油十六烷值改进剂。相对于目前普遍应用的硝酸酯类十六烷值改进剂，4，4一二硝基戊酸甲酯是一种非常优良的柴油十六烷值改进剂，它具有添加量小、十六烷值改进效果好等特点。在柴油中添加质量分数为0.44％的4，4-二硝基戊酸甲酯时，柴油十六烷值就可以提高20个单位，而添加1％～2％硝酸酯类十六烷值改进剂，才可使柴油的十六烷值增加3～8个单位。但是4，4-二硝基戊酸甲酯合成较为困难，因此限制了它的广泛应用。据文献报道，4，4-二硝基戊酸甲酯的合成是在醋酸催化下，二硝基乙烷钾与丙烯酸甲酯通过Michael加成反应直接生成4，4．二硝基戊酸甲酯，其收率可达到67％左右，但副产物较多，分离纯化困难，并且反应时间过长，需要14 h以上。文献报道，将相转移催化剂引入Michael加成反应中，可提高反应速率。 

发明内容

本发明旨在提供一种产物收率和产物纯度均获得提高的4，4-二硝基戊酸甲酯的制备方法。

本发明所述的4，4-二硝基戊酸甲酯的制备方法，包括：取1 摩尔二硝基乙烷钾与一定量的相转移催化剂混合，加入蒸馏水，25-45℃下加入3.0-5.0mol丙烯酸甲酯，反应0.5小时后，将反应物用乙醚萃取，水层再用乙醚萃取两次，合并萃取液，加入无水硫酸钠干燥，过滤、蒸馏后再进行减压蒸馏即可。

优选地，相转移催化剂为TBAC，TEAI或PEG-600。

更优选地，相转移催化剂为TBAC。

或者优选地，反应温度为25℃。

或者优选地，水量与二硝基乙烷钾的摩尔比为20-35：1。

更优选地，水量与二硝基乙烷钾的摩尔比为20：1。

或者优选地，丙烯酸甲酯与二硝基乙烷钾的摩尔比为3.0-5.0：1。

或者优选地，减压蒸馏时沸程为148～150℃，真空度2 kPa。

本发明反应时间短，反应条件缓和，产品纯度高，其产物纯度可达到99.9%。

具体实施方式

实施例一。

取1 摩尔二硝基乙烷钾与一定量的TBAC混合，加入20摩尔蒸馏水，25℃下加入3mol丙烯酸甲酯，反应0.5小时后，将反应物用乙醚萃取，水层再用乙醚萃取两次，合并萃取液，加入无水硫酸钠干燥，过滤、蒸馏后再在148℃，真空度2 kPa下进行减压蒸馏即可。经检测，产物收率为78.9%，纯度为99.9%。

实施例二。

取1 摩尔二硝基乙烷钾与一定量的TBAC混合，加入20摩尔蒸馏水，45℃下加入5mol丙烯酸甲酯，反应0.5小时后，将反应物用乙醚萃取，水层再用乙醚萃取两次，合并萃取液，加入无水硫酸钠干燥，过滤、蒸馏后再在150℃，真空度2 kPa下进行减压蒸馏即可。经检测，产物收率为78.8%，纯度为99.9%。

实施例三。

取1 摩尔二硝基乙烷钾与一定量的TBAC混合，加入20摩尔蒸馏水，35℃下加入4mol丙烯酸甲酯，反应0.5小时后，将反应物用乙醚萃取，水层再用乙醚萃取两次，合并萃取液，加入无水硫酸钠干燥，过滤、蒸馏后再在150℃，真空度2 kPa下进行减压蒸馏即可。经检测，产物收率为79.0%，纯度为99.9%。