[发明专利]两步法合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法

说明书

技术领域

本发明涉及有机化合物的合成，具体涉及两步法合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法。

背景技术

3-甲基-3-丁烯-1-醇可用于合成拟除虫菊酯杀虫剂及生产聚羧酸水泥减水剂，是一种重要的有机合成中间体。

目前，合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法，主要是以多聚甲醛和异丁烯为原料经Prins加成反应得到。如美国专利[US4028424，1977-6-7]报道了异丁烯和多聚甲醛Prins加成反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法，该方法以磷酸盐及其衍生物为催化剂，催化剂用量是加入多聚甲醛质量的2.5%；以叔丁醇或乙酸乙酯为溶剂，加入叔丁醇质量是加入多聚甲醛质量的13倍以上；反应温度170～200℃，反应时间4h，异丁烯与甲醛摩尔比5.6，收率65～87%。该方法存在异丁烯与甲醛摩尔比高、溶剂用量大等缺点，且收率较低，反应液中3-甲基-3-丁烯-1-醇含量低，导致后续分离装置的负荷及能耗高。

文献[石油化工，2011:909-912]报道了以固载化SnCl₄为催化剂，催化异丁烯和多聚甲醛Prins加成反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法。该方法使用的催化剂是以SiO₂为载体的SnCl₄，催化剂用量为多聚甲醛质量的50%，以二氧六环为溶剂，反应温度100℃，反应时间3h，反应压力2.2MPa，异丁烯与甲醛摩尔比3，3-甲基-3-丁烯-1-醇的收率为55%。该法反应条件较温和，但催化剂用量达到原料多聚甲醛用量的50%，存在催化剂成本高，且不易回收利用等缺点；同时Sn为重金属，极易造成环境污染，不利于环保。

专利[CN102060667，2011-5-18]公开了一种气相无溶剂无催化合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法。该方法先将多聚甲醛和异丁烯制浆，再通过热解聚变成气态甲醛。解聚温度120～200℃，因存在异丁烯，其解聚压力达到9～15MPa，解聚时间10～60min。解聚后，在无溶剂无催化剂条件下，甲醛和异丁烯缩合反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇。反应温度200～300℃，反应压力9～15MPa，异丁烯与甲醛摩尔比8～15。该法最终收率达到97%，且不需使用催化剂和有机溶剂。但是反应压力高达9～15MPa，对设备材质要求高，增加了设备投资成本和生产风险。

综上所述，采用异丁烯与甲醛直接合成3-甲基3-丁烯-1-醇方法，存在反应温度与压力高、催化剂用量及有机溶剂用量大、异丁烯大大过量等缺点。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的上述缺陷，提供一种两步法合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法。

本发明的目的通过如下技术方案实现：

一种两步法合成3-甲基-3-丁烯-1-醇的方法，以异丁烯、甲醛类物质和羧酸为原料，通过缩合酯化、水解两步合成3-甲基-3-丁烯-1-醇，合成步骤为：（1）缩合酯化反应：将异丁烯、甲醛类物质和羧酸加入高压釜中进行缩合酯化反应，缩合酯化反应完成后将反应溶液冷却、减压精馏得到中间体3-甲基-3-丁烯-1-醇羧酸酯；（2）水解反应：缩合酯化反应阶段得到的中间体3-甲基-3-丁烯-1-醇羧酸酯加碱溶液进行水解反应生成3-甲基-3-丁烯-1-醇及相应的羧酸金属盐的溶液，水解所得到的混合液冷却、静置、分层，得到有机层和水层，有机层富含目标产物3-甲基-3-丁烯-1-醇。

缩合酯化及水解反应的方程式分别如式(1)及式(2)所示。

所述缩合酯化反应制备3-甲基-3-丁烯-1-醇羧酸酯的羧酸基团R可表示为氢原子、甲基、乙基、丙基、异丙基、苯基、一氯代甲基或者二氯代甲基中的一种，即酯化反应中所采用的羧酸可以是甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、苯甲酸、氯乙酸以及二氯乙酸中的一种，优选甲酸或二氯乙酸。