[发明专利]一种环丙甲酸甲酯的制备方法

说明书

本发明涉及一种环丙甲酸甲酯的制备方法，其解决了现有制备方法不合理、副产物滞销、对生产装置气密性要求高、不适合工业化生产的技术问题，其以γ‑丁内酯为起始原料，在催化剂碳酸钾的作用下，利用硫酸二甲酯和γ‑丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。本发明可广泛应用于医药中间体合成技术领域。

技术领域

本发明涉及医药中间体合成技术领域，具体地说是一种环丙甲酸甲酯的制备方法。

背景技术

环丙甲酸甲酯又叫环丙烷羧酸甲酯，用作医药中间体、有机合成等，尤其涉及一种环丙胺中间体。目前生产环丙甲酸甲酯的工艺主要为为γ-丁内酯、氯化亚砜、甲醇通过开环反应得到4-氯代丁酸甲酯之后和甲醇钠脱除氯化氢成环，生成环丙甲酸甲酯。

此工艺虽操作简单，原料易得成本低，但产生大量的二氧化硫和盐酸混合气体，该混合气体的处理方式为传统的水吸收氯化氢，然后利用氨水吸收二氧化硫制备亚硫酸氢铵，但是该反应条件下生产的盐酸和亚硫酸氢铵溶液质量差，副产物造成滞销，且该生产装置对反应釜的要求高，气密性要求，若气体泄漏产生的氯化氢、二氧化硫对空气污染较为严重。

其他合成方法还有γ-氯丁酸酯为起始原料，利用醇钠或醇钾作为环合反应的强碱，甲苯、二甲苯等芳香烃溶剂为溶剂，于60～130℃下进行环合反应制备环丙甲酸酯。

专利US3711549利用固体甲醇钠为强碱，甲苯为溶剂，采用向甲醇钠-甲苯体系中滴加γ-氯丁酸甲酯的方法合成环丙甲酸甲酯。虽然该方法实现了较高的环丙甲酸甲酯收率，但固体甲醇钠成本高，不易运输和保存，极易变质，且在使用过程中易粘附与反应器表面，在较高温度下存在安全隐患。

专利CN101693660A、CN1150141A均以醇钠或醇钾相应的醇溶液作强碱进行环合反应，采用的溶剂均为芳香烃类溶剂，如苯、甲苯、二甲苯。甲苯、二甲苯等芳香烃与醇的共沸组成中，醇的含量较低，且由于醇与芳香烃互溶，导致共沸物冷凝后不分层，导致溶剂共沸带甲醇钠效率低、蒸甲醇时间长、溶剂需求量大、难以回收利用的问题。因此，芳香烃类溶剂作为环合反应溶剂并不十分合适，存在副产物生成增多、蒸甲醇时间长、溶剂用量大、难以回收利用的问题。

发明内容

本发明就是为了解决上述背景技术的问题，提供了一种环丙甲酸甲酯的制备方法，该方法工艺简单，生产所必需的原材料种类少，且部分原材料可以回用，产品收率高，质量好，安全环保无废气产生，对生产装备要求较低。

为此，本发明提供了一种环丙甲酸甲酯的制备方法，以γ-丁内酯为起始原料，利用硫酸二甲酯和γ-丁内酯进行酯交换反应开环，在强碱性条件下环合生成环丙甲酸甲酯。

优选的，依次包括以下步骤：

(1)加入硫酸二甲酯，投入催化剂碳酸钾，搅拌混合，然后滴加γ-丁内酯，搅拌保温完成酯交换的开环反应生成4-((甲氧基磺酰基)氧)丁酸甲酯，具体反应式如下：

(2)按照γ-丁内酯与甲醇钠摩尔比为1:1.2的比例滴加甲醇钠甲醇混合溶液，保温搅拌0.5h，精馏甲醇，反应釜底沉淀后清液为环丙甲酸甲酯，具体反应式如下：

优选地，步骤(1)碳酸钾加入量为γ-丁内酯质量的1％～3％。

优选地，步骤(1)中γ-丁内酯的与硫酸二甲酯的摩尔比为1：(1.0～1.2)。

优选地，所述步骤(1)开环反应温度为80～100℃。

优选地，所述步骤(1)开环反应时间为6～10h。

本发明的有益效果为：