[发明专利]一种2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的制备方法

说明书

本发明公开了一种2,2,4,4‑四甲基‑1,3‑环丁二醇的制备方法，包括如下制备步骤：将异丁酰氯溶于第一有机溶剂中，在搅拌下，加入三乙胺和锌粉，加热至回流，反应完后，再经过冷却、过滤、洗涤、减压蒸馏后，得到蒸馏底物；将蒸馏底物溶于第二有机溶剂中，经过冷却、过滤后，在催化剂的作用下，通入氢气，进行反应，即得。本发明是在巴斯夫公司工艺的基础下，当缚酸剂三乙胺所形成的三乙胺盐酸盐后，用适当的金属从三乙胺盐酸盐中再释放出三乙胺，使得缚酸剂的三乙胺能够循环使用，三乙胺在体系中仅仅起着一个桥梁作用，通过这种用少量的三乙胺不断交换循环，使反应直至反应完全。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，尤其涉及一种2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的制备方法。

背景技术

2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇，简称为CBDO，是一种脂肪族二元醇，主要用于合成替代聚碳酸酯的高性能聚酯；传统聚酯的玻璃化转变温度较低，限制了其在中高温领域的应用，CBDO的加入可以显著改善聚酯的玻璃化转变温度，提高耐候性以及透明度。

巴斯夫公司名下专利US6559343B1公开了一种合成中间体2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮（TMCB）的方法，其合成方法为：采用异丁酰氯为主要原料，三乙胺作为缚酸剂合成TMCB。此方法是目前实验室合成TMCB主要采用的方法，国外已有较多文献对该方法进行了报道。上述的合成方法的合成路线见下式1所示。

式1

该合成方法中反应所需要的三乙胺的用量是酸酐的两倍，使得反应后会产生大量的副产物三乙胺盐酸盐。三乙胺盐酸盐的处理和回收困难，且三乙胺是化工生产中一种严重的污染源。

专利US5169994、US5258556和CN111718252A中均报道了中间体2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮的合成方法，其合成方法为：采用裂解异丁酸酐以形成含二甲基乙烯酮的气体，将所述含二甲基乙烯酮的气体通入酯类溶剂，使所述酯类溶剂溶解二甲基乙烯酮形成含二甲基乙烯酮的酯类溶液；然后，在惰性气体下使二甲基乙烯酮二聚形成2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮。其合成路线见下式2所示。

式2

该合成路线需要在高温高压条件下完成，且裂解反应的转化率较低，很难进一步地提高，生产设备复杂，对于实验室或者工厂的设备要求严格。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的制备方法，其在巴斯夫公司工艺的基础下，当缚酸剂三乙胺所形成的三乙胺盐酸盐后，用适当的金属从三乙胺盐酸盐中再释放出三乙胺，使得缚酸剂三乙胺能够循环使用。

本发明采用如下技术方案实现：

一种2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇的制备方法，包括如下制备步骤：

S1：将异丁酰氯溶于第一有机溶剂中，在搅拌下，加入三乙胺和锌粉，控制反应液温度在40℃以下，继续搅拌，然后加热至回流，在回流温度下反应，反应完后，反应液再经过冷却、过滤、洗涤、减压蒸馏后，得到蒸馏底物；

S2：将蒸馏底物溶于第二有机溶剂中，经过冷却、过滤后，得到中间体的2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮；

S3：将2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二酮溶于第三有机溶剂中，在催化剂的作用下，通入氢气，进行反应，反应完后，然后经过过滤、旋蒸后，再加入第四有机溶剂，经过分散、过滤后，得到2,2,4,4-四甲基-1,3-环丁二醇。

其合成路线如下式3所示：

式3