[发明专利]一种制备丙戊酸的方法

说明书

本发明公开了一种制备丙戊酸的方法，该方法是以丙戊腈为起始物料通过一锅法制备丙戊酸。本发明的方法以丙戊腈为原料，使用硫酸水溶液为催化剂，在120～160℃条件下制备丙戊酸，反应的收率可以达到70％，丙戊酸产品纯度可以达到99％。本发明的方法，采用硫酸水解的机理，与传统亚硝酸氧化酰胺为羧酸的机理进行比较，避免了亚硝酸钠在酸性环境下转化为亚硝酸，亚硝酸在酸条件下进一步转化为一氧化氮和二氧化氮气体对大气和水体的污染，同时提高操作人员操作的安全性，以及避免了一氧化氮和二氧化氮对设备的腐蚀。

技术领域

本发明涉及丙戊酸制备技术领域，尤其涉及一种制备丙戊酸的方法。

背景技术

丙戊酸钠化学名为2-丙基戊酸钠，适用于多种类型的癫痫发作，如小发作、局灶性发作、精神运动性发作、混合性发作、癫痫持续状态以及癫痫造成的性格行为障碍的预防和治疗。丙戊酸作为制备丙戊酸钠的前体，其制备方法被广泛研究。例如：专利CN111349003A中，以戊酸乙酯为起始物料，在醚溶液中以吡咯金属催化剂中进行催化反应，生成2-丙基-戊酸乙酯，然后2-丙基-戊酸乙酯使用氢氧化钠水解为丙戊酸钠粗品，经过蒸馏出掉乙醇、酸化除盐得到丙戊酸，反应方程式如下：

但上述方法使用醚作为溶剂，工业化有一定的危险性，同时使用吡咯金属作为催化剂，吡咯金属工业上不常见且有一定的危险性，另外第一步反应容易生产三丙基乙酸酯杂质。

例如：专利US4127604中，以氰乙酸酯、溴丙烷为起始物料，醇钠为碱试剂催化反应制备2-氰基-2-丙基戊酸甲酯，经过水解、酸化、高温脱酸得到丙戊腈；丙戊腈经过80％硫酸的水解变为丙戊酰胺，进一步在反应体系加入亚硝酸氧化后得到丙戊酸，反应方程式如下(其中化合物A为2-氰基-2-丙基戊酸甲酯，化合物B为2-氰基-2-丙基戊酸、化合物C为丙戊腈、化合物D为)：

但上述方法中化合物B(2-氰基-2-丙基戊酸)需要高温(160至190度)脱羧制备丙戊腈(化合物C)；丙戊腈被80％硫酸水解为丙戊酰胺后，反应体系使用亚硝酸钠水溶液在酸性条件下氧化酰胺得到丙戊酸反应机理如下：

方程式1：

方程式2：NaNO₂+H₂SO₄→NaHSO₄+HNO₂

方程式3：2HNO₂→NO↑+NO₂↑+H₂O

在反应过程中亚硝酸钠和硫酸反应生成亚硝酸如“方程式2”所示，然后进一步分解为一氧化氮和二氧化氮如“方程式3”所示，一氧化氮和二氧化氮的酸性有毒氧化物对设备有工厂金属设备有腐蚀，同时对环境造成较大的污染，从操作角度考虑也有一定的危险性。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种制备丙戊酸的方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

提供一种制备丙戊酸的方法，所述方法是以丙戊腈为起始物料通过一锅法制备丙戊酸，包括如下步骤：

步骤一，在反应瓶中加入水、硫酸、丙戊腈，升温至120～160℃，保温20～40h，中控至反应结束；

步骤二，反应停止后，向所述反应液中加水稀释分相，分得的油相再次用水萃取，向萃取后的油相中加入碱的水溶液，生成丙戊酸盐水溶液；

步骤三，使用有机溶剂萃取所述丙戊酸盐水溶液，油相丢弃，向水相中加入硫酸中和至pH＝1～2；再次分相后水相丢弃，油相用水萃取后进行减压蒸馏，即得丙戊酸。