[发明专利]强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法

说明书

本发明涉及一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，包括：将丙二酸加入3‑5倍重量的溶剂中；在上述体系中加入丙二酸重量4‑8％的预处理过的Amberlyst‑15强酸性阳离子交换树脂；降温至‑20‑‑10℃，低温下通入异丁烯气体；密封体系，升温至10‑30℃，保温反应40‑60h；反应结束，过滤回收催化剂，滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯。本发明的催化剂廉价易得，催化活性高，反应时间短，原料利用率高；催化剂可以重复使用，避免了传统方案催化剂不能回收利用，废水量多的问题，大大降低了生产成本；后处理方便，操作简单，产品质量好，收率高，符合绿色环保思想。

技术领域

本发明涉及一种有机化合物的制备方法，具体涉及一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法。

背景技术

丙二酸单叔丁酯是一种重要的精细化工原料和医药中间体，丙二酸单叔丁酯及其衍生物广泛应用于医药、香料、聚酯等行业。目前丙二酸单叔丁酯的制备主要有：

(1)以丙二酸和叔丁醇为起始原料，在乙腈溶剂中，用DCC缩合得到丙二酸单叔丁酯。该工艺收率低，选择性差，控制不好会产生很多副产物，使得产物纯度极低，难以实现大规模工业化生产。

(2)丙二酸亚异丙酯和叔丁醇反应，得到产物，浓缩溶剂，产品进行提杂，萃取，分离等后续操作，得到丙二酸单叔丁酯。该反应后处理复杂，产生大量废水，对环境不友好。

(3)在四氢呋喃溶剂中加入丙二酸，吡啶和叔丁醇，0℃下加甲磺酰氯室温反应，反应结束后，浓缩溶剂，剩余物用液碱中和，水层调酸，萃取得到目标产物。该工艺收率低，成本高，后处理复杂。

(4)丙二酸单乙酯与叔丁醇在向山试剂作用下，制备丙二酸乙酯叔丁酯，丙二酸乙酯叔丁酯在乙醇中，氢氧化钾乙醇溶液进行水解，后处理得到目标产物。该工艺原料成本高，操作复杂，难以工业化生产。

因此，急需开发一种操作方便，成本低廉的丙二酸单叔丁酯的制备工艺，促进该产品的生产和应用。

发明内容

本发明的目的是提供一种简单方便的丙二酸单叔丁酯的制备方法，该过程无副产物，操作安全。

本发明是通过如下技术方案实现的：

一种强酸性树脂催化制备丙二酸单叔丁酯的方法，包括如下步骤：

(1)将丙二酸加入3-5倍重量的醋酸叔丁酯、甲基叔丁基醚、乙基叔丁基醚，或者其复合溶剂中；

(2)在上述体系中加入丙二酸重量4-8％的预处理过的Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂作为催化剂；

(3)降温至-20--10℃，低温下通入异丁烯气体，异丁烯与丙二酸当量相等；

(4)通入完毕，密封体系，升温至10-30℃，保温反应40-60h；

(5)反应结束，过滤回收催化剂，催化剂不需要处理可以直接投入下批反应，滤液用少量饱和食盐水洗涤，干燥浓缩溶剂，即可得到高纯度丙二酸单叔丁酯，溶剂回收套用。

其中，所述Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂的预处理过程如下：

(1)用甲醇洗涤Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂数次至澄清；

(2)之后用甲醇浸泡Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂12-24h；

(3)将甲醇倾出，用5％HCl-甲醇溶液浸泡Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂，搅拌15min，放置24h；

(4)过滤出Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂，用甲醇洗涤树脂至呈中性，在减压干燥烘箱中烘干Amberlyst-15强酸性阳离子交换树脂4-5h，取出、放入干燥器中冷却、备用。