背景技术
异丁酰肼为合成除草剂氨唑草酮的重要中间体，目前报道的异丁酰肼的合成方法，主要是通过异丁酸或异丁酸的酯与水合肼反应得到，但目前的合成方法主要存在以下问题：
(1)采用异丁酸直接与水合肼缩合反应，虽然收率较高，但该反应需使用催化剂， 常用的催化剂例如可以为钛酸四异丙酯、二氧化钛和三氧化二铝中的一种或多种。而使用 催化剂的缺点是分离催化剂较困难，对设备要求较苛刻，操作不方便。同时，直接缩合反应 中，由于加入催化剂，反应活性较高，杂质M172不容易控制，进而影响异丁酰肼的收率和含量。
此外，使用直接缩合法制备异丁酰肼，需使用纯度为100%的水合肼，原料不易得， 且在放大生产时具有一定安全风险。
(2)采用异丁酸的酯作原料与水合肼反应，综合效益低。现有技术中通常采用异丁 酸甲酯为原料，这是由于采用异丁酸的其它酯进行肼解反应时速率慢，转化率低。而异丁酸 甲酯是由异丁酸与甲醇反应得到的，对于用该方法得到的异丁酸甲酯，若直接采用精馏(精 馏温度为64°C)分离反应产物中的甲醇与异丁酸甲酯以得到高纯度(大于80重量％ )的异丁 酸甲酯已被证明不可行，主要原因是由于异丁酸甲酯与甲醇共沸，共沸物组成中甲醇占比 约75%;若采用水洗后处理，会导致异丁酸甲酯收率降低，成本提高。
所以，开发一种收率高、条件相对温和以及后处理简单的异丁酰肼的制备方法是 非常必要的。
发明内容
为了克服现有技术中异丁酰肼的制备条件苛刻、副产物不易控制、收率低、后处理 困难等缺陷，本发明提供了一种异丁酰肼的制备方法，采用该制备方法，产物收率和纯度 高，条件相对温和，后处理简单。
具体地，本发明提供了一种异丁酰肼的制备方法，该方法包括：
(a)在酯化反应条件下，将异丁酸与甲醇在催化剂存在下反应，将酯化反应得到的 混合物在70_120°C下进行蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出液以及残留液;将所述馏出液 中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相；
(b)在肼解反应条件下，将步骤(a)得到的含有异丁酸甲酯的有机相与水合肼反应；
其中，在步骤(a)中，所述异丁酸与甲醇的摩尔比为1:1-2.8。
本发明的发明人在研究中发现，以异丁酸、甲醇以及水合肼作为反应原料，在合成 异丁酰肼所经历的酯化反应和肼解反应中，可以利用套用母液的方法来提高酯化收率，同 时通过控制异丁酸与甲醇的反应摩尔比以及酯化产物的蒸馏温度，直接从蒸馏所得的馏出 液中分离掉水相，并将得到的含有异丁酸甲酯的有机相直接用于异丁酰肼的合成，可以达 到提高产品收率的效果，并且操作简便，易于工业化操作，从而避免了现有技术使用分离的 异丁酸甲酯带来的收率降低以及使用催化剂(异丁酸与水合肼直接缩合反应所需）带来的 后处理困难的问题。
本发明的发明人经过深入研究后还发现，当以异丁酸、甲醇以及水合肼作为反应 原料制备异丁酰肼时，为了提高酯化反应的收率，现有技术通常使用3-4当量的甲醇与异丁 酸进行酯化反应，此时酯化反应转化率可以达到98%以上。为了使得酯化反应产物中的异 丁酸甲酯顺利与水合肼进行肼解反应，通常需要将异丁酸甲酯从酯化反应产物中分离出 来，如上所述，所述分离的方法可以采用精馏法、水洗法或脱溶法进行，但是直接采用精馏 分离酯化反应产物中的异丁酸甲酯已被证明不可行，而采用水洗处理导致异丁酸甲酯收率 降低，直接采用脱溶的方式所得的异丁酸甲酯中甲醇含量太高，会导致下一步肼解反应速 度太慢，以致反应难以进行完全。而本发明的发明人发现，采用接近当量（1-2.8)的甲醇与 异丁酸进行酯化反应，当反应转化率达到90 %以上时，反应进行较慢，此时直接对得到的反 应混合液在70-115℃的温度下进行蒸馏，并将得到的馏出液进行分层并除去水相，可得含 量80重量％以上的异丁酸甲酯，之后将其直接用于异丁酰肼的合成，能够显著提高异丁酰 肼的收率和纯度。此外，剩余的残留液中包括未反应的异丁酸以及催化剂，通过补加适量的 异丁酸和甲醇，继续进行酯化反应，重复之前的操作，可使酯化反应的累积收率达到96%以 上，同时催化剂的套用不产生新的三废。套用反应液蒸馏后所得的含有异丁酸甲酯的有机 相可直接用于异丁酰肼的合成。此外，此方法合成异丁酰肼后处理加入溶剂经回流分水，去 除甲醇及水，所得含有异丁酰肼的溶液通过降温、结晶、过滤等常规操作即可实现对异丁酰 肼的分离，避免了使用催化剂(异丁酸与水合肼反应所需)合成异丁酰肼时导致的后处理催 化剂难以分离的缺点。
本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
具体实施方式
本实施例用于说明本发明提供的异丁酰肼的制备方法
(a)异丁酸甲酯的制备
步骤（1-1):在反应瓶中依次加入39.88(1.23mol)甲醇、11.28(0.112mol)浓硫酸 和100g(1.12mol)异丁酸并搅拌均匀，温度升至80°C，保持回流状态反应6小时。取样进行色 谱分析，至异丁酸气相归一面积小于10%时停止反应。然后将反应得到的混合物在80-110 ℃的温度下进行常压蒸馏，无明显馏分馏出时即可停止蒸馏，得到含有异丁酸甲酯的馏出 液和残留液B1-1。将所述馏出液中的水相分离掉，得到含有异丁酸甲酯的有机相A1-1。
步骤（1-2):向残留液B1-1 中加入47.18(1.46mol)甲醇和10og(1.12mol)异丁酸， 按照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机 相A1-2和残留液B1-2。
步骤（1-3):向残留液B1-2中加入54·4g(1·68mol)甲醇和 100g(1· 12mol)异丁酸， 按照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机 相A1-3和残留液B1-3。
步骤（1-4):向残留液B1-3中加入53g(1.64mol)甲醇和100g( 1.12mol)异丁酸，按 照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相 A1-4和残留液B1-4。
步骤（1-5):向残留液B1-4中加入57g(1.76mol)甲醇和100g(1.12mol)异丁酸，按 照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相 A1-5和残留液B1-5。
步骤（1-6):向残留液B1-5中加入62· 3g(1 ·93mol)甲醇和 100g(1· 12mol)异丁酸， 按照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机 相A1-6和残留液B1-6。
步骤（1-7):向残留液B1-6中加入53g(1 .64mol)甲醇和100g( 1.12mol)异丁酸，按 照步骤（1-1)中的条件进行酯化反应以及产物的后续分离。得到含有异丁酸甲酯的有机相 A1-7和残留液Bl-7。
异丁酸甲酯的总收率为98.1%。
其中，含有异丁酸甲酯的有机相的重量m(A)、有机相中异丁酸甲酯的含量c、残留 液重量m(B)、残留液中异丁酸的含量d和异丁酸甲酯的收率列于表1中。
表 1
(b)异丁酰肼的制备
将制备得到的含有异丁酸甲酯的有机相A1-1至A1-7合并，得到含有异丁酸甲酯的 有机相A1。向反应瓶中加入71g(1.14mol)水合肼，升温至80°C，滴加115g(0.95mol)上述含 有异丁酸甲酯的有机相A1，滴加完毕后，在80-85℃下回流反应24小时，取样分析至异丁酸 甲酯含量低于2重量％时停止反应。反应结束后，往肼解反应得到的混合物中加入200g甲 苯，在70-100℃的条件下回流分水除去水和甲醇，待釜温升至106-110℃，至无水分出时，降温至10°C，抽滤，得到异丁酰肼湿品，减压干燥后得异丁酰肼95.0g(0.90mol，97重量％)，异 丁酰肼的总收率为93.1%。