4,4-二甲氧基-2-丁酮的制备

2023/5/24 9:24:54 作者:小满

4,4-二甲氧基-2-丁酮是一种无色或浅黄色透明液体,是一种重要的医药磺胺甲基嘧啶的中间体,在医药、农药、染料等领域具有广泛的应用价值。可合成医药、农药重要中间体2-巯基-4-甲基嘧啶;合成抗艾滋病药物奈韦拉平的关键中间体2-氯-3-氨基-4-甲基吡啶;合成超高效、低毒除草剂5-甲基-N-芳基-1,2,4-三唑[1,5-α]嘧啶-2-磺酰胺;组成附着能力强、性能稳定的电子设备外壳涂装用的环保水性涂料等。

4,4-二甲氧基-2-丁酮

国内4,4-二甲氧基-2-丁酮的合成目前还处于起步阶段,只有少数几个厂家生产,生产能力和产量远远不能满足国内实际生产的需求,严重影响了其下游产品的开发和新生产技术的推广。

制备方法

目前报道较多的是以甲酸甲酯作为原料合成4,4-二甲氧基-2-丁酮。以甲酸甲酯和丙酮为原料在强碱试剂的作用下通过Claisen酯缩合反应制备丁酮烯醇钠,反应溶剂采用甲醇、二甲苯等,丁酮烯醇钠经过中和反应、加成反应制备4,4-二甲氧基-2-丁酮,酸式试剂主要有浓硫酸(98%)、硫酸氢甲酯、HCl气体等。专利US 5276200详细报道了以甲酸甲酯作为原料合成4,4-二甲氧基-2-丁酮,此种方法原料甲酸甲酯较为昂贵,工艺中强碱试剂甲醇钠粉末极易与空气中的氧和湿气反应,不易保存,同时极易被操作者吸入,接触人的皮肤还会烫伤,给操作带来很多麻烦。

制备方法的优化

本方法的目的是克服现有工艺中存在的不足,提供一种经济、高效地合成4,4-二甲氧基-2-丁酮的方法。

本方法以甲酸乙酯、液体甲醇钠、丙酮及浓硫酸为原料,经过Claisen酯缩合反应制备丁酮烯醇钠,然后将处理过的丁酮烯醇钠溶液滴加到含有浓硫酸的甲醇溶液中,反应得到4,4-二甲氧基-2-丁酮的粗品,经过常压蒸馏及减压蒸馏处理得到4,4-二甲氧基-2-丁酮产品。

一种4,4-二甲氧基-2-丁酮的合成方法,步骤如下:

(1)丁酮烯醇钠的制备

将液体甲醇钠升温至30℃~60℃,向其中慢慢滴加丙酮和甲酸乙酯的混合液,甲酸乙酯和丙酮的摩尔比为1~4∶1,甲醇钠与丙酮的摩尔比为0.5~2∶1,滴加速度0.05g/min~1000g/min,滴加完毕后30℃~60℃保温1h~5h,得到含有丁酮烯醇钠的悬浊液。

(2)4,4-二甲氧基-2-丁酮粗品的制备

处理步骤(1)所得混合物,得到丁酮烯醇钠溶液,将质量分数为98%的浓硫酸和甲醇的混合液升温至25℃~40℃,浓硫酸和甲醇的质量比为1∶1~20,浓硫酸与丁酮烯醇钠的摩尔比为0.5~3∶1,向浓硫酸和甲醇的混合液中滴加丁酮烯醇钠溶液,滴加速度为0.5g/min~2000g/min,滴加完毕后25℃~40℃保温3h~6h,反应完毕,用液体甲醇钠中和反应液,过滤,滤液即为4,4-二甲氧基-2-丁酮粗品。

(3)4,4-二甲氧基-2-丁酮的精制

步骤(2)所得4,4-二甲氧基-2-丁酮粗品经过常压蒸馏回收甲醇、减压蒸馏除去副产物后得到4,4-二甲氧基-2-丁酮产品。

此方法的优点

本方法提出的一种精细化工原料4,4-二甲氧基-2-丁酮的制备方法,具有以下优点:

①采用甲酸乙酯代替甲酸甲酯,价格较为低廉,且收率与使用甲酸甲酯相当,降低了成本;而且甲酸乙酯沸点较高,易于操作,储存方便;

②采用液体甲醇钠代替固体甲醇钠,操作简单,免去了配制甲醇钠的甲醇溶液的步骤,避免了甲醇钠粉末吸入及接触皮肤的危害;

③采用旋转蒸发除去丁酮烯醇钠混合液中的溶剂及液体杂质,避免了因使用甲酸乙酯而引入的副产物,保证了产品的纯度。

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