[發明專利]一種富馬酸單甲酯的制備方法

無效

• 申請號: 201010030129.9
• 申請日: 2010-01-08
• 公開（公告）號: CN101774913A
• 公開（公告）日: 2010-07-14
• 發明（設計）人: 谷國團;許英;田玉平
• 申請（專利權）人: 河南大學
• 主分類號: C07C69/60
• 分類號: C07C69/60;C07C67/333
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 張春

技術領域

本發明涉及一種富馬酸單甲酯的制備方法。

背景技術

霉菌對人和畜禽的健康及生命安全有著極大的危害，常在食品及飼料中添加少量能抑制 微生物生長的化合物，以達到防霉的目的。用于食品和飼料的防霉劑主要有苯甲酸及其鹽類、 山梨酸及其鹽類、尼泊金酯類、丙酸及其鹽類、富馬酸二甲酯、脫氫醋酸雙乙酸鈉等。富馬 酸二甲酯(Dimethyl?Fumarate，簡稱DMF)是一種高效廣譜防腐劑，它常溫下升華，能有效地 抑制體系環境中微生物的滋生，起到高效防腐的作用，因而得到廣泛的應用。但DMF對人的 皮膚、眼睛有刺激作用，人體接觸時能引起皮膚過敏，特別是在用量較大的夏季表現更為突 出。目前在歐美等發達國家已經開始限制DMF的使用。由于富馬酸單甲酯(Monomethyl Fumarate，簡稱MMF)作為防腐劑不僅具有DMF的優點，如PH應用范圍廣、低毒、用途廣、 使用方便等特點，而且其抑菌能力更強，刺激性僅為DMF的1/6。富馬酸單甲酯的抑菌效果是 目前已知防霉劑中最強的，對各種霉菌的抑菌濃度大致在100～800mg/kg之間。而且MMF在水 中的溶解度較大，使用更方便，在飼料、食品、蔬菜、水果等防霉保鮮方面具有廣泛的應用 前景。

關于MMF的制備，一般采用等物質的量的馬來酸酐和甲醇為原料，先發生醇解反應生成 馬來酸單甲酯，再經過異構化反應生成富馬酸單甲酯。

由于馬來酸單甲酯的異構化反應為強放熱反應，影響富馬酸單甲酯收率的主要因素是異 構化反應催化劑的種類、用量和異構化反應的溫度。目前國內對于富馬酸單甲酯的合成研究 主要采用鹽酸為催化劑，產率在70％～83％；而國外主要是以鹽酸、氯化鋁以及酰氯為催化劑， 其產率在82％～85％。如中國專利CN?1363547A公開了一種富馬酸單甲酯的制備工藝，采用鹽 酸作為催化劑，以乙酸乙酯作為異構化溶劑，反應溫度在20～70℃，反應3～8h，收率可達95％。 上述工藝中采用的異構化催化劑如鹽酸、無水AlCl₃等收率不甚理想，鹽酸對設備腐蝕嚴重， 產物中的鹽酸需要經過洗滌除去，因而需要增加酸性廢水處理工藝。上述工藝中還需要使用 大量的苯、甲苯等有機溶劑。山于苯類有機溶劑有毒，此類有機溶劑的使用和回收，增大了 生產成本，不利于工業化生產。因而需要尋求更為高效節能的生產工藝。

發明內容

本發明要解決的技術問題是富馬酸單甲酯的制備使用大量有機溶劑，增大了生產成本， 不利于工業化生產，提供一種富馬酸單甲酯的制備方法。

本發明的技術方案是：一種富馬酸單甲酯的制備方法，以馬來酸酐為原料與甲醇發生醇 解反應，生成馬來酸單甲酯，將馬來酸單甲酯再異構化生成富馬酸單甲酯，它是按如下步驟 制備：

(1)以馬來酸酐為原料與甲醇發生醇解反應，生成馬來酸單甲酯；

(2)在步驟(1)溶液中加入乙酸乙酯，在80～100℃的條件下，加入富馬酰氯，反應60～120 分鐘；

(3)蒸餾除去步驟(2)中的乙酸乙酯，加入水，加熱使產物溶解后，再冷卻，離心分 離，真空干燥后得到富馬酸單甲酯。

所述步驟(1)中，甲醇與馬來酸酐的物質的量之比為1.1～1∶1，甲醇分兩次加入。

所述步驟(2)中，富馬酰氯的加入量為馬來酸酐物質的量的1～10％。

本發明中，以富馬酸和亞硫酰氯為原料，在催化劑存在下合成富馬酰氯。該反應條件溫 和，收率在90％以上，易于工業化生產。富馬酰氯可以作為制備富馬酸單甲酯的高效催化劑。

以富馬酰氯為異構化催化劑，富馬酸單甲酯的制備方法是：以馬來酸酐為原料與甲醇反 應生成馬來酸單甲酯，然后在富馬酰氯催化下，將馬來酸單甲酯異構化生成富馬酸單甲酯。

在上述工藝步驟中，所用的甲醇可以是與馬來酸酐等物質的量，也可以過量5～10％(以 物質的量計)；甲醇分兩批次加入到反應器中：首先加入所用原料馬來酸酐物質的量的90％ 左右的甲醇，攪拌下反應至馬來酸酐完全溶解時，再加入剩余量的甲醇，繼續反應30分鐘。 反應可以在室溫下進行，或者微熱保持溫度在30～55℃之間，反應中保持30～60轉/分的攪拌。 醇解反應可以在1小時內完成，得到室溫下為透明粘稠狀液體，即為馬來酸單甲酯。