[發(fā)明專利]丁二酰丁二酸二甲酯的制備方法

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210005707.2
• 申請日: 2012-01-09
• 公開（公告）號: CN102584593A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞永泉;范建云;范國慶
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江永泉化學(xué)有限公司
• 主分類號: C07C69/757
• 分類號: C07C69/757;C07C67/313
• 代理公司: 杭州之江專利事務(wù)所(普通合伙) 33216
• 代理人: 朱楓

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種丁二酰丁二酸二甲酯的制備方法。

背景技術(shù)

丁二酰丁二酸二甲酯(簡稱：DMSS)是合成喹吖啶酮系列顏料、1，4-環(huán)己二酮和光敏聚合物的重要中間體，該產(chǎn)品的工藝的優(yōu)化、研制，近十年來已經(jīng)越來越受到國內(nèi)外企業(yè)的重視。

丁二酰丁二酸二甲酯是本公司生產(chǎn)的顏料紅122(化學(xué)名：2，9-甲基-喹吖啶酮)的主要原料，年需求量在400噸以上，并有不斷上升的趨勢，原丁二酰丁二酸二甲酯生產(chǎn)技術(shù)、設(shè)備都不能適應(yīng)現(xiàn)階段的生產(chǎn)，因此，亟需優(yōu)化改進(jìn)。

顏料紅122為一類高性能有機(jī)顏料，該顏料色澤鮮艷，耐有機(jī)溶劑的耐熱性好，耐曬性和耐氣從侯性優(yōu)良，在各種塑料中不遷移，主要用于塑料、涂料、樹脂、印花、油墨、紡織、橡膠的著色，也用于合成纖維的原漿著色，還可以與其他顏料拼混使用等。

鑒于顏料紅122有如此好的性能及廣闊的使用前途，它的重要中間體丁二酰丁二酸二甲酯(DMSS)的優(yōu)化研制和改進(jìn)成了本公司重要課題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供一種安全、環(huán)保、又收益高的丁二酰丁二酸二甲酯的制備方法。

本發(fā)明課題優(yōu)化研究是從石油的最初原料丁二酸開始，先將丁二酸與甲醇進(jìn)行酯化反應(yīng)得到丁二酸二甲酯(DMS)，再將丁二酸二甲酯與甲醇鈉發(fā)生發(fā)生狄克曼反應(yīng)，得到丁二酰丁二酸二甲酯。

本課題的研究有如下幾個(gè)單元：酯化反應(yīng)、狄克曼反應(yīng)，后處理包括中和水洗、過濾、干燥等過程。

一、酯化反應(yīng)(丁二酸二甲酯的合成)

丁二酸和甲醇的摩爾比：

丁二酸和甲醇在催化劑的催化下發(fā)生酯化反應(yīng)，其可以生成二種酯：單酯為酸性酯，雙酯為中性酯，其反應(yīng)原理是：

從反應(yīng)式可見：酯化反應(yīng)的產(chǎn)率不取決于反應(yīng)原料間摩爾比(丁二酸∶甲醇＝1∶2)，而且取決于如何及時(shí)將生成的水從酯系統(tǒng)中取走，使其反應(yīng)向我們要的方向走。

酯化反應(yīng)中的催化劑的選擇：

酯化反應(yīng)可以不用催化劑，但是為了加速反應(yīng)的進(jìn)行必須采用200-300℃的高溫，如工藝過程對產(chǎn)品的純度要求極高，而且催化劑又分離不凈，則可以采用高溫?zé)o催化劑酯化反應(yīng)。

選用合適的酯化催化劑是保證酯化反應(yīng)順利進(jìn)行有著決定性的作用，丁二酸二甲酯(DMS)也稱琥珀酸二甲酯，是無色透明液體，它的合成原先是以硫酸為催化劑，硫酸是強(qiáng)無機(jī)酸，對設(shè)備的腐蝕比較嚴(yán)重，而且硫酸作為催化劑不能回收，因此他對環(huán)境污染很厲害。根據(jù)當(dāng)今形勢下，必須走環(huán)保生產(chǎn)之路，因此通過對各種催化劑實(shí)驗(yàn)，最后確定732大分子樹酯(化學(xué)名：強(qiáng)酸性苯乙烯系陽離子交換樹脂，含水量小于等于0.3％)為催化劑，成品一次收率也在90％以上，循環(huán)利用收率在98％以上，從而優(yōu)化改進(jìn)了工藝。

二、狄克曼反應(yīng)(丁二酰丁二酸二甲酯的合成)

丁二酸二甲酯與甲醇鈉甲醇溶液按一定比例在100-110℃條件下發(fā)生狄克曼反應(yīng)，得到丁二酰丁二酸二甲酯的鈉鹽，再用稀硫酸中和得到粗產(chǎn)品，粗產(chǎn)品經(jīng)精制得到白色結(jié)晶體，再經(jīng)干燥得到成品，收率在70-80％之間，其反應(yīng)原理為：

本發(fā)明的技術(shù)方案是：丁二酰丁二酸二甲酯的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

a、丁二酸二甲酯的酯化：在配有電加熱及電動(dòng)磁力攪拌的反應(yīng)器上、裝上溫度計(jì)、純甲醇滴加恒壓漏斗及蒸出管(冷凝管及收集回收帶水甲醇單口瓶)，然后向反應(yīng)器中加入732大分子樹酯、丁二酸、甲醇，加熱至丁二酸溶解后開攪拌，溫度升至95-100℃，再邊滴加純甲醇邊蒸出帶水甲醇，滴加速度以能維持反應(yīng)平衡為準(zhǔn)，即反應(yīng)體積恒定，滴加時(shí)間為5小時(shí)；反應(yīng)過程中取樣測定酸值、水份來確定終點(diǎn)；

反應(yīng)結(jié)束后，液體從反應(yīng)器中分離出來，在常壓下蒸出過量甲醇，再減壓蒸餾收集沸點(diǎn)125-130℃/700mmHg的餾份為產(chǎn)品；樹酯催化劑仍留在反應(yīng)器中作為下一批反應(yīng)使用；

產(chǎn)品丁二酸二甲酯外觀無色透明，經(jīng)氣相檢測的純度為99.53％，產(chǎn)量171g，一次收率為92.10％。

b、丁二酰丁二酸二甲酯的合成(狄克曼反應(yīng))：

在配有電加熱及電動(dòng)磁力攪拌的反應(yīng)器上，裝上溫度計(jì)，滴加恒壓漏斗及蒸出管(冷凝管及收集回收帶水甲醇單口瓶)，然后向反應(yīng)器中加入自制丁二酸二甲酯，加熱并開攪拌，溫度升至105-110℃，保持15min后，再滴加甲醇鈉-甲醇溶液，同時(shí)蒸出含少量丁二酸二甲酯的甲醇，滴加時(shí)間為5小時(shí)；滴加結(jié)束維持110-120℃再反應(yīng)2h，以獲得最大產(chǎn)量的丁二酰丁二酸二甲酯鈉鹽(DMSS鈉鹽)；