[發明專利]3-羥基丁酸乙酯的化學合成新工藝

無效

• 申請號: 201310443818.6
• 申請日: 2013-09-26
• 公開（公告）號: CN103467291A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 譚美蘭
• 申請（專利權）人: 南京年吉冷凍食品有限公司
• 主分類號: C07C69/675
• 分類號: C07C69/675;C07C67/08
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 張堅剛

技術領域

本發明屬于高分子材料領域，特別涉及一種聚羥基丁酸酯的單體3-羥基丁酸乙酯的化學合成新工藝。

背景技術

高分子材料曾給人們帶來諸多方便和巨大財富,但是它所造成的白色污染己經成為威脅生態環境的一個重要因素，因此，生物降解高分子材料的研制與生產,作為解決難以降解的廢棄物導致的環境污染和石油基產品原料短缺的有效途徑,越來越受到人們的關注，聚羥基丁酸酯（PHB）是微生物在不平衡生長條件下儲存于細胞內的一種高分子聚合物，廣泛存在于自然界許多原核生物中。聚羥基丁酸酯具有天然塑性,?具有生物降解性、生物相容性、光學活性、壓電性等優點，是一種硬而脆的熱塑性聚合物，在常溫下其力學性能與聚丙烯PP和聚苯乙烯相當。具有與PP相仿的常溫力學性能、相近的熔融溫度、較低的耐溶劑性能和較好的耐紫外光老化性能。

聚羥基丁酸酯化學合成路線有多種，主要實驗室合成方法包括以下幾種工藝路線：第一種是以B一丁內酯為單體原料，開環聚合制備PHB，該法采用的催化劑復雜且價格昂貴，制備產品的相對分子質量也很低，與產品的應用還有很大的距離；另外丁內酯是一種致癌物，這與目前提倡的綠色環保產品相悖。第二種路線是以3-羥基丁酸為原料聚合制備PHB，由于3-羥基丁酸分子中含有一個羥基和一個羰基，3-羥基丁酸本身受熱不穩定，因此反應過程中必須保護分子中的羥基和羰基，反應非常復雜，每步反應要求的反應條件非常嚴格很難實現，經過四步反應后，聚合物的聚合度只能達到3，因此該法也不適合大規模的工業化生產。第三種如王加寧等在《聚羥基丁酸酯的化學合成及生物降解性》一文中報道，以3-羥基丁酸乙酯為單體制備PHB，其聚合反應方程式如下:

該法可以減少保護羥基和羰基步驟，所得PHB產品聚合度可達到75.3，收率為60．9％。

據報道，以環氧丙烷與氫氰酸為原料，經開環，加成，制備得到3-羥基丁腈，再經水解得到3-羥基丁酸，反應式如下：

該法中原料環氧丙烷為重要的基本化工原料，反應簡單，副產物少，但3-羥基丁酸是不穩定的化合物，很容易脫掉羥基，也容易自行聚合，因此很難以3-羥基丁酸為原料，與乙醇酯化制備得到3-羥基丁酸乙酯產品。本發明通過實驗，將3-羥基丁腈經酰胺化，再與乙醇酯化，精餾得到3-羥基丁酸乙酯產品。

發明內容：

本發明的目的是針對現有技術中的不足，提供一種3-羥基丁酸乙酯化學合成新工藝。

為實現上述發明目的，一種3-羥基丁酸乙酯化學合成新工藝，包括以下技術方案：

a、在反應釜中加入計量的環氧丙烷和催化劑，乙醇，加熱40~70℃，攪拌緩慢滴加氫氰酸，滴畢，保溫反應0.5~8小時，得3-羥基丁腈反應液；

b、將上述反應液減壓蒸餾，得到3-羥基丁腈產品；

c、稱取3-羥基丁腈加入反應釜中，加入硫酸溶液，升溫至40~60℃，攪拌反應0.5~2小時；

d、向c中滴加乙醇水溶液，溶液升溫至回流，在真空度為3000pa~10000pa下一邊蒸餾乙醇水溶液，一邊繼續反應5~8小時；

?e、反應完畢，減壓蒸餾出3-羥基丁酸乙酯產品。?

所述的催化劑為有機胺，優選二乙胺，三乙胺。

所述的催化劑用量為1000ppm~10000ppm。

所述的硫酸溶液中硫酸的質量百分含量為35~80%。

所述的乙醇水溶液中乙醇的百分含量為35~70%。

根據以上的技術方案，可以實現以下的有益效果：與現有技術相比，本發明工藝溫和，收率高，成本低，無三廢生成，適于工業生產。

具體實施方式：

????下面結合實施例對本發明做進一步地詳細說明，但是本發明要求保護的范圍并不局限于實施例表示的范圍。

實施例1：

在反應釜中加入環氧丙烷（290.0g）和二乙胺（1.5g），乙醇(310.0g)，加熱40~70℃，攪拌緩慢滴加氫氰酸(148.0g)，滴畢，保溫反應7小時，得3-羥基丁腈反應液；將反應液減壓蒸餾，得到3-羥基丁腈產品；

稱取3-羥基丁腈加入反應釜中，加入硫酸溶液(75%,326.6g)，升溫至40~60℃，攪拌反應1小時；滴加乙醇水溶液(65%,1200g)，溶液升溫至回流，在真空度為9000pa下一邊蒸餾乙醇水溶液，一邊繼續反應5~8小時；反應完畢，減壓蒸餾出3-羥基丁酸乙酯產品407g，收率95.3%，含量99.5%。?

實施例2：