背景技術(shù)

α-溴代異丁酸叔丁酯作為一種無色透明液體，易溶于二氯甲烷、氯仿、DMF等有機溶劑，是合成頭孢他啶的一種重要中間體原料。目前國內(nèi)合成α-溴代異丁酸叔丁酯的方法主要有兩種：一是利用α-溴代異丁酰溴或α-溴代異丁酰氯與叔丁醇進行反應，該方法存在轉(zhuǎn)化率低、工藝反應時間長的問題；二是利用α-溴代異丁酸與異丁烯進行酯化反應，采用質(zhì)子酸作為催化劑，該方法中的廢水產(chǎn)生量大，且對設(shè)備腐蝕嚴重，存在環(huán)境污染問題。CN201310157153.2公開了采用濃硫酸作為催化劑來合成α-溴代異丁酸叔丁酯，但是濃硫酸對設(shè)備的腐蝕嚴重，同時中和濃硫酸產(chǎn)生的廢水量較大，且其中的異丁烯聚合嚴重，導致產(chǎn)品的純度較低；CN201210472431.9公開了在反應精餾裝置中合成叔丁酯類化合物，由于α-溴代異丁酸沸點高，在精餾塔中不利于與原料酸進行分離，連續(xù)進料的能耗大，且叔丁酯類化合物在酸性高溫條件下不穩(wěn)定易于分解，異丁烯也容易聚合。因此，有必要對α-溴代異丁酸叔丁酯的合成工藝進行研究。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種利用陽離子交換樹脂催化合成α-溴代異丁酸叔丁酯的方法，解決現(xiàn)有工藝中存在的廢水產(chǎn)生量大，設(shè)備腐蝕嚴重、聚合物含量高等問題，具有工藝過程簡潔、產(chǎn)品純度高的特點。

本發(fā)明所述的利用陽離子交換樹脂催化合成α-溴代異丁酸叔丁酯的方法，是以α-溴代異丁酸與異丁烯為反應原料，然后添加溶劑和阻聚劑，以陽離子交換樹脂作為催化劑進行酯化反應，得到α-溴代異丁酸叔丁酯。所述陽離子交換樹脂為D001、D003、CH-A、CH-B、732、CHR-06中的一種或多種。

其中：

所述α-溴代異丁酸與異丁烯的摩爾比1:1.1-1.3。

所述溶劑為二氯甲烷、氯仿、乙腈、DMF、THF、DMSO中的任意一種，優(yōu)選二氯甲烷。

所述阻聚劑為叔丁基鄰苯二酚、對羥基苯甲醚、2,5-二叔丁基對苯二酚、二苯胺中的一種或多種。

本發(fā)明包括以下步驟：

(1)向反應釜中加入α-溴代異丁酸，然后加入溶劑、陽離子交換樹脂和阻聚劑攪拌均勻；

(2)向反應釜中通入異丁烯后保溫進行反應，反應完畢后用有機堿進行中和，經(jīng)減壓蒸餾后得到α-溴代異丁酸叔丁酯。

其中：優(yōu)選的技術(shù)方案如下：

所述步驟(1)中以α-溴代異丁酸、溶劑、阻聚劑和陽離子交換樹脂的總質(zhì)量為100％計，陽離子交換樹脂的用量為0.5-2wt％。

所述步驟(2)中反應溫度為20-80℃，優(yōu)選40-45℃；反應時間為2-6h。

所述步驟(2)中有機堿為三乙胺，用有機堿中和至pH為6.5-7。

所述步驟(2)中常壓蒸餾溫度為80-85℃。

本發(fā)明的有益效果如下：

本發(fā)明制得的產(chǎn)品收率為80-90％，純度達到98％以上，選用的陽離子交換樹脂具有催化活性高、選擇性好、對設(shè)備的腐蝕性小、使用壽命長、容易回收重復利用、能耗低、產(chǎn)生廢水少的特點，對于節(jié)約生產(chǎn)成本和安全環(huán)保具有很高的經(jīng)濟價值。

合成方法

以下結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步描述。

利用陽離子交換樹脂催化合成α-溴代異丁酸叔丁酯的方法如下：

向容量為500mL的三口瓶中加入100gα-溴代異丁酸、200g二氯甲烷、1g對羥基苯甲醚、10g叔丁醇，然后加入5gD003型陽離子交換樹脂，控制溫度為40℃，并做好回流?；亓鏖_始后，在2h內(nèi)通入50g異丁烯進行反應，保溫2h后得到反應液，反應完畢后過濾出陽離子交換樹脂，反應液用三乙胺調(diào)整pH為6.5，然后先在80℃下進行常壓蒸餾，再經(jīng)減壓蒸餾后得到115gα-溴代異丁酸叔丁酯，純度98.2％。

來源：CN105601510A