背景技術(shù)

2,2-二甲基丁酸是農(nóng)藥殺螨劑螺螨酯重要的中間體,同時(shí)也是心血管藥辛伐他汀的中間體,也可用于塑料盒橡膠行業(yè),其合成工藝研究有重要的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

目前,工業(yè)化生產(chǎn)2,2-二甲基丁酸的方法是采用異戊醇和甲酸在硫酸催化下反應(yīng)制得2,2-二甲基丁酸,該方法的缺點(diǎn)是在反應(yīng)的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的廢硫酸,這些大量的廢硫酸處理困難,而且通過(guò)上述的方法所生產(chǎn)出的2,2-二甲基丁酸收率很低。同時(shí)上述的制備方法對(duì)其反應(yīng)的設(shè)備腐蝕嚴(yán)重,操作的工作人員危險(xiǎn)性高,環(huán)境污染大。

制備方法

S1：氯代叔戊烷的制備

在500ml的四口燒瓶中投入68.07g(0.766mol)的叔戊醇(AR級(jí)),接著將質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸(0.22mol)加入至上述的四口燒瓶中,室溫下攪拌12小時(shí),GC跟蹤至原料轉(zhuǎn)化完畢，且氯代叔戊烷含量>97%。靜置分層，上層無(wú)色油狀物為產(chǎn)物氯代叔戊烷，下層水溶液用100ml的甲苯萃取兩次,并且將兩次萃取得到的萃取液與上層油狀物的氯代叔戊烷合并。接著使用50ml的水洗滌,并且靜置分層;再加入無(wú)水硫酸鈉干燥,接著使用50ml水洗滌甲苯與氯代叔戊烷的混合溶液,最后過(guò)濾,得到氯代叔戊烷的甲苯溶液162g,GC定量分析得到氯代叔戊烷的含量為47.38%,收率為94.97%。

S2：格氏試劑的制備

在惰性氣體氮?dú)獾谋Ｗo(hù)下向干燥的250ml的四口燒瓶?jī)?nèi)加入干燥處理過(guò)的溶劑四氫呋喃10ml和5g的上批次格氏母液,再加入新鮮鎂條7.74g(0.32mol),室溫下攪拌,先滴加20g甲苯,并且攪拌10-15min引發(fā)反應(yīng)。當(dāng)四口燒瓶?jī)?nèi)的溫度超過(guò)25℃時(shí),使用冷水浴,將四口燒瓶?jī)?nèi)液體的溫度控制為20-25℃,并且滴加步驟1中制備的氯代叔戊烷66.8g,同時(shí)滴加200ml的甲苯,在1小時(shí)內(nèi)滴加完畢。滴加完畢后將四口燒瓶?jī)?nèi)的反應(yīng)體系升溫至40-45℃,保溫反應(yīng)2小時(shí),取樣GC分析,當(dāng)叔戊基氯化鎂的轉(zhuǎn)化率≥90%時(shí),反應(yīng)停止。

S3：2,2-二甲基丁酸的制備

將S2的四口燒瓶?jī)?nèi)的物料溫度降溫至20-25℃?zhèn)溆?。?70g(AR級(jí)1.8mol)的氯甲酸甲酯添加至干燥的250ml的四口燒瓶?jī)?nèi),接著將降溫后的S2的四口燒瓶?jī)?nèi)的物料滴加至含有氯甲酸甲酯的四口燒瓶?jī)?nèi),要求1-1.5小時(shí)滴加完畢,并且繼續(xù)將溫度保持在20-25℃,GC跟蹤至原料轉(zhuǎn)化完畢后結(jié)束保溫;去除溶劑之后得到產(chǎn)物2,2-二甲基丁酸甲酯。減壓蒸餾并接收含甲苯氯甲酸甲酯160-170克,停止蒸餾。殘余物料降溫至30℃,緩慢加入質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的氫氧化鈉溶液120g(0.9mol),升溫至100℃,回流3小時(shí)。

降溫至常溫后加入100ml甲苯,且用質(zhì)量分?jǐn)?shù)為30%的鹽酸(工業(yè)級(jí))中和反應(yīng)體系至pH<3。分層,并且用100ml甲苯分兩次萃取水層。合并有機(jī)相得到2,2-二甲基丁酸的甲苯溶液125g,HPLC定量分析得2,2-二甲基丁酸的含量為22.27%。減壓濃縮至反應(yīng)液的溫度為90℃,得到淺黃色的液體,即2,2-二甲基丁酸28g,含量97%,合成總收率78%[1]。

參考文獻(xiàn)

[1] 永農(nóng)生物科學(xué)有限公司. 一種2,2-二甲基丁酸的合成方法:CN201811288175.1[P]. 2019-03-26.