CN110963912B - 溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法 - Google Patents

溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种溴代磺酸树脂催化制备2,4‑二溴丁酸甲酯的方法，包括如下步骤：在γ‑丁内酯中加入质量分数为2％‑5％的溴代磺酸树脂催化剂；升温至80‑90℃，滴加一定量的液溴，保温90‑100℃，反应3‑5h；降温至室温，滴加甲醇，反应10‑15h；过滤出去催化剂，催化剂用洗涤剂洗涤、烘干，重复使用；滤液蒸馏，得到目标产物。本发明的催化剂催化活性高，反应时间短，原料利用率高；催化剂可以重复使用，避免了含磷废水对环境的破坏，废水量少，降低了生产成本；后处理方便，减少了萃取、水洗、干燥等环节，操作简单，产品质量高，符合绿色环保思想。

Description

溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法
技术领域
本发明涉及一种有机化合物的制备方法，具体涉及一种溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法。
背景技术
2，4-二溴丁酸甲酯是一种重要的医药中间体。目前2，4-二溴丁酸甲酯的制备主要有：
(1)以γ-丁内酯为起始原料，先经HBr开环得到4-溴丁酸，产物经过分离、提纯后再与溴化剂进行反应得到2，4-二溴丁酸，再与甲醇进行酯化反应得到2，4-二溴丁酸甲酯。控制不好会产生很多副产物，使得产物纯度极低，目前难以实现大规模工业化生产。
(2)将含磷物质含加入到γ-丁内酯中，然后降温滴加溴化剂，生成4-溴丁酰溴，接着再滴加溴化剂，生成2，4-二溴丁酰溴，最后滴加甲醇，生成2，4-二溴丁酸甲酯。上述反应所说的含磷物质主要是红磷、三溴化磷。该反应含磷催化剂用量大，后续处理形成很多含磷废水，对环境不友好。
发明内容
本发明的目的是提供一种溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，该过程无副产物，操作安全。
Amberlyst 15树脂催化剂是一种专门针对有机化学合成反应中替代浓硫酸的新型强酸性催化剂，广泛应用于各种烷基化、酰基化、酯化、缩醛、缩酮、醚化、水解、水合、开环等化学反应的催化。在Amberlyst 15树脂的苯环上引入溴原子后，可以增加树脂的疏水性，同时提高苯环上磺酸基团的热稳定性。本发明旨在利用溴代磺酸树脂催化寻找一种制备2,4-二溴丁酸甲酯的新方法。
本发明解决上述技术问题采取的技术方案是：一种溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，包括如下步骤：
(1)在γ-丁内酯中加入质量分数为2％-5％的溴代磺酸树脂催化剂；
(2)升温至80-90℃，滴加一定量的液溴，保温90-100℃，反应3-5h；
(3)降温至室温，滴加甲醇，反应10-15h；
(4)过滤出去催化剂，催化剂用洗涤剂洗涤、烘干，重复使用；
(5)滤液蒸馏，得到目标产物。
其中，所述溴代磺酸树脂催化剂的制作方法包括如下步骤：
(1)将Amberlyst 15树脂加入饱和一元醇中；
(2)然后加入液溴，30-50℃反应3-10h；
(3)反应结束，过滤，用少量对应醇洗涤，30-50℃反应减压干燥3-10h，得到溴代磺酸树脂。
作为优选，所述饱和一元醇为甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇中的一种或多种的组合；饱和一元醇的质量为Amberlyst 15树脂的3-5倍；液溴与Amberlyst 15树脂及饱和一元醇混合液的质量比为0.6-1。
作为优选，所述洗涤剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种。
本发明溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法的有益效果是：
1、催化剂催化活性高，反应时间短，原料利用率高；
2、催化剂可以重复使用，避免了含磷废水对环境的破坏，废水量少，降低了生产成本；
3、后处理方便，减少了萃取、水洗、干燥等环节，操作简单，产品质量高，符合绿色环保思想。
具体实施方式
为了使本发明的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例，对本发明进一步详细的说明。
实施例1：
将200g Amberlyst 15树脂加入600g甲醇中，然后加入120g液溴，30℃反应3h。过滤，用少量无水甲醇洗涤，30℃反应减压干燥3h，得到溴代磺酸树脂。
1.075kgγ-丁内酯加入20g催化剂，升温至80℃，滴加2.19kg液溴，滴加完毕，保温90℃，反应3h。降温到室温，滴加4kg甲醇，滴加完毕，室温反应10h。过滤除去催化剂，催化剂用甲醇洗涤，烘干，重复使用。滤液直接蒸馏，得到目标产物2.855kg，收率88％。
实施例2：
将200g Amberlyst 15树脂加入1000g乙醇中，然后加入200g液溴，50℃反应10h。过滤，用少量无水甲醇洗涤，50℃反应减压干燥10h，得到溴代磺酸树脂。
1.075kgγ-丁内酯加入54g催化剂，升温至90℃，滴加2.19kg液溴，滴加完毕，保温100℃，反应5h。降温到室温，滴加4kg甲醇，滴加完毕，室温反应15h。过滤除去催化剂，催化剂用甲醇洗涤，烘干，重复使用。滤液直接蒸馏，得到目标产物3.18kg，收率98％。
实施例3：
将200g Amberlyst 15树脂加入1000g异丙醇中，然后加入180g液溴，40℃反应6h。过滤，用少量无水甲醇洗涤，40℃反应减压干燥6h，得到溴代磺酸树脂。
1.075kgγ-丁内酯加入37g催化剂，升温至85℃，滴加2.19kg液溴，滴加完毕，保温100℃，反应4h。降温到室温，滴加4kg甲醇，滴加完毕，室温反应12h。过滤除去催化剂，催化剂用甲醇洗涤，烘干，重复使用。滤液直接蒸馏，得到目标产物3.08kg，收率95％。
以上所述的具体实施例，对本发明解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，包括如下步骤：
(1)在γ-丁内酯中加入质量分数为2％-5％的溴代磺酸树脂催化剂；
(2)升温至80-90℃，滴加一定量的液溴，保温90-100℃，反应3-5h；
(3)降温至室温，滴加甲醇，反应10-15h；
(4)过滤出去催化剂，催化剂用洗涤剂洗涤、烘干，重复使用；
(5)滤液蒸馏，得到目标产物。
2.根据权利要求1所述的溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，所述溴代磺酸树脂催化剂的制作方法包括如下步骤：
(1)将Amberlyst 15树脂加入饱和一元醇中；
(2)然后加入液溴，30-50℃反应3-10h；
(3)反应结束，过滤，用少量对应醇洗涤，30-50℃反应减压干燥3-10h，得到溴代磺酸树脂。
3.根据权利要求2所述的溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，所述饱和一元醇为甲醇、乙醇、丁醇、异丙醇中的一种或多种的组合。
4.根据权利要求2所述的溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，所述饱和一元醇的质量为Amberlyst 15树脂的3-5倍。
5.根据权利要求2所述的溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，步骤(2)中，液溴与Amberlyst 15树脂及饱和一元醇混合液的质量比为0.6-1。
6.根据权利要求1所述的溴代磺酸树脂催化制备2,4-二溴丁酸甲酯的方法，其特征在于，所述洗涤剂为甲醇、乙醇、异丙醇中的一种。
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