[发明专利]一种制备α-取代丙二酸二乙酯衍生物的方法

说明书

(一)技术领域：

本发明涉及一种制备丙二酸二乙酯衍生物的方法，特别是一种制备α-取代丙二酸二乙酯衍生物的方法。

(二)背景技术：

丙二酸二乙酯衍生物是食品添加剂中最大允许使用量、最大允许残留量的标准添加剂；同时广泛应用于有机合成，医药、农药、香料、染料等的生产，也可以用于制备氨基酸，广泛用于生化研究。此外，丙二酸二乙酯衍生物还可用于植物化学杀虫剂，羟基喹啉或吡唑羧酸酯，喹啉类抗疟药的合成。因此，丙二酸二乙酯衍生物具有极其广阔的领域和非常广阔的开发前景，开发一种高效益，低成本的丙二酸二乙酯衍生物合成工艺具有重要意义。

现阶段，制备α-取代丙二酸二乙酯衍生物的方法主要有以下几种：

1、氰化酯化法：卤代乙酸与碳酸钠中和生成卤代乙酸钠，再用氰化钠置换卤素得到氰乙酸钠。氰乙酸钠水解成丙二酸钠，然后在硫酸存在下与醇类物质酯化得丙二酸二乙酯，经洗涤、蒸馏即得纯度较高中间体。然后以丙二酸二乙酯为母体进行烷基化，酰基化，烷氧基化，羟烷基化得到丙二酸二乙酯的衍生物。该法所用的氰化钠为剧毒品，对环境和人体损害较大，不适合工业化生产。

2、催化羰基化法：以氯乙酸酯、一氧化碳、乙醇为原料，在催化剂存在下，一步反应合成丙二酸二乙酯。然后以丙二酸二乙酯为母体进行烷基化，酰基化，烷氧基化，羟烷基化得到丙二酸二乙酯的衍生物。相比之下，催化羰基化法工艺技术先进，但工艺复杂，反应条件苛刻，工业化实现有一定的困难。

3、酯交换法：以二丁基氧化锡为催化剂，丙二酸二甲酯和乙醇进行回流，除去甲醇，得到丙二酸二乙酯，然后以丙二酸二乙酯为母体进行烷基化，酰基化，烷氧基化，羟烷基化得到丙二酸二乙酯的衍生物，该法使用重金属做催化剂，不仅成本高昂，且环境污染较大，不适合工业化生产。

(三)发明内容：

本发明的目的在于提供一种制备α-取代丙二酸二乙酯衍生物的方法，选用已经在市场上商业化的原料或者容易制备的2-取代乙酸乙酯和草酸二乙酯为初始原料，经过缩合、氧化两个步骤来合成目标产品，该方法原料易得，产品纯度较高，工艺条件稳定，操作简单，适用于规模化生产，为制备丙二酸二乙酯衍生物提供了一种新的思路和方法。

本发明的技术方案：一种制备α-取代丙二酸二乙酯衍生物的方法，其特征在于具体制备步骤如下：

(1)缩合：向反应釜中加入醚类溶剂、碱性物料、草酸二乙酯和主原料2-取代乙酸乙酯加毕，于20～35℃保温反应，反应完全后，控温20～35℃进行后处理，用10％盐酸溶液调至pH＝1～3，萃取、洗涤、然后加入硅胶除焦油，再经干燥、压滤、浓缩得到产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯

其中，R为C1～C4的烷基、苯基、C1～C4的烷氧基、F、Cl、Br、羟基、硝基、乙氧基甲叉、二乙基或二丙基，主原料2-取代乙酸乙酯与草酸二乙酯的摩尔比为1.0∶1.1～2.0，主原料2-取代乙酸乙酯与碱性物料的摩尔比为1.0∶1.2～2.2，主原料2-取代乙酸乙酯与醚类溶剂的用量比为1kg/4～15L，主原料2-取代乙酸乙酯与10％盐酸溶液的用量比为1kg/4～10kg，主原料2-取代乙酸乙酯与硅胶的用量比为1kg/0.05～0.3kg；

(2)氧化：向反应釜中加入纯化水、酸性溶剂、氧化剂和助溶剂，滴毕，控温25～45℃，随后加入步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯并于25～45℃进行反应，反应完全后，将体系降温至20～30℃，进行离心，然后用冰水混合物冰解4～5h，再经过萃取、洗涤分液、压滤、浓缩、精馏得到终产品α-取代丙二酸二乙酯衍生物

其中，R为C1～C4的烷基、苯基、C1～C4的烷氧基、F、Cl、Br、羟基、硝基、乙氧基甲叉、二乙基或二丙基，步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯与纯化水的用量比为1kg∶1.5～8kg，步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯与酸性溶剂的摩尔比为1.0∶3.0～10.0，步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯与氧化剂的摩尔比为1∶1.3～2.5，步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯与助溶剂的摩尔比为1∶4.0～10.0，步骤(1)所得产品2-取代-3-氧代丁二酸二乙酯与冰水混合物的用量比为1kg∶5～20kg。