[发明专利]3-戊烯酸甲酯的制备方法

权利要求书

1.一种3-戊烯酸甲酯的制备方法，其特征在于包含如下步骤：

（1）将摩尔比为1000:1～100:1的γ-戊内酯和催化剂加入到反应器中，在氮气的氛围中搅拌加热到反应温度150～250℃；

（2）将甲醇以30～500mL·mol_γ-戊内酯^-1·h^-1的速度注射到反应器中进行反应，反应时间为2～8h，将反应物进行蒸馏，收集70～90℃的馏分即得到3-戊烯酸甲酯。

2.根据权利要求1所述的3-戊烯酸甲酯的制备方法，其特征在于：步骤（1）中所述的催化剂为无机酸催化剂、路易斯酸催化剂或有机酸催化剂。

3.根据权利要求2所述的3-戊烯酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的无机酸催化剂为硫酸、磷酸、磷钨酸、硅钨酸或磷钼酸；所述的路易斯酸催化剂为氯化铜、氯化锌、氯化铁或氯化铬；所述的有机酸催化剂为三氟甲烷磺酸或离子液体。

4.根据权利要求3所述的3-戊烯酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的离子液体为：如式Ⅰ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑硫酸氢盐、如式Ⅱ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑三氟甲烷磺酸盐、如式Ⅲ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑对甲苯磺酸盐、如式Ⅳ所示的N-丙磺酸基吡啶硫酸氢盐、如式Ⅴ所示的N-丙磺酸基吡啶三氟甲烷磺酸盐、如式Ⅵ所示的N-丙磺酸基吡啶对甲苯磺酸盐、如式Ⅶ所示的双核丙磺酸基咪唑三氟甲烷磺酸盐、如式Ⅷ所示的双核丙磺酸基吡啶三氟甲烷磺酸盐、如式Ⅸ所示的双核丙磺酸基脂肪族季铵三氟甲烷磺酸盐。

5.根据权利要求4所述的3-戊烯酸甲酯的制备方法，其特征在于：所述的离子液体通过制备方法A、制备方法B或制备方法C制备得到；

所述的制备方法A的步骤如下所示：

1）将原料①和原料②分别用适量的甲苯溶解，冰水浴、搅拌下将原料②的甲苯溶液滴入原料①的甲苯溶液中，滴加完毕后升至室温，继续搅拌2小时；

2）减压蒸除甲苯，得到的粗产物用乙酸乙酯洗涤，在80℃下真空干燥5小时得到白色固体；

3）将得到的白色固体溶解于水中，加入原料③，回流搅拌反应2小时，减压除去水即得到离子液体；

所述的原料①、原料②和原料③分别为N-甲基咪唑、丙磺酸内酯和硫酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅰ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑硫酸氢盐；

所述的原料①、原料②和原料③分别为N-甲基咪唑、丙磺酸内酯和三氟甲烷磺酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅱ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑三氟甲烷磺酸盐；

所述的原料①、原料②和原料③分别为N-甲基咪唑、丙磺酸内酯和对甲苯磺酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅲ所示的1-甲基-3-丙磺酸基咪唑对甲苯磺酸盐；

所述的原料①、原料②和原料③分别为吡啶、丙磺酸内酯和硫酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅳ所示的N-丙磺酸基吡啶硫酸氢盐；

所述的原料①、原料②和原料③分别为吡啶、丙磺酸内酯和三氟甲烷磺酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅴ所示的N-丙磺酸基吡啶三氟甲烷磺酸盐；

所述的原料①、原料②和原料③分别为吡啶、丙磺酸内酯和对甲苯磺酸时，得到的离子液体为所述的如式Ⅵ所示的N-丙磺酸基吡啶对甲苯磺酸盐；

所述的制备方法B的步骤如下所示：

1）氮气保护下，将咪唑、氢氧化钠溶解于二甲基亚砜中，在60℃下搅拌1.5小时；

2）缓慢加入1,4-二溴丁烷，滴加完毕后继续搅拌2.5小时，升温至100℃反应2小时；

3）减压蒸去二甲基亚砜，得到的固体用甲苯洗涤，过滤，甲苯相用无水硫酸镁干燥过夜；

4）滤去干燥剂，蒸除甲苯后得到1,4-二咪唑基丁烷；

5）将1,4-二咪唑基丁烷溶解于乙腈中，冰水浴、搅拌下慢慢滴入丙磺酸内酯的乙腈溶液，滴加完毕后在室温下搅拌反应0.5小时，然后升温回流反应6小时，蒸去乙腈，得到粉红色固体；

6）将粉红色固体溶解于水中，搅拌下滴加三氟甲烷磺酸的水溶液，滴加完毕后在60℃下反应6小时，减压蒸除水即得到所述的如式Ⅶ所示的双核丙磺酸基咪唑三氟甲烷磺酸盐；

所述的制备方法C的步骤如下所示：

1）将原料④溶解于乙腈中，冰水浴、搅拌下慢慢滴入丙磺酸内酯的乙腈溶液，滴加完毕后在室温下搅拌反应0.5小时，然后升温回流反应6小时，蒸去乙腈，得到白色固体；

2）将白色固体溶解于水中，搅拌下滴加三氟甲烷磺酸的水溶液，滴加完毕后在60℃下反应6小时，减压蒸除水即得到离子液体；

所述的原料④为4,4’-联吡啶时，得到的离子液体为所述的如式Ⅷ所示的双核丙磺酸基吡啶三氟甲烷磺酸盐；

所述的原料④为N,N,N',N'-四甲基-1,3-丙二胺时，得到的离子液体为所述的如式Ⅸ所示的双核丙磺酸基脂肪族季铵三氟甲烷磺酸盐。