[发明专利]4-氯丁酸甲酯的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种有机化合物的合成方法，特别是4-氯丁酸甲酯（Methyl4-chlorobutyrate）的合成方法。

背景技术

4-氯丁酸甲酯（S-1）是环丙胺合成的重要中间体。环丙胺是合成喹诺酮类抗菌新药环丙沙星、斯帕沙星、妥美沙星和巴罗沙星的重要中间体和原料。另外，除草剂6-环丙胺基-2-氯均三嗪、环丙草胺、环丙津、环丙氰津，抗寄生虫药N-环丙基-1,3,5-三嗦-2,4,6-三胺及杀虫剂2-环丙胺基-4,6-二氨基-三喃的合成也需要使用环丙胺作为重要的中间体。

目前4-氯丁酸甲酯一般的合成方法是以氯化锌为催化剂，氯化亚砜氯化γ-丁内酯，在20-50℃下反应3-6小时，再加入甲醇酯化得到目标产物。收率在70~95%左右。如牛宇岚等. 4-氯丁酰氯的合成研究.精细化工中间体，2006，36（3）：21-22； WO2005040109；以及CN1125715A所报道的。此工艺操作简单， 原料易得， 成本低，但产生大量二氧化硫和盐酸混合废气，难以处理，环境危害大。

CN101445447和CN101624340报道了一种方法，以光气或者固体光气为原料替代氯化亚砜为氯化试剂，氯化γ-丁内酯合成4-氯丁酰氯，反应温度在50-180℃，反应时间4-40小时。氯化完毕再进行酯化，收率70％~90％。此法工艺简单、收率高、三废较少，但光气是剧毒气体，大大限制了其工业化应用。

此外，专利US3711549A报道了一种以氯化氢为氯化试剂的方法，以氯化锌为催化剂，在压力2MPa下，120℃下，连续通入干燥氯化氢反应两小时。该方法需要使用干燥氯化氢以及在加压条件下反应，收率为60~95%左右。该方法存在反应条件苛刻，废气难以处理。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种原料易得、工艺简单、后处理方便、环境友好的4-氯丁酸甲酯合成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种4-氯丁酸甲酯的合成方法：向反应器中加入γ-丁内酯、甲醇和酸性催化剂，在常压和30~60℃的温度下，滴加三氯化磷；滴加完毕，保温继续反应0.5~2h，反应完毕，反应液经后处理得到4-氯丁酸甲酯；

酸性催化剂是γ-丁内酯摩尔量的1%~5%；γ-丁内酯与甲醇的摩尔比为1:2~5，γ-丁内酯与三氯化磷的摩尔配比为1:0.35~1。

作为本发明的4-氯丁酸甲酯的合成方法的改进：酸性催化剂为氯化锌、氯化铜、对甲苯磺酸或浓硫酸。

作为本发明的4-氯丁酸甲酯的合成方法的进一步改进：后处理为：将反应液减压蒸馏。

作为本发明的4-氯丁酸甲酯的合成方法的进一步改进：三氯化磷的滴加时间为0.5~1小时。

本发明的反应方程式如下：

  。

在本发明中，酸性催化剂优选氯化锌和浓硫酸（H₂SO₄的质量分数为98.3％）。

本发明的后处理具体为：将反应液减压蒸馏，在25毫米汞柱压力下，收集80-85℃下的馏分，得4-氯丁酸甲酯。

采用本发明的方法合成4-氯丁酸甲酯，具有如下优点：

1、反应条件温和，工艺简洁；

2、原料环境友好，三废少，后处理简单；

3、反应速度快，收率高且稳定。

具体实施方式

以下实施例中的搅拌转速为1000~2000R/min。

实施例1、一种4-氯丁酸甲酯的合成方法：

向250mL反应釜中，加入43g（0.5mol）γ-丁内酯、40mL(1.5mol)甲醇，以及1.36g（0.01mol）氯化锌。开启搅拌，在常压、50℃下，滴加34.3g（0.25mol）三氯化磷，滴加时间为30分钟。滴毕，保温继续反应1小时。反应液经过减压蒸馏，在25毫米汞柱压力下，收集80-85℃下的馏分，得到65.1g的4-氯丁酸甲酯。质量含量为99.1%，收率94.5%。

实施例2、一种4-氯丁酸甲酯的合成方法：

向250mL反应釜中，加入43g（0.5mol）γ-丁内酯、60mL(1mol)甲醇，以及1.36g（0.01mol）氯化锌。开启搅拌，在常压，50℃下，滴加34.3g（0.25mol）三氯化磷，滴加时间为30分钟。滴毕，保温继续反应1小时。反应液经过减压蒸馏，在25毫米汞柱压力下，收集80-85℃下的馏分，得到58.4g的4-氯丁酸甲酯，含量99.0%，收率85.5%。