[发明专利]3-甲基戊二酸化合物的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及医药化工领域化合物的制备方法，特别是一种3-甲基戊二酸化合物的制备方法。

背景技术

3-甲基戊二酸也称β-甲基戊二酸，是重要的医药、精细化工中间体，广泛应用于尼龙纤维、润滑油、增塑剂等领域。另外，近年来还发现该化合物被作为稀土金属离子的萃取剂以及¹³C固体核磁共振光谱的标准化合物。

现有合成3-甲基戊二酸的方法，主要是丙二酸二甲酯或丙二酸二乙酯和乙醛经缩合、水解、脱羧反应得到目标产物。该方法存在操作复杂，对温度等反应条件要求苛刻，收率低等不足之处。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足提供一种3-甲基戊二酸的制备方法，如下反应方程式所示：

该方法以氰乙酰胺和乙醛为原料，在碱性催化条件下，反应得到α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物；将α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物与水混合，在低温条件下滴加酸，升温至120～140℃反应得到所述的3-甲基戊二酸。

本发明的目的是这样实现的，包括如下步骤：

(1)以水为溶剂，加入乙醛和氰乙酰胺，室温下缓缓滴加碱性催化剂，经反应得到α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物；

(2)加入所述的α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物和水，在低温条件下滴加酸，缓慢升温至120～140℃反应得到3-甲基戊二酸；其中优选地在130℃下反应。

其中，所述步骤(1)反应后经过滤、干燥得到所述α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物。

其中，所述步骤(1)的反应温度为0～25℃，反应时间6～24h。

其中，乙醛与氰乙酰胺的摩尔比为1.0∶2.0～3.0；乙醛与水的质量比为1∶10～20。

其中，加入的碱为三乙胺、吡啶、哌啶、吗啡啉、稀氢氧化钠或氢氧化钾溶液之任意一种。

其中，所述待步骤(2)反应后，待冷却，经热萃、干燥、过滤，得到所述3-甲基戊二酸。具体地，所述步骤(2)反应后，待冷却至60℃，用1，2-二氯乙烷热萃，合并有基层，共沸脱水2～6h，析出无机盐，加入干燥剂，过滤除去无机盐后，减压回收1，2-二氯乙烷得到所述3-甲基戊二酸。

其中，步骤(2)中所述酸是浓盐酸溶液或浓硫酸溶液。

其中，步骤(2)中所述α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物与酸的摩尔比为1∶1～4；α，α’-二氰基-β-甲基戊二酰胺缩合物与1，2-二氯乙烷的质量比为1∶3～5。步骤(2)中，水的质量根据酸的浓度调节，使得体系温度能升至120～140℃，优选地以130℃为佳。

其中，步骤(2)中低温低价酸的温度为5～25℃；于120～140℃保温反应时间为3～12h；共沸脱水时间为2～6h。

其中，步骤(2)中干燥剂可以选用五氧化二磷、无水硫酸镁、无水硫酸钠等。

本发明包含以下改进创新之处：

本发明制备方法中，步骤(1)只需控制反应温度在0～25℃即可，对温度等反应条件要求不苛刻，反应操作方便。步骤(1)经过滤除去滤液中的杂质，大大提高了反应收率，改进产品质量。

本发明制备方法中，步骤(2)水解脱羧过程中，产品水溶性好，利用1，2-二氯乙烷进行热萃效果较为理想，其他有机溶剂如甲苯等则达不到此效果。步骤(2)水解脱羧过程中，回流脱水可以带走反应体系中的大部分水，但仍有少量水存在影响收率，加入干燥剂后收率明显提高。此外，步骤(2)萃取剂1，2-二氯乙烷可以减压回收套用，大大降低了反应成本，减少了环境污染，适合于工业化生产。

本发明3-甲基戊二酸化合物的制备方法，以氰乙酰胺和乙醛为原料，在水溶液中碱性催化剂条件下经缩合、水解、脱羧等反应，在温和的条件下高产率得到本发明目标产物。本发明制备方法得到的3-甲基戊二酸纯度达到99.5％以上。本发明所用原料易得且价格低，反应操作简便，对环境友好，产品收率高、质量好，萃取剂可以循环使用，适于工业化生产。具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步说明，以便更好理解本发明。本发明的保护内容不局限于以下实施例。在不背离发明构思的精神和范围下，本领域技术人员能够想到的变化和优点都被包括在本发明中，并且以所附的权力要求书为保护范围。实施本发明的过程、条件、试剂、实验方法等，除以下专门提及的内容之外，均为本领域的普遍知识和公知常识，本发明没有特别限制内容。