[发明专利]一种3,4‑二甲氧基噻吩的合成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种杂环化合物的合成方法，具体涉及一种3,4-二甲氧基噻吩的合成方法。

背景技术

3，4-二甲氧基噻吩的聚合物主要用于生产固体电容器、有机薄膜太阳能电池材料、OLED材料、电致变色材料、防静电材料等的，具有透明性强、电导率高、稳定性好、易于加工等多种优点，在新能源等高科技市场领域，需求十分强劲。

早在2006年有《一锅法合成3，4-二甲氧基噻吩》的报道，其工艺路线主要是通过噻吩溴化、选择性还原、氧烷基化得到目标产品。该工艺的致命弱点是使用腐蚀性极强的溴素，不仅反应过程对环境极不友好、对设备的耐腐蚀性要求很高；而且其产品中溴离子残留高，直接影响产品质量；且母液中、产品中及后处理工序中，凡是含有溴离子的溶液，即使是低浓度的，也均对相应设备具有强烈的腐蚀性，操作难度大，生产环境差，生产设备及现场的辅助设施腐蚀严重，维护与维修困难，污水处理费用很高，属于已淘汰的化工生产工艺。目前国内经典的工业化生产路线是以2，5-二甲酸甲酯-3，4-二酚钠噻吩为起始原料，经四步法合成产品3，4-二甲氧基噻吩。但工艺路线较长，工艺技术落后，总收率较低，只有72.2～80.3％，特别是在第一步皂化、第二步酸化过程中，先加入过量的NaOH进行皂化，反应完成后再加入过量的H₂SO₄进行酸化中和，然后经过离心过滤、加水洗涤除去副产品硫酸盐和其它有机物，分离得到的中间产品2，5-二甲酸-3，4-二甲氧基噻吩，干燥除水后再去脱羧。不仅工艺路线被无谓延长，增加了设备投资和能源消耗，也增加了操作难度和人工消耗，还产生了大量的废盐水，造成废水处理工序操作困难，综合成本上升。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种3,4-二甲氧基噻吩的合成方法，该方法利用脱酯技术，消除了皂化、酸化等中间环节，缩短了合成路线，减少了原料的消耗，尤其是减少了废盐水溶液的产生，降低了综合成本，简化后处理工序，整条合成路线更环保，更安全，更高效。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种3,4-二甲氧基噻吩的合成方法，将2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二甲氧基噻吩溶于二甲基甲酰胺水溶液中，再加入脱酯催化剂，在温度为130-180℃，表压压力为0-10kg/cm²下反应5-18h后，经过滤、减压精馏得3,4-二甲氧基噻吩，其中，过滤和减压精馏均在保温保压状态下进行。

作为改进的是，所述2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二甲氧基噻吩与二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:2-5。

作为改进的是，所述2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二甲氧基噻吩与二甲基甲酰胺溶液的质量比为1:3。

作为改进的是，所述二甲基甲酰胺水溶液中二甲基甲酰胺与水的质量比为 5-8:1。

作为改进的是，所述二甲基甲酰胺水溶液中二甲基甲酰胺与水的质量比为 7:1。

作为改进的是，所述脱酯催化剂为氧化铜。

作为改进的是，所述脱酯催化剂的质量为2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二甲氧基噻吩的1-9％倍。

作为改进的是，所述脱酯催化剂的质量为2,5-二甲酸二甲酯-3,4-二甲氧基噻吩的3％倍。

反应路线如下：

与现有技术相比，本发明的创新点在于减少了产品“生产步骤”，消灭了“多余”的生产过程，在减少原辅材料和水电汽等公用工程消耗的同时，也减少了设备投资和人工消耗；更为重要的意义在于，消除了难于处理的无机盐废物的产生。因大量无机盐进入废水后，会使污水处理系统中培养的很多菌种中毒，导致系统瘫痪。所以，这此副产的盐不能进入污水处理系统，必须另建一套装置，进行回收处理。这不仅浪费了大量的人力、物力，同时还产生大量的固废，需要花费大量费用送到有资质的单位去焚烧处理。具有如下优势：

1、本发明将经典工艺中“皂化、酸化、过滤、洗涤、干燥、脱羧”过程改进为直接脱除酯基。将收率从75％左右，提高到89.6～94.8％；消除了皂化过程需要加入的烧碱消耗、酸化过程中加入的硫酸消耗，缩短了工艺路线，特别是消除了经典工序中废盐水溶液的产生，综合成本降低，后处理工序简化，整个产品的工艺路线更加安全、环保、高效；

2、本发明中加入的DMF和水组成的混合溶剂与产品精馏分离后，可直接套用到下一批次的合成反应中，后处理方便快捷，符合国家绿色环保的要求；