[发明专利]一种利用反应精馏技术制备3-巯基丙酸甲酯的方法

说明书

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种利用反应精馏技术制备3‑巯基丙酸甲酯的方法。反应物3‑巯基丙酸和甲醇混合后通过装有催化剂的固定床反应器进行预反应，得到3‑巯基丙酸甲酯粗品；粗品经进料泵送至反应精馏塔中部输入，新鲜甲醇和带水剂从反应精馏塔下部输入，反应精馏塔下部装有催化剂，粗品中未反应3‑巯基丙酸与甲醇继续在反应精馏塔催化剂床层中反应；反应完成后过量甲醇、带水剂与水从反应精馏塔上部采出，产品3‑巯基丙酸甲酯从塔底采出；本发明采用反应精馏技术，把3‑巯基丙酸甲酯与水及时从反应体系中分离出去，缩短反应时间，提高反应效率，效果明显。

技术领域

本发明涉及有机合成技术领域，具体涉及一种利用反应精馏技术制备3-巯基丙酸甲酯的方法。

背景技术

3-巯基丙酸甲酯是一类重要的化工原料。它是制备异噻唑啉酮的一种中间体，也是制备精细化学品4-氯-7-甲基噻吩并[3,2-D]嘧啶的原料。3-巯基丙酸甲酯是酶法合成降血脂药物辛伐他汀侧DMB-S-MMP3-[(2,2-二甲基-1-氧代丁基)硫]丙酸甲酯的原料。辛伐他汀列名于世界卫生组织基本药物清单，属于基础医疗体系必备药物之一。传统3-巯基丙酸甲酯的合成方法是在惰性氛围下，添加2%-5%的浓硫酸作催化剂，回流（65-70℃）反应15小时后，反应完成后将反应液蒸除甲醇，然后进行脱酸；在脱酸过程中需要加入大量去离子水进行水洗，当水洗液PH接近中性为止，然后进行减压精馏得到3-巯基丙酸甲酯产品。这种方法脱酸过程会消耗大量去离子水，在减压精馏过程中有20%-25%的产品会因聚合变质而降低收率。

酯化反应属于可逆反应，一般情况下反应进行不彻底，根据反应平衡原理，要提高酯的产量，需要从产物中分离出一种成分，或者使反应物种其中一种成分过量，从而达到使反应正向进行的目的。传统釜式工艺虽然能将原料甲醇过量很多，但是不能及时将产物分离出去，产品收率只能在80%-90%。在间歇工艺中只能在反应完成后才能进行下一步分离，生产销率较低。在产品除水过程中，所加带水剂需要与水达到共沸比例，需要大量的带水剂，增大了操作成本。

采用普通分离塔分离产品，一般需要经过粗分塔、甲醇塔、3-巯基丙酸塔和3-巯基丙酸甲酯塔得到精制的3-巯基丙酸甲酯。该分离流程较长，设备投资和运行成本较高。

发明内容

针对以上技术问题，本发明提供了一种利用反应精馏技术制备3-巯基丙酸甲酯的方法，采用3-巯基丙酸与甲醇为原料，避免硫化氢的使用；同时采用固体酸为酯化催化剂，绿色环保无污染。该工艺连续化生产，生产周期短，生产效率高。其具体步骤如下：

（1）将3-巯基丙酸与甲醇在固体酸性酯化催化剂条件下充分反应，去除催化剂；

（2）将步骤（1）完成后的反应物料从反应精馏塔反应段上部进料，带水剂与甲醇混合液从反应段底部进料，控制反应段温度50~100℃，压力0.05~1.0MPa，设置塔顶回流比1:1~10:1，经过反应精馏，在塔底获得合格3-巯基丙酸甲酯产品，其中反应精馏塔反应段中装有固体酸性酯化催化剂。

本发明所述的反应精馏塔由上部的精馏段与下部的反应段组成，本领域现有常规技术，例如专利CN203212506U、CN1041693C等中所述的设备均可实现本发明。具体结构不再进行赘述。

反应精馏塔反应段中装有与步骤（1）相同固体酸性酯化催化剂。目前最常用的酯化催化剂有浓硫酸、重金属盐和离子交换树脂等。浓硫酸法酯化反应有适应性广的优点，但是对于能溶于水的醇和酸其转化率一般只能达到60%-70%，而且后处理工艺繁琐，腐蚀设备等缺点。而本发明中选择固体酸性催化剂具有较好的催化效果，转化率可达到90%以上，同时可以很好的适应反应精馏塔进行反应和分离，很好的解决了催化剂的分离问题，也避免了催化剂的浪费。

本发明中第（1）步反应中原料约有90%反应，剩余的原料在第（2）步中完成，反应物料进入反应精馏塔反应段上部，由于带水剂可以将副产物水快速带出分离，打破反应平衡，未反应的3-巯基丙酸与甲醇继续在反应段反应，保证3-巯基丙酸转化率98%以上。