2-甲基乙酰乙酸甲酯的合成

1、2-甲基乙酰乙酸甲酯的合成1、引言2-甲基乙酰乙酸乙酯是2,2-二甲氨基-5-甲基-6-甲基4羟基嘧啶（抗蚜威中间体）的原料，国内现采用硫酸二甲酯甲基化法进行合成，不仅收率低，生产污染重，且产品中杂质多含量低，不能满足生产高品质后续产品的要求。国外很早就有催化加氢合成2一甲基乙酸乙酸乙酯的报导，但国内并未进行过研究，更没有在生产中采用。本文在参考文献的基础上，对催化加氢工艺进行优化研究，并采用价格更低、原子利用率更高的乙酰乙酸甲酯替代乙酰乙酸乙酯来合成2-甲基乙酰乙酸甲酯（简称MMAA）以降低生产成本。2、实验部分2.1反应式催化加氢合成2一甲基乙酰乙酸甲酯反应式2.2实验仪器与试剂实验仪器:

2、GC-201OPLUS型气相色谱（日本岛津京公司）、STUKB-LS0,3型高压反应釜（aufnahmeelnheit公司）、2ZB-1L10型双柱塞微量注射泵（北京卫星制造厂）、电子天平、恒温水浴、机械搅拌、水循环真空泵、旋片式真空泵、常规有机合成玻璃仪器等。试剂:乙酰乙酸甲酯（99%，工业品），钯碳催化剂（3%，工业品），醋酸（98%，化学纯），吡啶吡啶（99%，化学纯），甲醛（37%，化学纯）。2.3实验方法将469.0g（99%,4.0mo1）乙酰乙酸甲酯、0.94g3%钯碳、4.7g醋酸、4.7g吡啶吡啶加入到1000mL高压反应釜内，升温至30C，通入2bar氢气，置换3次，在5h

3、时间内将331g（37%,4.08mo1）甲醛均匀注入高压釜内，然后保温搅拌反应lh。反应完毕，过滤，滤出的催化剂套用于下次反应，滤液置于分液漏斗中静置分层。有机层加入1000mL三口反应瓶中，于1330-2660Pa真空下减压蒸馏，接收7595C馏份，得产品465.1g,收率85.5%，含量95.6%2.4分析方法仪器选用带氢火焰检测器的气相色谱，采用RTX-1型25mX、0.25mmX、0.25um毛细管柱，用校正后的面积归一法进行结果分析。3结果与讨论3.1物料配比对反应收率的影响试验条件：催化剂把碳用量为乙酰乙酸甲酯重量的0.5%，助催化剂醋酸、吡啶用量为乙酰乙酸甲酯重量的1%,反应温

4、度30C，甲醛注入时间为8h,氢气压力0.5MPa,改变乙酸乙酸甲酯与甲醛的配比，考察其对反应收率和产品质量的影响，试验结果列入表1中。表1物料配比对反应收率及含量的影响乙醸乙酸甲帝反应收率MMAA含量乙矗乙酸甲酯与甲比(%)(%疑余量（）hL0084,7594.650.62hL0185.4295J70.45k1.0285.5395,550.23hL0383.3695,63kL058L5595.780,04表中数据可以看出，甲醛用量多少不仅影响收率，也影响产品质量,甲醛的用量越大，产品中残余的乙酞乙酸甲酯越少，但收率越低；甲醛的用量越少，产品中残余的乙酞乙酸甲酯越多。当乙酸乙酸甲酯与甲醛的摩尔

5、比在1:1.01-1:1.02范围内，收率基本相当，MMAA中残余的乙酞乙酸甲酯都低于0.5%以下，符合抗蚜威产品中杂质控制的要求。结合工厂对计量精度控制的条件，选择乙酰乙酸甲酯与甲醛的摩尔比在1:1.0203.2反应温度对反应收率的影响试验条件：催化剂钯碳用量为乙酰乙酸甲酯重量的0.5%，助催化剂醋酸、吡啶用量为乙酰乙酸甲酯重量的1%,乙酰乙酸甲酯与甲醛的摩尔比在1:1.02，甲醛注入时间为8h,氢气压力0.5MPa,改变反应温度，考察其对反应收率和含量的影响，试验结果列入表2中。表2反应温度对收率及含量的影响表中数据可以看出，反应温度低，反应速度慢，产物中乙酞乙酸甲酯残余量较多，无论是产品

6、质量还是反应收率均较低；反应温度过高，反应速度过快，中间态产物2-亚甲基乙酸乙酸甲酯部份还没来得及加氢反应温度反应收率MMAA舎星乙酰乙殻甲耶(D(%)C%)残余董（%）157B6689.474,563085.5395550734581.3895.620,1960792494.860,20即与乙酰乙酸甲酯反应生成二连物，致使反应收率低。适宜的反应温度为30C3.3氮气压力试验试验条件:催化剂把碳用量为乙酰乙酸甲酯重量的0.5%，助催化剂醋酸、吡啶用量为乙酰乙酸甲酯重量的1%,乙酸乙酸甲酯与甲醛的摩尔比在1:1.02，甲醛注入时间为8h，反应温度为30C，改变氢气压力，考察其对反应收率和含量的影

7、响，试验结果列入表3中。表3氢气压力对收率及含量的影响氢代压力反应收率MMAA含捉乙醸乙履甲酯CMPa)C%)(%)残余重(%)S3.4194.210.73ON85,5795.560250.385.4095.520.585.5395.550.23中数据可以看出，在氢气压力低于0.2MPa时，反应收率和含量都略低，在试验的MPa范围内氢气压力对反应收率和产品含量无明显影响，但氢气压力越低，对设备要求越低，安全性也越高，因此氢气压力选择0.2Mpa。3.4把碳催化剂和助催化剂用量试验试验条件：乙酰乙酸甲酯与甲醛的摩尔比在1:1.02,甲醛注入时间为8h,反应温度30C，氢气压力0.2MPa,改变把

8、碳和助催化剂用量，考察其对反应收率和含量的影响，试验结果列入表4中。表4氢气压力对收率及含量的影响注：表中所述吧碳、醋授和毗嚨用境绘捋其b乙醸乙战甲酣的匝詔比。锂碳用址酩酸和毗啖用ft反应联率<%>MMAA含蜀(%)乙酰乙酸甲酯残余壻(%)0.11.07S.47953.830.11.280.1592.241.920.20.9S3.2293.780.970.21-085.4895300J20.21.285.6295.450.200.31.0S5.3095,670.170+51.085.5795$60.25表中数据可以看出，钯碳用量低于乙酰乙酸甲酯重的0.2%,醋酸和吡啶的用量低于乙酸

9、乙酸甲酯重的1%,反应活性差，收率低，产品含量也低。提高钯碳、醋酸和吡啶的用量，反应收率和产品含量无明显提高，钯碳、吡啶.价格较高，多用徒增生产成本。因此把碳用量选择乙酰乙酸甲酯重的0.2%,醋酸和吡啶的用量选择乙酰乙酸甲酯重的1%3.5甲醛加入时间对收率和含量的影响试验条件：乙酞乙酸甲酷与甲醛的摩尔比在1:1.02,反应温度30C,氢气压力0.2MPa,钯碳用量为乙酰乙酸甲酷重的0.2%，醋酸和毗咙的用量为乙酰乙酸甲酯重的1%。改变甲醛注入时间，考察其对反应收率和含量的影响，试验结果列入表5中。表5甲醛注入时间对收率及含量的影响甲醛注入时间反应收率MMAA律址乙酰乙酸甲酣(h)(%)(%)残

10、余就（%>375498735$.44482.2592.560.95585,5895,43023685.1795,520.23885.4895300.32表中数据可以看出，甲醛注入时间低于5h，反应不完全，反应收率和含量越较低，当甲醛注入时间达到5h，再延长注入时间收率和含量无明显提高。甲醛注入时间选择5h。3.6钯碳套用次数试验钯碳催化剂属贵金属催化剂，价格非常昂贵，如能实现多批次套用，将大大降低生产成本，为此开展了催化剂套用试验。试验条件乙酰乙酸甲酯与甲醛的摩尔比在1:1.02，反应温度30C,氢气压力0.2MPa把碳用量为乙酰乙酸甲酯重的0.2%，醋酸和吡啶的用量为乙酰乙酸甲酯重的1%,甲醛注入时间为5h，将上批次示滤出来的钯碳催化剂用于下批次合成，考察其使用寿命，为了补充过滤时的微量损失，钯碳每套用一次需补加0g。试验结果列入表6中。表6钯碳套用次数试验锂碳套用次数&应收事(%)MMAA含姑(%)乙酰乙酸甲酯残余址()085.5895.430.28185.2595*560,22585.4595.400.31to853295250271585.3795.4B0.3319853095340.382052,5393*770.682180.259L352.87表中数据可以看出，催化剂钯碳可以套用使用19次，再套用则收率和含量明显下降。3.7优惠条件